固定化增殖细胞发酵半纤维素糖类的研究

采用海藻酸钠包埋及进一步增殖培养，将休哈塔假丝酵母（ＣａｎｄｉｄａｓｈｅｈａｔａｅＲ）的细胞密集固定在凝胶珠表层，大大减小了传递阻力，为该菌的“半好气”发酵创造了有利条件。试验结果表明，ＣａＣｌ２浓度以２％为宜，凝胶中掺入适量的Ａｌ２Ｏ３（１．２％）能明显增加凝胶珠的机械强度及使用寿命。固定化增殖细胞能够利用己糖和戊糖及８０ｇ／ｌ的混合糖（己糖与戊糖各占一半）。经１２ｈ发酵，糖的利用率达９０．５％（相同条件下的游离细胞发酵需４８ｈ）。混合糖发酵的适宜条件为：温度３４～３６℃；初始糖浓度８０ｇ／Ｌ；通气量３．３ｍｌ／ｍｌ发酵体积·ｈ。固定化休哈塔假丝酵母能成功地发酵玉米秆水解液、杨木水解液及亚硫酸盐制浆废液，酒精得率达理论值的９０％以上，具有广阔的实际应用前景。     

重组毕氏酵母产中性纤维素酶条件的优化

通过对6个重组毕氏酵母转化子的产酶试验,筛选出一个优良转化子。在摇瓶条件下对该重组毕氏酵母的发酵过程进行了研究,得到适宜的培养条件为:250 mL三角瓶装液量30 mL,培养基起始pH4.8,此后不加控制,接种量10%,发酵过程中每隔24h补加1%的甲醇对产酶有明显的促进作用,中性纤维素酶活力可达1 144U/mL。研究结果表明:重组毕氏酵母中性纤维素酶的适宜催化条件为:50℃、pH 6.0;Zn2+和Mg2+对该酶有激活作用,Fe2+、Fe3+和Cu2+对该酶有抑制作用。牛仔服水洗试验结果显示:重组毕氏酵母中性纤维素酶可以明显降低靛蓝对牛仔服的反染作用,其工业应用前景良好。     

植物纤维素原料的生物转化与利用

采用生物技术对植物纤维原料进行转化利用,是一项具有重要意义的研究工作。本文简要介绍了纤维素酶的生产、利用纤维素原料生产酒精、乳酸、2,3-丁二醇及木糖醇等方面的研究进展。     

中性内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与表达

中性内切-β-葡聚糖酶在棉织物生物整理方面具有重要的应用价值,研究首先从特异腐质霉(Humicola insolens)菌株中克隆到一个中性内切-β-葡聚糖酶基因,将该基因置于里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维二糖水解酶I强启动子Pcbh1(及其信号肽)和终止子Tcbh1之间,并以pCAMBIA1300为载体骨架构建重组质粒pCB-PHT。采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒pCB-PHT导入里氏木霉的分生孢子中,进一步筛选得到八个重组里氏木霉转化子。摇瓶发酵培养72 h时,发酵液的中性内切-β-葡聚糖酶活力最高可达到98.8 IU mL 1左右,是出发菌株的5.1倍。研究成功地实现了外源中性内切-β-葡聚糖酶在丝状真菌里氏木霉中的重组与胞外表达,有关研究结果将在牛仔布水洗工业中发挥出重要作用。     

里氏木霉纤维二糖水解酶Ⅱ基因的高表达

纤维二糖水解酶II(CBH II)是纤维素酶的重要组分之一,对纤维素酶的水解性能有着重大影响,而里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维素酶制剂中纤维二糖水解酶II明显不足,为了优化其酶系结构,采用了基因重组技术构建CBH II高产菌株:将里氏木霉CBH II基因置于里氏木霉强启动子Pcbh1(及其信号肽)和终止子Tcbh1之间,并进一步以pCAMBIA1300为载体骨架,构建成含潮霉素B抗性标记的重组质粒pCAMBIA1300-hph-PsCT。以里氏木霉ZU-02为宿主,采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒转入宿主分生孢子。以潮霉素B为抗性标记初筛到324个阳性转化子,进一步通过复筛,在以微晶纤维素为唯一碳源的筛选培养基上获得8个生长较快的优良转化子。在摇瓶条件下,分别对8个转化子进行产酶试验,培养48 h时,纤维二糖水解酶活力最高可达18.24 U·mL-1,是出发菌株的2.51倍。本结果对于里氏木霉纤维素酶的定向进化、提高其对纤维素的协同糖化效率具有重要意义。     

利用玉米秸秆水解液发酵生产2,3-丁二醇

利用1株克雷伯氏菌(Klebsiella oxytocaZU-03)发酵玉米秸秆水解液生产2,3-丁二醇,使水解液中的己糖和戊糖都得到了有效利用。研究结果表明,当玉米秸秆水解液中Na2SO4浓度低于20 g/L时,对2,3-丁二醇的发酵无明显影响。乙酸和乙醇是主要的发酵副产物,当浓度分别超过20 g/L和5 g/L时,对发酵的抑制作用较明显。玉米秸秆水解液发酵生产2,3-丁二醇的适宜初始pH值为6.0-6.5,初始总糖浓度为80-100 g/L。在总糖浓度80 g/L(含葡萄糖47.25 g/L,木糖32.75 g/L),初始pH值6.0,温度30℃的条件下发酵64 h,总糖利用率达到99.36%,2,3-丁二醇的质量浓度为37.20 g/L,产率为0.468 g/g(总糖),达到理论最大产率的94%。     

掺高炉粉灰尾矿砂复合混凝土配合比制备方案设计

本文用高炉粉灰、尾矿砂分别等量取代部分水泥和突然砂石,通过设计多组不同替代率的高炉粉灰及尾矿砂,根据规范中替代方法,计算出混凝土设计配合比,为在后续研究高炉粉灰、尾矿砂对混凝土强度各方面性能的影响提供一定参考。     

云芝菌丝球在流化床反应器中产漆酶的研究

为了提高云芝菌发酵生产漆酶的效率，提出了一种利用自絮凝菌丝球在流化床生物反应器中重复分批发酵产漆酶的新方法.采用流化床生物反应器中所得漆酶对含靛蓝的染整废水进行脱色研究.在优化后的产酶条件下，考察苯酚的添加浓度对漆酶活力的影响，并通过在培养基中添加苯酚诱导物进行漆酶多批次培养.研究结果表明，重复8批产酶的平均漆酶活力高达694.733 单位/mL.此方法所得漆酶对染料靛蓝具有明显的脱色降解作用，当酶用量为2.78 单位/mL废水，反应40min,脱色率达96.5%.该方法采用的流化床生物反应器性能稳定、菌丝球可重复使用，该方法有利于漆酶的高效、规模化生产.     

共固定化细胞发酵纤维素水解液产乳酸的研究

针对在纤维素酶法水解过程中,由于纤维素酶系中纤维二糖酶的不足造成纤维二糖的累积,而酶解产物纤维二糖和葡萄糖的累积又会对纤维素酶的催化反应产生明显的反馈抑制作用等问题,将富含纤维二糖酶的黑曲霉（Aspergillus nigerZU-07）孢子和德氏乳酸杆菌（Lactobacillus delbrium）一起包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中,利用共固定化细胞转化纤维素水解液生产乳酸.研究结果表明,共固定化细胞中的纤维二糖酶可以将纤维素水解液中存在的纤维二糖迅速水解成葡萄糖,而固定化乳酸杆菌又能将葡萄糖迅速转化成乳酸.共固定化细胞的最适作用温度为48℃,在纤维素水解液（总还原糖质量浓度为49.40 g/L）中协同反应48 h,生成的乳酸质量浓度为41.71g/L.在反复分批协同反应工艺中,共固定化细胞性能稳定,可重复利用12批以上.     

固定化基因重组酵母发酵木糖产乙醇

采用海藻酸钙凝胶包埋法固定基因重组酵母Sacchromyces cerevisiae ZU-10,研究了固定化细胞的发酵特性.结果表明,在30 ℃、pH 5.5下发酵80 g/L木糖,游离细胞的发酵周期为96 h,乙醇得率为0.37,细胞固定化后发酵周期缩短至60 h,乙醇得率提高到0.40.利用固定化细胞重复分批发酵8次,木糖利用率均在95%以上,平均乙醇得率为0.39.与游离细胞相比,固定化细胞对乙酸的耐受性明显增强,当质量浓度低于1.2 g/L时乙酸对木糖发酵的影响很小.利用固定化重组酵母发酵玉米秸秆水解液中的葡萄糖和木糖,36 h内65.0 g/L葡萄糖和27.0 g/L木糖被完全利用,生成36.9 g/L乙醇,对葡萄糖和木糖的乙醇得率为0.40.