Coupling System for Food Wastes Anaerobic Digestion and Polyhydroxyalkanoates Production with Ralstonia eutropha

A new technology was developed to couple the anaerobic digestion of food wastes with production of polyhydroxyalkanoates (PHAs). Acetic, propionic, butyric and lactic acids were produced during food wastes anaerobic digestion and their concentrations reached 5.5, 1.8, 27.4 and 32.7 g/L, respectively under appropriate digestion conditions. The fermentative acids were transferred through a dialysis membrane to an air-lift reactor for PHA synthesis by Ralstonia eutropha. Dry cell concentration and PHA content reached 22.7 g/L and 72.6%, respectively. The obtained PHA was a copolymer of b-hydroxybutyrate (HB) and b-hydroxyvalerate (HV) with 2.8% (mole ratio) of HV units in polymer.     

代谢工程改造毕赤酵母发酵生产谷胱甘肽

谷胱甘肽(glutathione,GSH)作为一种具有多种生物学功能的含硫化合物,有广泛的市场应用价值。该研究旨在通过代谢工程改造巴斯德毕赤酵母,从而增加GSH的产量。首先,通过使用高浓度的G418抗生素筛选高拷贝的GSH合成酶Ⅰ(GshI)和GSH合成酶Ⅱ(GshⅡ),使GSH摇瓶产量增加了60%,达到1.6 g/L。其次,使用CRISPR/Cas9技术分别敲除GSH降解途径中的3个基因DUG1(YFR044c),DUG2(YBR281c)和DUG3(YNL191w)。其中,敲除DUG3基因的毕赤酵母GS115-No.10菌株的GSH产量从160 mg/g提高到了224 mg/g。最后,通过发酵培养基中葡萄糖和3种前体氨基酸(L-谷氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸)初始添加量的优化,将GSH摇瓶产量进一步提高至1.7 g/L,为GSH的工业生产奠定良好的基础。     

天然酵母中烘焙酵母的分离鉴定与性能优化

为了筛选并获得1株快速醒发的天然烘焙酵母菌,以葡萄天然发酵液、开菲尔粒、红茶菌为样本进行高通量筛选。选用菌株经耐受性驯化、发酵优化,最终获得在300 g/L葡萄糖条件下菌浓为原菌株2.2倍、在2.0g/L NaCl条件下菌浓为原菌株8.5倍的驯化株,经比对鉴定其为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae,并命名为S.cerevisiae LBBE-1。在摇瓶水平进行培养基优化(葡萄糖55 g/L、玉米浆21 g/L、酵母浸粉4 g/L)、15 L发酵罐体系中进行拟合流加,培养22 h最大菌浓OD₆₀₀值为92.9,活菌数为6.3×10⁹CFU/m L。该研究获得了发酵活力旺盛、高耐糖耐盐的驯化菌株,以及高活菌数发酵优化策略,为天然酵母在烘焙食品中的应用奠定了一定的工作基础。     

调控乙酰CoA合成酶表达促进乙酸利用及GlcNAc合成

N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)是一种重要的功能单糖。在利用枯草芽孢杆菌发酵产GlcNAc的过程中,乙酸的积累严重抑制了细胞生长和GlcNAc合成。为了获得高效利用乙酸生产GlcNAc的微生物细胞工厂,作者通过突变乙酰CoA(Ac-CoA)合成酶编码基因acsA 5′UTR区域内全局转录调控因子CodY结合序列,调控acsA转录水平,进一步突变AcsA乙酰化调控位点,解除乙酰化修饰,促进乙酸转化为Ac-CoA,最终乙酸积累量由6.3 g/L减少到3.6 g/L,同时细胞干重(DCW)由2.7 g/L增加到5.3 g/L,GlcNAc产量由1.9 g/L提高到5.0 g/L,为进一步获得高产GlcNAc细胞工厂提供了基础。     

枯草芽孢杆菌P spovG启动子改造与表征

枯草芽孢杆菌是重要的工业生产菌株,广泛应用于外源蛋白质的表达。目前在枯草芽孢杆菌中常见组成型启动子中,P_spovG作为高强度组成型启动子在表达外源蛋白质时,具有表达量高、稳定性好和适用范围广等优势。作者首先对P_spovG上游序列截短,发现将启动子上游序列由原来的251个碱基缩短为26个,仍能保持启动子强度不降低,并确定了紧邻-35元件上游的3个碱基“AGC”为影响启动子强度的关键碱基。其次对启动子的上游A-T富含区以及spacer区域的G-C富含区进行随机突变,证明了上游激活序列中A-T碱基的排列对启动子强度有重要影响,并得到了强度提高的突变体。最后通过将不同表达时期启动子的关键调控序列分别插入突变体的上下游,得到了启动子强度为原始启动子135.1%的新型启动子SP_spovG-P_lytR。本研究为枯草芽孢杆菌表达系统开发新型强组成型启动子提供了重要的参考。     

好氧颗粒污泥的形成及其性质

综述了好氧颗粒污泥的研究进展 ,包括好氧颗粒污泥的基本特征和微生物相、好氧颗粒污泥形成的主要条件及其颗粒化过程、好氧颗粒污泥反应器等 .好氧颗粒污泥是近几年发现的在好氧条件下自发形成的细胞自身固定化颗粒 ,具有良好的沉淀性能、较高的生物量和在高容积负荷条件下降解高浓度有机废水的良好生物活性 .颗粒化过程是一个多阶段的过程 ,取决于废水组成、操作条件和适当的选择压等因素 .SBR反应器 (SequencingBatchReactor)有利于好氧颗粒污泥的形成     

钴的配合物对甲烷发酵和产甲烷过程中关键酶的影响

在甲烷发酵过程中,微量金属元素钴必须以充足的量和生物学有效的形式存在才能为产甲烷菌利用。本研究分别以甲烷产率和辅酶F420为甲烷发酵过程的评价指标,着重考察了钴及其配合物对甲烷发酵的影响。通过比较添加Co2＋和配合钴对产甲烷的促进效果,得出在相同摩尔浓度下配合钴更能促进甲烷发酵的结论。不同配体的研究结果表明,在甲烷发酵过程中,丝氨酸是能与Co2＋配合、提高Co2＋生物可用性的最佳配体。当丝氨酸-钴配合物的添加剂量为2μmol/L时,甲烷产率为313 mL/gCOD,相对空白样提高幅度为60%,此时,辅酶F420的含量由空白样的0.375μmol/gVSS提高到0.516μmol/gVSS,辅酶M的含量由空白样的92.9μmol/gVSS提高到102.6μmol/gVSS。     

人造肉生产技术相关专利分析

对近年来国内外关于人造肉生产技术相关的专利申请状况进行了分析,通过对历年专利申请趋势、主要申请人和发明人、专利布局情况的统计和对重点专利技术内容的解析,力求能全面系统地反映包括植物蛋白肉和细胞培养肉生产技术、人造肉商品化技术、人造肉重塑成型技术领域专利技术的发展及现状,寻找相关专利技术在发展中还存在的问题,并针对这些问题提出了下一步的研究方向,以期对尽早实现我国人造肉的规模化生产提供参考。     

摇床T25细胞培养瓶流体力学与传质特性研究

细胞培养技术是生物医药产业的支柱,以实现微小体积内的高密度、高通量细胞培养为目的,系统地研究了常用于单层静态培养的T25方瓶置于翘板摇床上在不同操作条件下的流体力学特性和传质性能。结果表明,振荡可以显著提高方瓶的传质速率并降低混合时间,使高密度培养成为可能,但瓶盖上的空气滤膜在高转速时成为传质速率的限制因素;培养瓶对称轴与摇床旋转轴平行时,其相对位置对混合和传质无明显影响,但当二者成45°角时,相同转速下混合时间显著缩短;使用自定义函数实现了基于动态网格的CFD模拟,对不同转速下方瓶内剪切应力和能量耗散在时间与空间上分布进行了分析,为基于T25培养瓶开发一次性高通量微型反应器提供了数据支持和理论基础。     

角质酶产生菌Thermobifida fusca WSH03-11诱变及高产突变株发酵条件优化

以Thermobifida fusca WSH03-11为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变,获得一株遗传稳定性好的高产角质酶的突变菌株(酶活由2.3 U/mL提高为8.9 U/mL)。确定了以乙酸钠为碳源,并在2.5 L发酵罐中研究了不同pH值对突变株角质酶分批发酵的影响。根据不同pH值下发酵过程中细胞比生长速率及产物比生长速率的变化,确定了分阶段控制pH值的策略,即在发酵前20 h控制pH值7.3、20 h后控制pH值7.6,这种条件下角质酶活达到19.8 U/mL,比采用单一pH值7.0、7.3、7.6、7.9下的最大值分别提高了125%,64%,37%,47%。