聚唾液酸修饰CuZn-SOD及其形态和稳定性研究

聚唾液酸(Polysialic acid,PSA)因其更为有效的安全性,被公认为传统药用缓释材料——聚乙二醇(PEG)的理想替代材料。作者对蛋白质药物——铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)的聚唾液酸修饰进行了初步研究。研究了修饰反应的主要条件:聚唾液酸经高碘酸钾氧化后生成的活化体,与超氧化物歧化酶以40∶1的摩尔比反应24h,可以达到理想修饰效果,生成的聚唾液酸修饰的超氧化物歧化酶衍生物(PSA-SOD)平均交联比达到了3.9±0.3。该衍生物经过SDS-PAGE电泳和原子力显微镜(AFM)检测测得其平均相对分子质量为90 000～100 000,分子粒径为10～15nm,约为天然超氧化物歧化酶的4倍。除此,PSA-SOD呈单颗粒包覆和多颗粒包覆两种显微形态。PSA-SOD进行稳定性试验表明,经聚唾液酸修饰的超氧化物歧化酶的酸碱稳定性、热稳定性和抗酶解稳定性都有了较大程度的提高。     

微生物多糖——热凝胶干燥工艺的研究

研究了热凝胶生产过程中干燥方法和温度对产品品质的影响.比较和分析了经乙醇脱水和未经乙醇脱水的湿物料的干燥速率曲线,并对生产过程中成胶性能较差的产品进行了复水研究.结果表明,冷冻干燥较真空干燥和烘箱干燥得到的产品性能好,经乙醇脱水的物料能够提高干燥速率,同时复水实验处理后的产品,其性能也有了大幅度的提高.     

基于发酵液特性的聚唾液酸提纯工艺的研究

为了从发酵液中提纯制备聚唾液酸,作者对聚唾液酸特性和发酵液中主要杂质的去除方法进行了研究.结果表明,聚唾液酸具备一定的热稳定性和抗碱性分解能力,并且在一定条件下,可以被乙醇和阳离子表面活性剂氯代十六烷基吡啶(CPC)沉淀.发酵液中的主要杂质可以在一定条件下利用以珍珠岩助滤的方式除去.最终构建了聚唾液酸提纯工艺,利用该工艺得到的产品纯度达到了(98.1±1.6)%,回收率为(56.1±1.7)%.     

荧光定量PCR分析土壤杆菌及其ntrC突变株对氮源的应答反应

热凝胶是土壤杆菌在环境氮源限制时产生的水不溶性多糖,其合成与氮源代谢调控相关,但其机理还不清楚.作者使用荧光定量PCR的方法比较了土壤杆菌野生菌株和其ntrC突变株在氮源充足和限制条件下氮源代谢相关基因和碳代谢相关基因的转录水平差异,探索了土壤杆菌对氮源限制环境的应答机制及氮源调控蛋白NtrC和热凝胶合成之间的关系.结果表明土壤杆菌在环境氮源限制时,ntrB,glnA,glnB,nifR等4种氮代谢相关基因和exoC,exoN,crd,cisY,ndk,glmU等6种碳代谢基因的相对转录水平都有不同程度的提高,表明当环境氮源缺乏时土壤杆菌调整细胞整体代谢(包括氮源吸收代谢、碳代谢、能量合成等),同时使碳代谢流进入热凝胶合成途径用于能量储存.NtrC蛋白参与调控热凝胶合成,而且热凝胶合成过程相关酶的调控,除了存在转录水平调控外,还可能还存在翻译水平的调控.ntrC突变株的热凝胶合成能力相对于野生菌显著降低,且热凝胶合成基因crd在氮源缺乏时的相对转录水平较野生菌株高,推测NtrC蛋白并非crd基因的转录因子.     

聚唾液酸的摇瓶工艺

研究了突变株JYL 11(Escherichiacoli)的摇瓶发酵工艺条件:在山梨醇40g/L,K2HPO420g/L,NH4Cl4g/L,MgSO40.9g/L,蛋白胨1.5g/L,起始pH值7.8,装液量35mL(250mL的三角瓶中),转速250r/min,培养温度37℃,接种量为4%(体积分数)的条件下,聚唾液酸产量达到3.5mg/mL,比优化前提高了1.0mg/mL,提高幅度为40%.     

基于自联想神经网络的毕赤酵母发酵过程两阶段故障诊断

在毕赤酵母表达人血清白蛋白-人白介素-2融合蛋白(IL-2-HSA)过程中,诱导期甲醇浓度和pH值直接影响了IL-2-HSA表达量的高低和发酵过程的稳定。为了准确有效的控制这两个参数,本论文基于毕赤酵母诱导期的生理学特性和过程参数特征,提出了基于自联想神经网络的毕赤酵母表达IL-2-HSA过程的诱导期两阶段故障诊断。研究结果表明该诊断系统能够在线快速准确地诊断出毕赤酵母诱导期的各种故障。当系统提示出现故障时,离线分析,对比最优的pH值和甲醇质量浓度变化曲线,确定故障类型,采取相应措施。     

Sphingomonas sp.生产威兰胶分批发酵动力学

为了优化革兰氏阴性棒状杆菌(Sphingomonas sp.)生产的发酵过程,对该菌发酵生产威兰胶分批发酵动力学进行了研究,利用数学建模方法得到了描述该菌株在7 L发酵罐中菌体生长、威兰胶合成和氮源消耗动力学数学模型。实验和模型数据的比较结果证明,该模型计算值与实际结果拟合良好,为其应用在威兰胶的放大工业化生产提供了依据。     

冷冻浓缩技术在啤酒工业中的应用

液体饮料和啤酒通常含有高于90％水分，这些饮料和啤酒在贮存和运输过程中费用较高，如能把它们浓缩，是非常有商业意义的。除去饮料和啤酒中水的方法一般有蒸发，膜过滤、冷冻浓缩三种，蒸发技术用较高的温度蒸发水分，但会引起饮料、啤酒蛋白质变性，失去原有风味和破坏营养成分。膜过滤是在压力下进行的，如反渗透，这是一种较好而经济的除水方法，但除去水分的同时，也除去了一部分有效物质，使产品无法恢复到原样。冷冻浓缩^[1-3]是把饮料和啤酒冷却到零度以下，使饮料和啤酒中的水结冰，再把冰晶除去，使饮料和啤酒在低温下浓缩。冷冻浓缩中形成的冰晶是由很纯的水组成的（在啤酒中冷冻结出的冰晶固形物的含量通常＜20ppm)，冷冻浓缩技术已在饮料和啤酒中的应用取得一定的成果，如用冷冻浓缩技术生产“冰啤”(Ice beer)就是一个很好的例子。     

结冷胶溶液凝胶特性的研究

结冷胶是一种新型食品添加剂。其存在形式为天然式和低酰基式。天然式结冷胶溶液的凝胶特性是粘弹性体,低酰基结冷胶溶液是凝胶体。将两种形式的结冷胶溶液在相同条件下与卡拉胶、琼脂溶液进行了比较,得出两种形式的结冷胶溶液在0.05％时可形成凝胶,大大低于卡拉胶和琼脂的成凝胶浓度。     

摇瓶反应器中流体流动的CFD数值模拟

针对250 ml摇瓶在回转式摇床上的流体流动,基于VOF模型、RNG k-ε湍流模型结合建立了描述摇瓶液体的流体动力学模型,并利用计算流体力学软件FLUENT和动网格技术对其进行了数值模拟。考察了不同转速和不同装液量条件的摇瓶内液体的流动状态,液相形状变化,液面高度,气液接触面积,液体总表面积的变化。模拟计算结果给出不同操作条件对湍流参数（湍流强度、湍动能、湍动能耗散率）和溶氧传质系数的影响,获得了湍动能耗散率与摇瓶转速和装液量之间的关联式。