一种基因工程菌代谢丙酮酸能力的检测方法

建立一种快捷的检测基因工程菌代谢丙酮酸能力的方法,对于开展与丙酮酸相关的代谢流研究至关重要.本研究基于丙酮酸与2,4-二硝基苯肼发生羰基化反应的原理,建立了优化的丙酮酸检测体系;研究了葡萄糖等18种代谢相关物质对所建检测体系的影响;成功地将之推广到对发酵产物体系的检测中;利用含有丙酮酸甲酸裂解酶基因的大肠杆菌BL21工程菌发酵以丙酮酸为唯一碳源的培养基,结果进一步验证了该检测方法切实可行.     

溶氧对丙酮酸发酵的影响

采用实验室选育的高产丙酮酸菌株TorulopsisglabrataTPl9,在3种供氧方式下,研究了5L发酵罐上的丙酮酸发酵过程,比较了3种供氧方式下丙酮酸发酵、菌体生长、葡萄糖消耗和副产物的生成。发酵48h丙酮酸最高产量为65.1g·L-1;转化率为58.6%,生产强度为1.35g·L-1·h-1。     

Torulopsis glabrata 620在丙酮酸生物合成中的能荷变化和氧化-还原态趋势

建立了用高效液相色谱法同时测定丙酮酸产生菌Toru lop sis g labrata 620中的ATP、ADP、AM P、NAD 和NADH的方法,从而描绘了在整个发酵过程中菌体的能荷变化和氧化-还原态趋势,指出菌体的能荷水平和丙酮酸生物合成密切相关,在菌体的能荷水平降低至0.1时丙酮酸开始大量合成,直至发酵末期能荷水平又重新升高。这为进一步提高丙酮酸的产量、研究Toru lop-sis g labrata中物质与能量代谢的关系奠定了基础。     

基于关键酶表达的发酵调控与分子改造策略对E.coli产丁二酸的影响

考察E.coli JM001及其重组菌株E.coli JM002生物发酵生产丁二酸的性能。E.coli JM001在两阶段发酵产丁二酸过程中通过在有氧培养阶段添加乙酸钠,即可提高丁二酸的生产能力,厌氧阶段的丁二酸收率可达84%,但会有较多的副产物乙酸和丙酮酸积累。以E.coli JM001为出发菌株,敲除其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC)并导入来源于枯草芽孢杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK)基因,构建了重组菌株E.coli JM002,该重组菌株在两阶段发酵的有氧培养过程中不需添加乙酸钠,转厌氧后菌株也具有转化葡萄糖合成丁二酸的能力,丁二酸收率可达86%,副产物积累很少。     

鲕状赤铁矿深度还原过程中温度对磷分布规律的影响

针对鲕状赤铁矿石深度还原过程中有害元素磷在金属相中富集的问题,对深度还原过程中磷富集过程进行了研究.在配碳系数为2.0,还原时间80 min,还原温度分别为1 200,1 225,1 250和1 275℃条件下,分析了磷元素在还原物料中的分布规律及还原过程中磷元素的迁移路径.试验结果表明:在1 225℃以下时,磷元素含量由渣相内部到相界面逐渐升高,由相界面到金属相内部逐渐降低;1 250℃以上时,磷含量由渣相到金属相内部逐渐升高.此外,还原过程中磷元素的走向为:磷元素最初主要存在于磷酸盐中,反应开始后磷酸盐与C反应,磷元素被还原为单质磷溶入铁,并在金属相中富集.     

九段沙中沙湿地植物磷元素的分布积累与动态

对九段沙中沙湿地海三棱草、互花米草和芦苇3种典型湿地植物群落的植物各构件中磷(P)的分布、积累与动态进行研究.结果表明,3种湿地植物中磷含量存在很大差异,其大小排序为:海三棱草>芦苇>互花米草.磷在不同植物相同构件中的含量分布亦不同.3种湿地植物磷含量的季节动态规律有相似性,即随植物生长发育进程磷含量呈现逐渐降低的趋势,其中,茎秆中磷含量下降幅度最大,根中磷含量下降幅度最小.3种湿地植物磷含量的动态变化也存在差异,海三棱草各构件磷含量波动次数较少,互花米草和芦苇各构件磷含量波动次数则较多.植物中磷含量变化与土壤和地表水中相应元素含量变化密切相关.3种湿地植物均显示生长初期植物与土壤和地表水中磷含量的关联较小,3种植物最大关联出现的时间存在差异,这表明不同植物吸收土壤与地表水中磷元素的最佳时期存在差别.     

高磷赤铁矿非熔态分离提取

对湖北恩施的典型高磷赤铁矿样品进行了非熔态分离提取实验研究.矿样基础特性研究表明,该矿为典型鲕状高磷赤铁矿,矿中铁元素与磷元素之间并未处于化学结合状态.据此采用高速气流磨技术,将其磨至平均粒度为2μm的超细粒度,观察发现铁元素与磷元素在各个超细矿粉颗粒中的含量分布不均匀,Fe、P化合物有所解离.进而采用流态化技术进行气力分离,设计制造了流态化装置,对超细矿粉的流态化特征进行研究,结果表明超细铁矿粉的流态化特征与常规细粉不同.基于富铁物料与富磷物料的密度差异,设计制造了气力分离装置,对超细高磷赤铁矿粉进行气力分离实验,初步实现了铁元素和磷元素的分离.     

黑臭河道沉积物中硫铁行为与氮磷循环的耦合机制

硫、铁的环境行为和氮、磷循环的耦合机制共同影响着河道内源污染的释放.本文总结了黑臭河道沉积物中致黑、致臭的硫、铁与关键营养盐氮、磷的环境行为以及它们之间耦合机制的最新研究进展,提出加强沉积物中硫、铁元素与氮、磷元素之间的耦合过程研究,对于解决目前黑臭河道治理过程中氮、磷营养盐难以达标问题具有重要意义.     

磷化学与生命化学过程

碳、氢、氧、硫、磷等元素组成了生物体,其中磷是组成生命活体的至关重要的元素。目前,尚未发现在生命过程中不包含磷的生命体,人体内磷的含量大约占元素总量的1％,它占人脑总重的0.3％,占肝脏总重的0.2％。早先人们认为磷的作用仅限于作为骨骼的组成部分,然而随着科学的发展,人们越来越认识到磷在生命化学过程中扮演了十分重要的角色。     

以鸟粪石形式从剩余污泥中回收氮和磷

以鸟粪石形式从固体废弃物——剩余污泥中回收氮磷,探讨pH值和发酵时间对污泥发酵溶出氮和磷的影响,以及Mg和P摩尔比对回收磷的影响.结果表明:在强酸或强碱条件下,溶出的氮、磷的质量浓度较高,而且随着发酵时间延长,发酵液中氨氮与正磷酸盐质量浓度增加,其最佳发酵时间为2d.此外,随着投加镁的增加,氮磷回收率增加,当发酵液中Mg和P的摩尔比为1.2∶1时,磷的回收率最高.对回收产物进行组分分析、电镜扫描与X射线衍射分析,证明沉淀主要成分为鸟粪石.     

阿维菌素发酵过程有机酸积累规律与生物合成的关系

对S．avermitilis发酵过程茵体胞内与胞外的几种有机酸浓度进行跟踪测定。通过与产素关联发现低产批次与高产批次有机酸积累有明显不同。低产批次胞内丙酮酸浓度高迭31．6mg／L,此后降至5mg／L以下,而胞外在80h后都开始出现积累;乙酸、柠檬酸与琥珀酸一直都大量出现在胞外,如柠檬酸胞内胞外浓度比值初期低于0．1。这体现出生长期延长以致与产素期重叠过多造成产素偏低。     

高产杆菌肽菌株的筛选及培养条件研究

采用细胞融合技术得到的菌株与不同来源地衣芽孢杆菌菌株,进行深层液体发酵生产杆菌肽,研究了不同菌株,不同碳源,不同量锌和磷量诸因素对杆菌肽高产的影响.结果表明,1号菌比B-1号、B-2号、3号、4号株菌的效价高,为5.80×102Iu.mL-1.以柠檬酸为碳源时,磷的用量为0.10~0.20 mmol.L-1的最佳培养基中培养时,最有利于杆菌肽的合成,锌的用量10%,其发酵液中杆菌肽效价最高,可达8.86×102~9.85×102Iu.mL-1.     

丙酮酸(盐)的液体发酵及其产物提取工艺优化的研究

采用TTC-CaCO3复合平板法筛选丙酮酸(盐)高产菌株,并采用正交实验优化丙酮酸(盐)的液体发酵条件及其产物提取工艺,结果表明:丙酮酸(盐)液体发酵培养的最优维生素组合为盐酸硫胺素0.015 mg/L,烟酸9 mg/L,生物素0.020 mg/L,盐酸吡哆醇0.35 mg/L;最优提取条件组合为:萃取剂种类为磷酸三正丁酯,发酵液与萃取液体积比为1:2,提取温度为20℃,其中萃取剂种类、发酵液与萃取液体积比对提取率的影响显著(P<0.05)丙酮酸(盐)发酵产物浓度及提取率均基本达到国内研究水平。     

发酵代谢物对葡萄糖氧化酶生物合成的影响

用膜透析技术和静息细胞系统，对影响葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）发酵的控制因素进行了研究。静息细胞系统显示：鸟氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和胱氨酸等氨基酸对ＧＯＤ的合成有促进作用；葡萄糖酸和丙酮酸对ＧＯＤ的合成有阻遏作用，１．５ｍｍｏｌ／Ｌ的丙酮酸使酶活降低４６．２４％；２０ｍｍｏｌ／Ｌ的葡萄糖酸使酶活降低２１％左右，但葡萄糖酸浓度增大，有被菌体作为碳源利用的可能。利用膜透析技术可除去部分发酵过程中产生的葡萄糖酸和丙酮酸等阻遏物，减少它们对ＧＯＤ合成的分解代谢物的阻遏作用，与分批发酵相比．提高酶活４０％左右。     

丙酮酸、乳酸对体外肌酸激酶活性的抑制作用

 应用酶活测定的方法分析了肌酸激酶在不同浓度的乳酸、丙酮酸中的活性变化.实验结果说明在失活过程中没有蛋白质的聚沉,失活与乳酸浓度、丙酮酸的浓度呈正相关.通过对比实验结果提示,丙酮酸离子、乳酸离子对肌酸激酶没有明显影响,丙酮酸、乳酸是通过其解离状态的H⁺改变了机体pH值而影响肌酸激酶活性的,作者就丙酮酸、乳酸对肌酸激酶影响及其意义进行探讨.     

丙酮酸乙酯的合成研究

叙述了以丙酮酸与无水乙醇为原料,在催化剂存在下,反应合成丙酮酸乙酯的过程。选择了合适的原料配比、催化剂、脱水剂用量等反应条件,反应所得到的丙酮酸乙酯收率为82.5%;本实验反应过程简单,适合工业化大生产。     

预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响

为了比较不同预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响,在不同温度（40、80、120、160 ℃和200 ℃）下,采用1% H₂SO₄和2% NaOH两种试剂分别对玉米秸秆进行预处理,再进行中温暗发酵实验,接种物来源于以猪粪为原料的厌氧消化后的沼液。结果表明：最佳的预处理条件为80 ℃下,采用1% H₂SO₄对玉米秸秆预处理60 min,其单位总固体（TS）产氢量达到27 mL/g,比未预处理玉米秸秆提高了56.27%,且最大产氢速率最高可达到15.42 mL/h,比未预处理玉米秸秆的最大产氢速率提高了83.57%。玉米秸秆产氢最适宜的pH值范围为5.0~5.5,不同预处理温度会对产酸量和产酸的组分造成影响,发酵类型均为丁酸型发酵。因此,预处理温度是影响暗发酵制氢性能的一个重要因素。     

新型复合生物肥料的研制与应用

针对生物肥料的增产效果和应用前景,分别筛选得到了固氮蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus N 9)、解磷枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis P 3)、解钾胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus K 2),通过单因子和正交实验确定了最佳发酵条件和培养基配比.发酵液用草炭吸附后,复配含氮、磷、钾养分的化学肥料,通过转鼓造粒成型技术制成颗粒状生物肥料,芽孢形成率高,活菌数量足.田间实验表明,该肥料能有效降低农业生产成本和提高农作物产量.     

马铃薯淀粉深加工薯渣废料厌氧发酵产物品质分析

采用厌氧发酵法对马铃薯淀粉深加工薯渣废料进行厌氧发酵,试验设置3个处理,分别添加或不添加米糠、尿素、过磷酸钙,供给微生物发酵过程所需的碳源、氮源、磷源以及无机盐。通过对厌氧发酵产物成分的测定得出:马铃薯淀粉深加工薯渣废料经厌氧发酵后粗蛋白和蛋白质氮的含量分别提高182.78%和68.18%,总酸提高307.05%,乳酸含量提高2646.19%。发酵产物可做粗饲料使用。