以甘薯为原料发酵生产丙酮-丁醇-乙醇的研究

【目的】研究以甘薯为原料发酵生产丙酮-丁醇-乙醇(ABE)的可行性。【方法】以本研究分离鉴定的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)J-3-3为生产菌株,通过发酵培养基和发酵条件的优化,确定最佳的发酵工艺条件。发酵产物采用气相色谱的内标法测定。【结果】最佳发酵培养基组成:甘薯液化液初糖浓度为100g/L,豆粕8g/L,KH_2PO_4 0.8g/L,FeSO_4·7H_2O 0.06g/L。最佳发酵条件:温度37℃,初始pH自然(pH值为5.8),种龄22h,接种量10%。在此发酵工艺条件下发酵60h,溶剂产量达到最大,丙酮、乙醇和丁醇的产量分别为6.98g/L、1.16g/L和15.34g/L,总溶剂23.48g/L。【结论】研究结果表明,以甘薯为原料发酵生产丙酮-丁醇-乙醇是可行的,这为拓宽发酵法生产丙酮-丁醇-乙醇的原料来源以及甘薯的深加工提供了新的思路。     

(2R,3R)-2,3-二甲氧基-1,1,4,4-四苯基-1,4-丁二醇的一种实用制备方法（英文）

基于(2R,3R)-1,1,4,4-四苯基丁四醇的区域选择性2,3-二甲基化反应,建立了一种制备C_2手性二醇即(2R,3R)-2,3-二甲氧基-1,1,4,4-四苯基-1,4-丁二醇的实用方法.结果表明:与文献相比,该合成避免了酸的使用,减少了多取代THF衍生物的生成,提高了产率,不仅是制备(2R,3R)-2,3-二甲氧基-1,1,4,4-四苯基-1,4-丁二醇的便捷方法,也为(2R,3R)-1,1,4,4-四取代丁四醇的区域选择性衍生化提供了重要信息.     

培养基组成对雅致放射毛霉发酵生产壳聚糖的影响

研究了发酵培养基中不同碳源、氮源、无机盐对雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)合成壳聚糖的影响.采用单因素和响应面法优化了发酵培养基中玉米粉和玉米浆这两种主要成分的最佳添加量组合.结果表明,最佳培养基组成为(g/L):玉米浆68,玉米粉液化液42,KH2PO4 2,MgSO4 2.采用优化后的培养基,壳聚糖产量最大达到2.223,g/L,比优化前提高了64.30%.     

高产光学纯(R)-乙偶姻工程菌株的构建与发酵工艺优化

本研究拟在大肠杆菌中构建光学纯(R)-乙偶姻的合成途径和利用辅酶工程调控NADH/NAD+氧化还原平衡,并对工程菌发酵(R)-乙偶姻进行优化。将来源于Enterobacter cloacae的α-乙酰乳酸合成酶基因budB、α-乙酰乳酸脱羧酶基因budA和来源于Lactobacillus brevis的NADH氧化酶基因noxE进行密码子优化后组成基因簇,构建表达质粒并导入大肠杆菌,进一步优化工程菌的培养基成分和发酵条件,提高(R)-乙偶姻的合成能力。结果表明:获得专一性合成高光学纯(R)-乙偶姻的大肠杆菌工程菌株GXASR,对其发酵条件进行系统优化后,摇瓶发酵的(R)-乙偶姻产量为36.82g/L,光学纯度达99.1%,发酵罐补料发酵的(R)-乙偶姻产量达到67.65g/L。在大肠杆菌细胞中过表达外源基因簇budB-budA-noxE能够高效合成光学纯(R)-乙偶姻,经发酵优化后,工程菌的(R)-乙偶姻产量、生产强度和得率均显著提高,为代谢工程改造大肠杆菌生产高光学纯(R)-乙偶姻提供了理论基础。     

海洋热带假丝酵母产角鲨烯发酵工艺研究

【目的】为了从海洋热带假丝酵母(Candida tropicalis)菌株中获取高产量的角鲨烯活性物质。【方法】研究不同碳源、氮源、培养温度、培养基初始pH值、培养时间、光照和氧气等条件对海洋热带假丝酵母菌株产角鲨烯的影响。【结果】确定最优培养基为(W/V)1%酵母膏+2%蛋白胨+2%蔗糖,最佳摇瓶发酵条件:有氧条件下,初始pH值为5.0,培养温度25℃,经48h培养,角鲨烯产量可达2.25mg/g干重。【结论】采用优化后工艺条件进行发酵,获得的角鲨烯产量明显提高。     

利用克雷伯氏菌进行同步糖化发酵产氢的研究

氢作为一种清洁的能源引起了人们的普遍重视.实验以产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)HP1为产氢菌株,以稻草粉为产氢底物,进行同步糖化发酵(Simultaneous Saccharification and Fermentation,SSF)产氢.对影响同步糖化发酵产氢的单因子进行试验,选取对氢产率影响较大的因子:温度、pH、纤维素酶用量等进行L9(34)正交试验.结果表明同步糖化发酵产氢的最佳条件为:温度40℃,pH6.5,纤维素酶用量为20FPAU/g稻草粉,摇床转速100r/min,发酵时间42h.在该条件下的最大氢产率为110.6mL/g稻草粉,稻草粉的氢转化率为22%.进行了10L放大发酵产氢试验,最大氢产率为122.3mL/g稻草粉,氢转化率为24.3%.与分步糖化发酵(Separate Hydrolysis and Fermentation,SHF)产氢相比,氢产率提高34.4%.研究表明,利用同步糖化发酵工艺可以提高生物制氢的产量和得率.     

微生物发酵法合成高分子聚合物γ-PGA的研究

以一株γ-聚谷氨酸高产菌枯草芽孢杆菌B-115为实验菌株,分别考察碳源、氮源种类及浓度、前体物添加量、生长因子和发酵条件对γ-聚谷氨酸产率的影响.优化结果显示:碳源是6.5%的玉米糖化液,氮源是0.4%的普通蛋白胨,前体物谷氨酸钠的添加量为4%,生长因子种类及添加量分别为0.15%硫酸镁、0.006%硫酸锰、0.8%磷酸二氢钾、1.0%氯化钠、0.03%氯化钙;发酵条件为初始pH值6.5,接种量2%,装液量50 mL/250 mL1,50 r/min3,7℃培养84 h;γ-聚谷氨酸的产率可从57.85 g/L提高到68.30 g/L.     

利用大肠杆菌工程菌生产2,3-二磷酸甘油酸的研究

通过基因工程的方法,将表达人源BPGM(bisphosphoglycerate mutase二磷酸甘油酸变位酶,E.C.2.7.5.4.)的质粒转化入大肠杆菌内,并进行培养条件的优化摸索,通过向培养基内加入葡萄糖使大肠杆菌大量发酵生产2,3-BPG(2,3-bisphosphoglycerate,2,3-二磷酸甘油酸).结果表明,当培养基中葡萄糖质量浓度为10 g/L,诱导时间为4 h,大肠杆菌工程菌表达的2,3-BPG含量最高.如果诱导后加入终质量分数为0.5%的Tween 80可以有效促进2,3-BPG分泌到培养基中.诱导后4 h添加新培养基,补加葡萄糖可以使2,3-BPG的产量提高1倍,达到7.5 mmol/L.     

γ-聚谷氨酸高产菌株的选育及发酵条件优化

以聚谷氨酸(γ-PGA)产生菌Bacillus subtilisHD-23为出发菌株,采用紫外线-硫酸二乙酯-亚硝基胍三因素的多组复合诱变,获得菌株Bacillus subtilisHD-F9,γ-PGA产率达到10.72 g/L,提高了56.3%,且传代稳定.对菌株Bacillus subtilisHD-F9的发酵培养基配比进行正交设计优化,并对其摇瓶培养条件进行优化,得到最佳发酵条件为:葡萄糖50 g/L,酵母膏8 g/L,谷氨酸钠40 g/L,250 mL三角瓶装液40 mL,初始pH 7.5,37℃,200 r/min,振荡培养48 h,γ-PGA产量可达14.88 g/L,提高38.8%.     

发酵木糖高产乙醇树干毕赤酵母菌株的Co60诱变选育

【目的】选育能够利用木糖高产乙醇的酵母菌株。【方法】采用Co60诱变树干毕赤酵母(Pichia stipitis),筛选乙醇产量高的突变菌株,并对原始菌株、突变菌株的生长发酵特性和两个菌株对高浓度木糖、乙醇的耐受性进行比较。【结果】在YPX培养基上筛选获得1株能够高效发酵木糖的突变菌株1K-9。该菌株在50mL 15%FM发酵84h,发酵液乙醇含量最高达(51.034±0.112)g/L,比原始菌株提高10.05%;在500mL 15%FM发酵96h,乙醇含量最高达(51.390±0.119)g/L;在500mL 20%FM发酵156h,乙醇含量最高达(52.496±0.513)g/L。菌株1K-9在HSM培养基或含4%~5%乙醇的YPX培养基中生长良好,在含6%~7%乙醇的YPX培养基中生长缓慢。【结论】Co60诱变对于树干毕赤酵母(Pichia stipitis)菌株是有效的,能选育出木糖高产乙醇酵母菌株1K-9。     

高耐受性拜氏梭菌的离子束诱变选育

【目的】为了优化生物丁醇生产工艺,研究拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)对有毒物质的耐受性。【方法】利用常温等离子诱变技术选育获得1株突变株C.beijerinckii GZ-9,并通过摇瓶发酵对比原始菌株C.beijerinckii NCIMB 8052和突变株GZ-9对有毒物质的耐受性。【结果】NCIMB 8052在酚浓度为1.5g/L的发酵液中已不能生长,而GZ-9在酚浓度2.4g/L的发酵培养基中生长良好;当可溶性总酚浓度为1.5g/L时,实验总溶剂产量和丁醇产量分别达9.2g/L和6.5g/L。【结论】突变株GZ-9对未脱毒甘蔗渣酸解糖液中毒素物质的耐受性远高于原始菌株NCIMB 8052。     

斑点鳟的外形特征与消化系统结构

【目的】研究斑点鳟Oncorhynchus mykiss外部形态特征与内部消化系统结构。【方法】观察并描述斑点鳟外部形态特征,测量30尾斑点鳟的外部形态参数,对其进行相关性分析;解剖观察斑点鳟的消化系统结构特征。【结果】斑点鳟外部形态参数全长(LT)与体长(LB)的相关关系为LT=1.21 LB-3.25(R2=0.948),体质量(W)与全长(LT)的关系为W=0.001 LT3.562(R2=0.754),其余几项形态参数之间相关性较低;可数性状背鳍、臀鳍、腹鳍、胸鳍、尾鳍的鳍条数分别为6~12、9~15、10~24、20~28、23~33;具有1条侧线;第1鳃弓鳃耙数为15~18。斑点鳟为典型的肉食性鱼类,其消化系统结构特征为口咽腔较小,颌齿发达;食道短粗;胃发达,呈V形,分化明显;肠在腹腔内呈两个盘曲,肠长/体长为0.503±0.09;幽门盲囊数为48~72个。【结论】该实验结果可为斑点鳟的消化生理研究以及养殖管理提供科学的理论依据。     

兰州百合组织培养及快速繁殖技术研究

【目的】建立适于兰州百合(Lilium davidii var.Unicolor(Hoog)Cotton)的快速无性繁殖技术,为食用兰州百合试管苗规模化生产提供技术参考。【方法】以球根鳞片为外植体,采用不同消毒方法、取材部位、接种方法和植物生长调节剂及其浓度配比,筛选适合的诱导、增殖和生根培养基。【结果】球根鳞片先用75%酒精处理后,用10%的次氯酸钠与0.13%的升汞等体积混合液消毒,再用0.13%升汞消毒为最佳消毒方式;接种选择与鳞茎盘相连的下部鳞片为初代培养的最佳外植体;外植体在MS+6-BA 1.5mg/L+GA30.8mg/L+2,4-D 1.0mg/L的培养基中,能诱导出较多长势健壮的不定芽;在MS+6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L的培养基中,增殖倍数达1.25;而生根培养以MS+NAA 0.6mg/L+IBA 0.1mg/L为最佳,生根苗生长良好,生根率达100%。【结论】获得适合兰州百合快速繁殖的培养基配方,建立了兰州百合的快速繁殖技术。     

茳芏(Cyperus malaccensis Lam.)生物量估测模型

【目的】探讨简单、方便且能准确估算盐沼植物生物量的方法,简化其生物量测定工作。【方法】以高度(H)和密度(D)2个形态因子作为变量,用数理统计方法构建茳芏(Cyperus malaccensis Lam.)生物量估测模型。【结果】茳芏地上生物量(Wa)以DH为变量进行估测更恰当,以DH为自变量的乘幂曲线模型Wa=0.0097(DH)1.177为生物量最佳估测模型。【结论】运用回归模型估算茳芏地上生物量可行,并可取得较为可靠的预测精度,茳芏地下生物量不能得出合适的估算方程。     

红树白骨壤果实中芳香脂类化学成分研究

【目的】研究红树白骨壤(Avicennia mavina)果实中芳香酯类化合物。【方法】采用柱色谱、凝胶层析和高效液相色谱分离技术,从白骨壤果实中分离芳香酯类单体化合物,运用理化和波谱分析方法鉴定其化学结构。【结果】从白骨壤果实中分离获得7个芳香酯类化合物,分别鉴定为甲基(4-氯-4[N-羟氨基]苯基)醋酸酯(1)、4-(2-羟基乙氧基)苯甲酸甲酯(2)、邻苯二甲酸二异丙酯(3)、咖啡酸甲酯(4)、原儿茶酸甲酯(5)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(6)、邻苯二甲酸二丁酯(7)。【结论】化合物1~7均是首次从该种海洋植物中分离得到,其中化合物1和2为新天然产物。     

濒危药材红芽大戟组培快繁影响因素研究

【目的】研究濒危药材红芽大戟(Knoxia corym bosa Willd)最适宜的组培快繁方法,为规模化生产红芽大戟提供依据。【方法】选取红芽大戟不同组织器官为外植体,采用不同配方的培养基培养,研究影响外植体诱导分化、增殖和生根的因素,筛选获得最佳培养基。【结果】外植体采用茎尖优于叶轴、叶片,茎尖接种于MS+1.5mg/L 6-BA+0.15mg/L NAA,萌芽率为100%,MS+3.0mg/L 6-BA+0.30mg/L NAA最适用于继代增殖培养,1/2MS+2.0mg/L IBA+0.2mg/L NAA最合适生根培养。【结论】选取合适的外植体,采用适宜的培养条件和培养基,可以有效地进行红芽大戟的组培快繁。     

非活性马尾藻对水中Cd2+和Ni2+的生物吸附及脱附研究

【目的】以马尾藻粉为生物吸附剂,研究其在静态实验中对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附及脱附能力,并对吸附速度、动力学、重金属选择性和吸附剂再生等问题进行探讨.【方法】采用单因素法分析pH 值、初始浓度、平衡离子类型等条件因素对重金属吸附容量的影响,采用准一级和准二级动力学模型对Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附数据进行拟合.【结果】Cd2＋ 的最佳吸附条件为pH 值4.5、初始浓度500mg/L、平衡离子为NO3ˉ,Ni2＋ 的最佳吸附条件为pH 值3.0、初始浓度900mg/L、平衡离子为Clˉ;Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附平衡到达时间分别为50min和25min;准二级动力学模型对吸附数据的拟合效果更好,相关系数（犚2 ）均大于0.99;对混合溶液中不同重金属的选择性吸附顺序为Pb2＋ 〉Ni2＋ 〉Cd2＋ 〉Mn2＋ ;1.0mol/L HCl对Cd2＋ 、Ni2＋ 的理论洗脱率均可达到99%.【结论】马尾藻粉对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附容量大,吸附条件温和,重金属脱附率高,是一种性能良好的生物吸附剂.     

Nbn(n=2-15)小团簇的第一性原理研究

【目的】研究纳米尺寸Nbn小团簇的结构演变过程,为进一步讨论Nbn小团簇的催化氧化性质提供参考。【方法】采用基于密度泛函理论(包括PW91和BLYP函数)的第一性原理计算方法对Nbn(n=2-15)小团簇的几何结构进行优化计算。【结果】随着原子数n的增加,Nbn(n=2-15)小团簇的结构及其特性具有明显的变化,平均每原子结合能(Binding Energy)随着原子数的增加呈递减趋势。【结论】Nbn(n=2-15)小团簇随尺寸变化具有明显的奇偶震荡性,n为偶数时比n为奇数时的结构稳定,其中Nb4、Nb6、Nb8、Nb10、Nb12小团簇结构较为稳定。     

灰毛豆Tephrosia purpurea中查尔酮类化合物的分离鉴定

【目的】为探讨灰毛豆属植物Tephrosia purpurea化学成分中的查尔酮类化合物,对其枝、叶部位进行化学成分分离及结构解析。【方法】采用乙醇提取、溶剂萃取、柱层析分离方法得到多种灰毛豆属T.purpurea化学成分,并用波谱分析手段对其进行结构表征。【结果】从灰毛豆属T.purpurea中共分离鉴定出11个查尔酮类化合物,分别为elatadihydrochalcone(1),spinochalcone A(2),3′,5′-diisopentenyl-2′,4′-dihydroxychalcone(3),candidachalcone(4),O-methylpongamol(5),(+)-tephrosone(6),spinochalcone C(7),epoxyobovatachalcone(8),tunicatachalcone(9),crassichalone(10),(S)-elatadihydrochalcone(11)。【结论】以上化合物均为查尔酮,且均属首次从该植物中分离得到。