固态酒精发酵与酒精产业化发展的可行性研究

固态酒精发酵是以固态基质为底物而进行的边糖化边发酵模式之一。近年来 ,受世界能源危机的影响 ,世界上许多发达国家都在进行可再生能源———燃料酒精的研究 ,以期代替或部分代替汽油。而目前酒精的生产主要是液态深层发酵模式 ,排放的酒精糟液严重污染地表水系的生态环境 ,世界各国政府和研究机构正致力于酒精糟液处理和综合利用的研究。作者综述了固态发酵酒精生产的研究与进展 ,并提出了固态发酵酒精生产与饲料生产偶联的符合中国国情的酒精产业化发展的基本思路。     

膜过滤酒糟滤液回用的研究

运用陶瓷膜过滤酒精浓醪发酵后产生的酒糟，滤液全部回用进行下一批酒精浓醪发酵。结果表明淀粉利用率和发酵醪酒精度在回用5批后达到动态平衡。酒精发酵的主发酵期来得快，36h巳基本结束。运用数学方法地全回用过程固形物含量进行动态分析，其理论值与实验值近似，固形物含量在第5批基本达到动态平衡，整个过程回用次数较高，效果理想。     

固定化苯丙氨酸脱氨酶拆分D,L苯丙氨酸制备D苯丙氨酸

为了建立新的D-苯丙氨酸生产工艺,对固定化苯丙氨酸解氨酶(PAL)拆分D,L-苯丙氨酸进行了研究。以介孔材料(MCM-41)为载体固定PAL,将其用于拆分消旋体D,L-苯丙氨酸制备高光学纯的D-苯丙氨酸。最佳的固定化条件是载酶量为50mg/g、壳聚糖浓度为0.1%(w/v)、戊二醛浓度为0.05%(v/v),固定化酶的活性达到最大,酶活保留达到92%,重复利用20次后,活性仍能保持85%。将制备的固定化酶应用于D,L-苯丙氨酸的拆分,反应24h L-苯丙氨酸转化率达到98%,D-苯丙氨酸的ee值达到96%,且连续拆分10个批次后固定化酶对L-苯丙氨酸的转化率仍保持在95%以上。因此,高效稳定的固定化PAL在拆分D,L-苯丙氨酸生产D-苯丙氨酸中具有良好的应用前景。     

嗜热放线菌海藻糖合成酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

海藻糖合成酶可将麦芽糖异构化为海藻糖,是海藻糖酶法生物转化的中心酶制剂。为了实现海藻糖合成酶在食品安全型表达宿主中高效生产,进而应用于食品级海藻糖的酶法合成,构建了革兰氏阳性菌重组表达质粒并转化入地衣芽孢杆菌。重组质粒携带了来自于嗜热放线菌Thermomonospora curvata海藻糖合成酶的编码基因,在地衣芽孢杆菌木糖异构酶启动子及其阻遏蛋白的介导下表达,胞内海藻糖合成酶发酵活力为12.1 U/m L。考察了不同培养条件对重组菌生长和产酶的影响,结果显示质量分数4%的麦芽糊精和质量分数0.4%的豆饼粉分别为产酶适宜的碳源和氮源;菌体培养10 h后加入终质量浓度为1 g/d L的诱导剂,于37℃诱导12 h后重组菌产酶最高达到23.7 U/m L。     

改进葡聚糖接枝技术制备高性能层析介质

利用改进的葡聚糖接枝技术,在以环氧氯丙烷为交联剂交联琼脂糖微球骨架的过程中加入葡聚糖溶液,在交联的同时接枝葡聚糖制得葡聚糖接枝型琼脂糖微球Rigose-Dex,再与盐酸2-氯三乙胺（DEAE）反应,获得葡聚糖接枝型高载量弱阴离子交换介质Rigose-Dex DEAE。以牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白,以商品化介质DEAE Sepharose 6FF为对照,系统研究了该葡聚糖接枝型Rigose-Dex DEAE的蛋白吸附性能,并进行了物理性能研究。结果表明,改进后葡聚糖接枝技术的最高接枝量为24.5mg/mL。自制Rigose-Dex DEAE可耐受700cm/h 的线性流速,对BSA的动态饱和载量为127.6mg/mL, 为商品介质DEAE Sepharose 6FF 载量的212%;具有在高流速下快速结合蛋白的能力,上样蛋白溶液在层析柱中停留2min即可基本达到饱和动态载量;重复使用性能好,经120 次在线清洗后,Rigose-Dex DEAE介质的动态载量为原始载量的90.4%。     

鸡腿蘑发酵液中抑制非酶糖糖基化反应活性物质的分离及分析

以体外非酶糖基化抑制率为主要检测指标,对鸡腿蘑发酵液中抑制非酶糖基化反应具有较高活性的物质进行了初步的分析与分离,经过AB-8大孔树脂和C18反相柱的多次分离,获得一种具有高非酶糖基化反应抑制活性物质鸡腿蘑素(Comatin),经HPLC-MS分析其相对分子质量为168.在2 mg/mL质量浓度条件下,体外非酶糖基化抑制率达到95.86%,半抑制质量浓度IC50为0.39 mg/mL,体外实验初步分析鸡腿蘑素可能与蛋白质某一位点结合,且这种结合是在己二醛与牛血清白蛋白结合之后.     

以浓醪酒糟为基质的发酵生产单细胞蛋白的工艺条件的优化

主要研究进行以浓醪酒糟为基质的SCP发酵，对其培养基的优化，探讨了氮源、磷酸盐、无机盐及发酵起始温度、发酵起始pH和不同种龄、不同接种量、溶氧对发酵的影响。其优化的培养基为酒精糟液、硫酸铵1.5‰、硫酸镁0.3‰；而优化的发酵工艺条件是：初始pH为4．5、装液量为15mL/250mL、培养温度为30℃、150转／分钟的摇床。发酵后得到的结果是：淀粉含量从1．62％降到1．125％，降幅达30．6％；菌浓达到了2．51g/100mL；真蛋白含量达51．7％；COD从59669．9降到30940．3，COD去除率达48．18％。产物中酵母数达9．88亿个／mL，营养丰富，可直接用作饲料。     

箱式固态发酵生产纤维素酶的研究

利用里氏木霉进行箱式固态发酵生产纤维素酶，在发酵前期（24h）品温控制在28－33℃,发酵中期（24－60h）控制在40℃以下，发酵后期控制在35℃以下，其最高酶活（FPA）达到430U/g干曲。第一次翻曲时间在40－48h，整个过程翻曲次数不宜过多。采取液体种子，大接种量，可以有效的防止发酵前期染菌，中后期染菌后，将固体曲的pH长时间的控制在4.5以下将可以尽量减小梁菌带来的危害，虽然产酶高峰时间延长了约14h，但产酶水平仅下降了17.1%，从工业化的角度看是可行的。     

重组枯草芽孢杆菌分泌表达腺苷酸脱氨酶

目的：利用基因重组技术,构建腺苷酸脱氨酶高效表达的重组菌株。方法：以前期构建的产腺苷酸脱氨酶重组大肠杆菌BL21（DE3）/pET28α-AMPD中来源于鼠灰链霉菌（Streptomyces murinus）目的基因为模板,设计特异性引物扩增腺苷酸脱氨酶基因,亚克隆至游离型表达载体pHY-WZX,转化枯草芽孢杆菌WB600。结果：成功筛选获得了一株产腺苷酸脱氨酶重组枯草芽孢杆菌WB600/pHY-AMPD,进一步在摇瓶中探究了发酵培养基成分对重组酶发酵的影响。获得了较优发酵培养基为：葡萄糖10 g/L、 酵母膏30 g/L、CaCl2 0.5 g/L、柠檬酸三钠1 g/L、NaH2PO4 10 g/L、K2HPO4 10 g/L、(NH4)2SO4 5 g/L,37 ℃、200 r/min发酵60 h摇瓶发酵液酶活力可达到（2 230±50） U/mL。结论：本研究实现了鼠灰链霉菌来源的腺苷酸脱氨酶基因在枯草芽孢杆菌中表达。     

基于亚甲基蓝还原法指导酵母的培养

亚甲基蓝还原实验法(MBRT)是一种新的评价酵母活力的方法,该文首次使用该方法考察了几种主要离子及无机氮源对酒精酵母生长的影响,并指导了劣质原料木薯渣糖化清液中高活力酵母的培养.从几种主要离子及无机氮源对酵母活力的影响结果初步分析得出如下结论,酵母生长过程中K+的作用最为明显,最适浓度为0.015mol/L;Mg2+是必须的,但当浓度超过0.004mol/L时,就会抑制酵母生长;低浓度的Na+与Ca2+对酵母生长有促进作用,最适浓度分别为0.0025mol/L、0.001mol/L.与硫酸铵相比,尿素是较好的无机氮源,最适浓度为2g/L.利用木薯渣糖化清液培养酵母时,添加2g/L的尿素及0.015moi/L钾离子后,可使培养出的酵母数增加6倍,酵母活力值为105s(空白为256s).