游离整体细胞法工业化生产L-天冬氨酸

利用游离整体细胞催化技术在工业规模上进行Ｌ－天冬氨酸的生产,发现游离整体细胞催化技术不仅缩短了工艺流程,减少了设备投资,而且反应效率（生产效率）、生产能力、生产成本等方面均优于传统的固定化细胞法。     

紫外分光光度法测定发酵液中L-天冬氨酸

建立测定发酵液中L-天冬氨酸的一种紫外分光光度测定方法,研究金属离子、反应时间、反应温度等对测定的影响,确定测定的最适条件,L-天冬氨酸溶液与茚三酮显色剂反应显蓝紫色,用紫外分光光度计对L-天冬氨酸反应溶液进行测定,得到最大吸收峰,根据最大吸收峰所对应的波长确定L-天冬氨酸吸光度与浓度间关系曲线。研究表明,L-天冬氨酸最佳吸收波长为510 nm,吸光度与浓度间工作曲线为:Y=0.067 8 X+0.013 5,r~2=0.999 5,反应时间和反应温度对检测无影响,其他金属离子均不干扰L-天冬氨酸的测定,紫外分光光度法测定发酵液中L-天冬氨酸的操作简便、快捷、准确。     

L-天冬氨酸脱羧酶研究进展

根据作用于L-天冬氨酸的位置不同,L-天冬氨酸脱羧酶可分为L-天冬氨酸α-脱羧酶和L-天冬氨酸β-脱羧酶,本文综述了两种酶在结构特点、酶学性质、基因表达、酶的应用等方面的研究进展。     

离子交换法分离D-天冬氨酸和L-丙氨酸

对离子交换法分离D-天冬氨酸和L-丙氨酸的工艺条件进行了研究。综合考虑树脂对D-天冬氨酸和L-丙氨酸的吸附容量及相对选择系数,选择了一种适合该体系分离的树脂—XH-1,并对吸附条件及洗脱条件进行了研究,确定了最佳工艺条件,为今后工业应用提供一定的依据。     

大肠杆菌发酵生产L-色氨酸工艺简析

本文对L-色氨酸进行了简要概述,指出利用大肠杆菌工程菌直接发酵生产L-色氨酸为国内主流方法,并对其成熟的发酵工艺控制、提取工艺进行了简析,并指出部分可进一步优化的工艺点。其中发酵工艺简析包括菌种培养基增加一定溶度抗生素和控制发酵温度来控制质粒稳定性;分析物料作用并提出优化后的种子、发酵培养基组成;菌种无需控制溶氧,而发酵则用溶氧反馈补料;控制乙酸和氨氮浓度、顺序升温缩短周期降低抑制性副产物作用。分离提取工艺简析包括硫酸酸化p H2-3,陶瓷膜过滤并控制滤液平均单位为14000-18000u/ml,阳离子树脂纯化,醋酸调p H5.89,0.5%活性炭60℃脱色20-30min,蒸发浓缩结晶,纯化水洗涤整条工艺路线。     

L-天冬氨酸的清洁提取工艺

针对L-天冬氨酸酶法制备过程中用硫酸调pH存在的环境污染问题,探讨了利用富马酸提取L-Asp的方法,结果表明最佳提取条件为结晶温度90℃、富马酸加入量为底物溶液中富马酸量的0．65倍、最终冷却至37℃。比较硫酸和富马酸两种提取L-Asp方法发现,后者的废水排放量及废水处理费用仅为前者的1／6,是一种清洁经济的提取工艺。     

以L-天冬氨酸为原料制备D-天冬氨酸的新方法

以L-天冬氨酸为原料经过酯化、消旋、拆分和水解制备D-天冬氨酸。使L-2,3-二苯甲酰酒石酸(L-DBTA)与DL-天冬氨酸-β-甲酯在水溶液中于65~70℃反应形成非对映体盐,冷却到室温,D-天冬氨酸.L-DBTA盐析出,过滤后再经水解得到D-天冬氨酸,收率78.2%,旋光纯度达到99%以上。     

生物转化法制备L-天冬酰胺

探索生物转化法制备L-天冬酰胺的技术与工艺。通过分子生物学方法,克隆来源于大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli)JM109的天冬酰胺合成酶A基因asnA,并于E. coli BL21(DE3)中表达,利用构建的E.coli基因工程菌E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-asnA全细胞高密度催化L-天冬氨酸生产L-天冬酰胺,以PITC柱前衍生-高效液相检测底物和产物。表达的蛋白质分子质量约为37kDa,与预期大小相符,比酶活力为1786.6U/g。L-天冬氨酸转化率为95.8%,L-天冬酰胺产量可达126.5g/L,生产速率为15.81g/(L·h)。结果表明,已成功构建高效表达天冬酰胺合成酶A基因工程菌株,并用于催化L-天冬氨酸转化生产L-天冬酰胺,解决了L-天冬酰胺生物转化生产工艺中ATP成本过高的难题,为L-天冬酰胺制备提供新的绿色途径。     

L-天冬氨酸-α-脱羧酶高产菌株初筛方法的建立

通过试管法、平板法、Berthelot法和纸层析法对L-天冬氨酸-α-脱羧酶(PanD)高产菌株的初筛方法进行研究。分别检测转化体系中底物L-天冬氨酸减少引起的pH变化及产物CO2和β-丙氨酸的增加量,并用高效液相色谱法比较这四种方法的准确性。结果表明:CO2能溶于转化液,难以用倒置管收集完全;PanD系胞内酶,难以用平板点种法改变平板的pH;β-丙氨酸和L-天冬氨酸在Berthelot检测中吸收值均偏低,不适用于PanD高产菌的筛选;纸层析法可以直接检测β-丙氨酸和L-天冬氨酸,成本低,操作简单,具一定的精确度,可以较大规模地筛选PanD高产菌株。     

微生物发酵法生产L-苯丙氨酸的研究进展

L-苯丙氨酸 (L-Phe) 是一种重要的必需氨基酸,广泛应用于食品、饲料添加剂以及医药等领域.L-Phe主要由化学合成法、酶法和微生物发酵法等3种方法来生产.其中,微生物发酵法由于具有原料廉价易得、环境污染较小、产物纯度高等优点成为目前国内外工业化生产L-Phe的主要方法.本文主要以大肠杆菌为例对L-Phe生物合成途...     

L-乳酸的发酵生产和聚L-乳酸的化学加工

L-乳酸广泛应用于食品、医药、日化和工业等各个领域。近年来随着石化资源的不断紧缺,众多化学合成的高分子材料的生产受到了限制。以生物质资源为基础的L-乳酸因此被大量用于加工生产成聚L-乳酸等环境友好型生物可降解材料。正是由于L-乳酸需求量的增大,如何高效低成本地生产L-乳酸显得尤为重要。系统综述了L-乳酸生产菌株的选育,用于L-乳酸发酵生产的廉价资源的开发利用,L-乳酸的发酵生产和L-乳酸的分离纯化等方面的研究进展。目前研究的热点和难点正是基于上述四个部分:菌种方面,以可以高效代谢利用廉价底物,且营养需求低的选育目标获得了多个优良的生产菌种,然而具备综合代谢优势的菌种还有待进一步选育;发酵底物方面,已开发利用多种廉价,来源丰富且易于菌种代谢并高效转化成乳酸的底物,但是对这些底物工业规模应用还有待进一步研究;发酵工艺方面,建立了环境友好型,劳动强度低的发酵工艺,然而实际应用中仍然存在成本高的问题;后提取方面,通过选育低营养需求的生产菌种和采用新型发酵工艺有效地简化了后提取过程,但是实际应用方面仍受发酵工艺成本高的制约。最后对聚L-乳酸的化学加工以及聚L-乳酸的生物降解进行了探讨并提出了一些建议。     

重组L-天冬氨酸-β-脱羧酶融合蛋白复性条件的研究

以本实验室构建保存的天冬氨酸脱羧酶工程菌为研究材料,通过基因表达,对所得到的重组胞内融合表达型天冬氨酸脱羧酶蛋白进行体外复性研究,考察温度、复性液的pH、复性时间、复性液种类等因素对重组天冬氨酸脱羧酶体外复性的影响。结果表明:最佳复性液为pH8.7的Tris-HCl缓冲液,在保温时间2h,温度40℃下,复性效果最好。另外一些pH能达到8.7的缓冲液复性效果都不如Tris-HCl缓冲液。     

高产天冬氨酸酶的大肠杆菌细胞的固定化

用聚乙烯醇凝胶包埋具有高活力天冬氨酸酶的大肠杆菌(Escherichia coli)No.1细胞。该酶的表现活力高达1638 00u／g湿细胞,酶活力的回收率为97．5％。固定化细胞和游离细胞天冬氨酸酶的最适pH均为8．0,最适温度分别为40—45℃和40—55℃。二价金属离子Mn2+、Mg2+、Ca2+和Fe2+对热钝化的天冬氨酸酶活力具有保护作用。在37—45℃下,两种细胞的热稳定性相同。二者在pH6．0的柠檬酸缓冲液中比较稳定。固定化细胞在1mol／L、pH8．0的底物溶液(内含Mn2+1mmol／L)中于4℃冰箱保存6个月,天冬氨酸酶的活力保持不变。用固定化细胞柱连续生产L-天冬氨酸,底物转化为产物的转化率达95％以上;产物的总 收率为91．1％。固定化细胞柱连续运转40天,天冬氨酸酶活力仍保持最初酶活力的90％。     

温度调控大肠杆菌发酵合成L-丙氨酸

正L-丙氨酸是最小的手性分子之一,被用于医药和兽药行业,与其他L-型氨基酸共同用作手术前和手术后的营养剂[1]。由于L-丙氨酸具有甜味,也被用于食品添加剂[2]。目前,L-丙氨酸全球需求年增长率为20%,主要增长地区是亚洲、北美等。然而,L-丙氨酸产量和价格基本被日本垄断和控制。国内企业生产规模小,生产菌种陈旧低效,L-丙氨酸的供应量远低于市场需求量。     

解淀粉乳酸细菌在L-乳酸发酵生产中的应用

对解淀粉乳酸细菌及其产生的淀粉酶和发酵工艺等方面的国内外研究现状进行了综述。解淀粉乳酸细菌具有分泌淀粉酶的能力,可免去原料水解处理工序直接发酵淀粉质原料生产乳酸,可以简化生产工艺,并可节约设备投资,进而降低生产成本。解淀粉乳酸细菌主要分离自传统发酵食品,也可从有机废弃物和厨余垃圾中分离得到。介绍了解淀粉乳酸细菌直接利用淀粉质原料的机理,比较了解淀粉乳酸菌发酵生产L-乳酸的工艺。提出通过诱变育种和基因工程育种等方法获得更加高效的解淀粉乳酸细菌,并结合先进的发酵、分离技术来提高乳酸生产效率。     

产L-天冬氨酸α-脱羧酶细菌的分离、鉴定及发酵条件优化

【目的】从葡萄园土壤中分离L-天冬氨酸α-脱羧酶的产生菌株,对其进行分类鉴定,优化其产生L-天冬氨酸α-脱羧酶的发酵条件,为β-丙氨酸的生物合成提供基础。【方法】采用变色圈法和液体复筛培养基分离筛选具有L-天冬氨酸α-脱羧酶活力的菌株,对菌株进行形态、生理生化特征试验及16S r RNA序列同源性分析鉴定菌株的系统发育学地位,采用单因素及正交设计试验优化培养基及发酵条件。【结果】筛选到一株L-天冬氨酸α-脱羧酶高产菌株Pan D37,其亲缘关系和特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)较近,且形态与培养特征、生理生化特性与特基拉芽孢杆菌基本相符。研究表明其最佳发酵配方和培养条件为:蔗糖22.5 g/L、富马酸7.5 g/L、蛋白胨20 g/L、L-天冬氨酸6 g/L、Triton X-100 2g/L,起始p H为7.0,装液量50 m L/500 m L,摇床转速220 r/min,种子液接种量为5%(V/V),35°C培养28h。在最优条件下L-天冬氨酸α-脱羧酶活力可达44.57 U/m L,比初筛时提高2.57倍。【结论】分离并获得一株特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)Pan D37,经条件优化后具有较高的L-天冬氨酸α-脱羧酶产生能力,有望应用于β-丙氨酸的工业生产。     

基因工程菌发酵生产L-乳酸研究进展

乳酸是重要的工业平台化学品。随着聚乳酸产业的兴起,对高质量L-乳酸的需求量也不断增加。为了进一步降低L-乳酸发酵成本,提高菌株的工业适应性,各种现代生物技术已经应用到L-乳酸发酵菌种的改造上来。文中简要综述了近年来使用乳酸菌、酵母、大肠杆菌及米根霉等基因工程菌株发酵生产L-乳酸的技术进展。     

模块化工程改造大肠杆菌生产L-色氨酸

L-色氨酸作为一种必需氨基酸,广泛应用于食品、饲料和医药等领域。目前,微生物法生产L-色氨酸存在转化率低等问题。为此,本研究通过敲除L-色氨酸操纵子阻遏蛋白(L-tryptophan operon repressor protein, trpR)、替换l-色氨酸弱化子(trpL)、引入抗反馈调节的aroG^fbr等,获得可积累11.80 g/L L-色氨酸的底盘菌株大肠杆菌(Escherichia coli)TRP3。在此基础上,将L-色氨酸合成途径分为中心代谢途径模块、莽草酸(shikimic acid, SA)途径至分支酸(chorismic acid, CHA)模块、分支酸至L-色氨酸模块,并借助启动子工程,通过平衡中心代谢途径模块、莽草酸途径至分支酸模块、分支酸至L-色氨酸模块,获得工程菌E.coli TRP9。在5 L发酵罐中,工程菌E.coli TRP9的L-色氨酸产量提升至36.08 g/L,糖酸转化率提升至18.55%,达到理论转化率的81.7%。本研究利用模块工程策略,构建了高产L-色氨酸生产菌株,为l-色氨酸的规模化生产奠定了良好的基础。     

微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸研究进展

L-丝氨酸及L-半胱氨酸在食品、医药和化妆品等行业有着广泛的应用,在植物和微生物中两者从头合成的前体物均为3-磷酸甘油酸。微生物发酵生产这两种氨基酸以其社会、经济及环境效益展现出良好的前景。针对近年来微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸的研究成果,本文综述了当前国内外学者在该领域研究的热点,即代谢途径及其调节、相关氨基酸的转运及运输、菌种及菌株改造、新菌种的开发等。最后结合当前生物技术的新发展,对今后的研究方向进行了展望。     

微生物酶法转化生产L-肉碱的研究进展

L -肉碱作为一种新型的营养强化剂和临床药物 ,广泛应用于医疗、保健、食品等领域。L- 肉碱的生产方法有化学合成、微生物发酵、微生物酶法转化等 ,其中微生物酶法转化被认为是一种最经济且最有前途的方法。就 3种酶法转化 (DL -肉碱衍生物的酶法拆分、巴豆甜菜碱的酶法转化、D- 肉碱的酶法转化 )的微生物产酶菌株、产酶条件和酶法转化的最适条件作一概述。