高产2,3-丁二醇阴沟肠杆菌的诱变筛选及其同步糖化发酵效率的研究

为获得2,3-丁二醇高产菌株,采用两种诱变方法(物理诱变和化学诱变)对阴沟肠杆菌SDM(E1)进行处理。经紫外诱变后筛选出菌株E2,其2,3-丁二醇产量为27.37 g·L~(-1),相比于出发菌株提高11.33%。采用化学诱变剂硫酸二乙酯对E2进行化学诱变后,筛选出菌株E3,2,3-丁二醇产量为37.32 g·L~(-1),相比于菌株E2提高36.32%,相比于E1提高51.77%。以E3为出发菌株、玉米芯为底物进行同步糖化发酵效率的研究,确定玉米芯的最佳预处理条件为温度80℃、时间2 h、碱浓度3%、固液比1∶3;纤维素酶解的初步条件为温度45℃、时间72 h、转速140 r·min~(-1);同步糖化发酵的最佳条件为纤维素酶0.3 g、初始pH 5.7～6.0、温度36℃、底物浓度100 g·L~(-1)(10%),发酵时间72 h,菌株E3的2,3-丁二醇产量可达到35.61 g·L~(-1)。本文研究结果为木质素同步糖化发酵生产2,3-丁二醇的研究提供了菌株材料,并为木质素为底物的同步糖化发酵奠定了技术基础。     

人工神经网络耦合遗传算法优化细菌纤维素发酵培养基

细菌纤维素作为新型生物材料,已成为生物材料研究热点,但产量低限制了其进一步应用。选择合适的优化策略是实现产量提高的一个重要方法。本文在正交和均匀设计实验传统建模方法的基础上,运用人工神经网络模型结合遗传算法优化汉氏葡糖醋杆菌(Komagataeibacter hansenii HDM1-3)产细菌纤维素发酵培养基。结果表明,最佳培养基配方为葡萄糖3.98%、牛肉膏0.34%、酵母膏0.19%、磷酸氢二钠0.22%、磷酸氢二钾0.46%、乙醇2.23%。在此配方下,细菌纤维素产量最高达到2.87 g·L~(-1),与优化前培养基的产量相比提高了1.18倍。本研究优化了细菌纤维素发酵培养基参数,为细菌纤维素高产发酵及工业化推广应用提供了依据。     

地瓜加工副产物生产工业酒精的关键工艺研究

采用地瓜加工后的副产物—地瓜皮、地瓜头尾等含淀粉新鲜下脚料,通过淀粉酶、糖化酶和纤维素酶降解后,接种热带假丝酵母和酿酒酵母混合菌株进行生料发酵,生产工业酒精,通过正交实验对影响其发酵的9个关键工艺参数进行优化研究并进行LSD（Least-Significant Difference）多重比较,结果表明：最优发酵工艺条件为淀粉酶用量0.8‰、糖化酶用量1.0‰、纤维素酶用量0.3‰、原料料水比1：2.5、酵母菌株比例1：1、酵母菌株接种量7.5%、发酵温度30℃、pH值6.5、发酵时间8d.在此条件下,酒精的产量为0.2502g乙醇/g干料,产品质量符合GB/T 394.1-2008粗酒精标准.     

NTG和UV复合诱变选育紫杉醇高产菌株的研究

对紫杉醇产生菌HD1-3的孢予分别进行了紫外线照射(UV)、亚硝基胍(NTG)和UV NTG复合诱变处理,筛选制霉菌素抗性突变株.试验所确定的Nodulisporium sylviforme紫杉醇产生菌HD1-3孢子诱变的适宜条件为:将孢子悬液经过3.0 mg·mL-1 NTG、处理20 min后,在电磁搅拌下,用紫外灯(30 w,距离30 cm)照射处理45 s.共筛选出17株正突变株.经发酵筛选试验,获得了一株遗传性状稳定、高产紫杉醇的诱变菌株——UN25-3,其紫杉醇产量从出发菌株的(232.73±4.61) μg·L-1提高至(327.14±7.63) μg·L-1.     

一株产聚-β-羟基丁酸酯(PHB)的嗜盐菌Halomonas sp.发酵条件的优化及产物特性鉴定

对一株合成聚-β-羟基脂肪酸酯(PHB)的Halomonas DQ-4发酵过程中碳、碳氮比、温度、pH值、转速及装液量等条件因子进行了优化。结果表明,最佳发酵条件为:碳源为葡萄糖,碳氮比为100/7,生长温度38℃,pH值为9,转速为160 r·min~(-1),装液量为100 m L/500 m L,连续培养60 h时,PHB产量达到峰值,为5.88 g·L~(-1)。同时,对发酵合成的PHB进行了核磁共振氢谱、红外光谱的表征,热重分析表明,PHB具有良好的热稳定性,并且在降解实验中表现了优良的生物降解性。     

木聚糖酶产生菌固体发酵条件的初步研究

木聚糖酶产生菌 (Aspergillusniger) 1 - 1 3菌株以白酒丢糟作为碳源进行固体发酵生产木聚糖酶 .采用单因素搜索对其最适产酶的氮源和发酵条件进行优化 ,结果表明 :添加的最适氮源为硫酸铵 ,最适加入量为 1 6% (以白酒糟干质量计 ) ;最适产酶发酵条件 :温度为 30℃ ,初始含水量为 5 5 % ,接种量为 1mL菌悬液 (浓度为 7× 1 0 7个 /mL)接种到 1 0 g固体培养基中 .在此优化条件下培养 72h ,木聚糖酶活力可达最高为 370IU/ g酒糟粉     

固定化增殖酵母工业应用的研究：Ⅲ.PVA固定化细胞生产乙醇工业小试

本文是PVA固定化细胞在35升X2串联柱式生物反应器中进行糖蜜发酵生产乙醇的工业小试报告。工业小试表明:PVA载体填充量与固定化细胞生产乙醇能力不呈正比关系,而通氧则是保证固定化细胞正常发酵的必要条件。在连续发酵中,PVA固定化细胞乙醇生产能力可达到16.7克/升胶·小时和2.2克/升罐·小时,分别是传统发酵乙醇生产能力的8.4倍和1.6倍。发酵周期分别缩短为24小时(以生物反应器有效容积计算)和3.2小时(以PVA载体有效容积计算),约是传统发酵方法的1/2和1/14。采用PVA固定化细胞发酵新工艺可增加乙醇产量80％,生产成本亦可明显降低。     

Fenton试剂耦合叶腊石改善厌氧污泥脱水性能

利用Fenton试剂耦合叶腊石改善生物乙醇厌氧消化污泥脱水性能。结果表明,最佳污泥脱水条件下,Fenton试剂添加量为55 mg/g干污泥,叶腊石为67 mg/g干污泥时,此时污泥脱水性能指标污泥比阻(SRF)和可压缩性系数分别减小到2.7×10~(12)m·kg~(-1)和0.492,与原污泥SRF 12×10~(12)m·kg~(-1)和可压缩性系数1.327相比,SRF和可压缩系数分别减小77.5%和62.9%;污泥扫描电镜分析表明,经Fenton试剂耦合叶腊石处理的污泥,污泥结构发生明显变化,能形成致密且具有较大孔径的絮体;污泥热重曲线显示,与原污泥相比,耦合调理污泥后脱水起始温度和热重峰明显前移。耦合调理污泥比单独调理污泥脱水效果均具有优势,使用叶腊石可以明显减少Fenton试剂的使用量;此外,该方法处理生物乙醇厌氧消化污泥,不影响污泥后续资源化利用。     

几种理化因子对黄芩悬浮细胞生长及黄芩苷含量的影响

以黄芩悬浮细胞为试材,研究不同接种量、蔗糖质量浓度以及6-BA和NAA不同配比对黄芩悬浮细胞培养过程中干/鲜质量和黄芩苷含量变化的影响.结果表明,黄芩悬浮培养的最佳接种量为每瓶1.0 g;蔗糖浓度为3%时,最适合黄芩悬浮细胞系生长;pH值为5.8时最适合黄芩悬浮细胞系生长和代谢产物积累的培养基;0.1 mg·L~(-1) NAA与0.2 mg·L~(-1) 6-BA配比时,最适合黄芩悬浮细胞系的生长.     

凹凸棒土负载硫化纳米铁去除水中Cu(Ⅱ)的影响因素研究

针对纳米零价铁易团聚和表面形成钝化层的问题,在零价铁与凹凸棒土质量比为2∶1、硫与零价铁的摩尔比为0.25∶1的条件下,制备了凹凸棒土负载硫化纳米铁复合材料。用该复合材料以0.2 g·L~(-1)投加量去除30 mg·L~(-1)的Cu(Ⅱ)溶液,1 h内Cu(Ⅱ)的去除率即可达到86.2%。通过SEM和TEM观察到,经负载硫化改性后的零价铁较均匀地分布在凹凸棒土上。比表面积测定结果表明,与纳米零价铁相比,复合材料的比表面积提高了2.3倍。影响因素实验结果表明,在pH=2～11的范围内,复合材料对铜的去除率稳定在85.2%以上;有氧气存在时复合材料去除Cu(Ⅱ)会发生脱附,且Cu(Ⅱ)溶液浓度越高,脱附现象越明显,溶解氧浓度越低,越有利于复合材料对Cu(Ⅱ)的去除。复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附量可达9.25 mmol·g~(-1)(587.8 mg·g~(-1))。     

一株耐Cr(Ⅵ)木霉的筛选鉴定及其Cr(Ⅵ)还原特性

重金属铬在皮革、印染、纺织和有机合成等工业用途广泛,与之相伴的是铬污染问题日益严重,对生态系统造成严重污染且已经危害到人类健康。本文首先利用Cr(Ⅵ)做特定筛选剂从东北林业大学实验林场分离出一株耐受Cr(Ⅵ)菌株BSL01,根据形态学特征和序列同源性分析鉴定为钩状木霉(Trichoderma hamatum)。Cr(Ⅵ)对BSL01最小抑菌浓度为500 mg·L~(-1),高于已报道过的可耐受Cr(Ⅵ)的木霉,BSL01去除Cr(Ⅵ)以生物还原为主,少部分以生物吸附和生物吸收形式去除。p H 7.0~9.0时,BSL01去除Cr(Ⅵ)的效率达94.28%以上,25~35℃时,Cr(Ⅵ)去除率达到94.53%。Cr(Ⅵ)对BSL01细胞形态有影响,在200~500 mg·L-1Cr(Ⅵ)浓度下,BSL01菌丝体表面粗糙,菌丝黏连,孢子表面出现褶皱,粗糙,有聚集现象。     

半胱氨酸-银(I)反应的研究

用UV-Vis光谱、荧光光谱和电泳等方法考察了半胱氨酸(Cys)同银(I)离子间的相互作用以及在微乳液体系中制备氨基酸-银固态物种,并用扫描电子显微镜(SEM)和EDS能谱进行了结构分析和表征.研究了介质的pH,各组分浓度,包括半胱氨酸、银(I)离子、甲醛、十二烷基硫酸钠(SDS)和Na_2B_4O_4以及温度、光照度和光照时间等对反应的影响.结果表明,半胱氨酸(Cys)与银(I)离子作用的最佳条件是pH=7.39左右,Cys浓度为2.4mmol·L~(-1),AS(NH_3)_2~+浓度为1.2 mmol·L~(-1),Na_2B_4O_7浓度为3.0 mmol·L~(-1),SDS浓度为0.4%,HCHO浓度为0.008%,反应时间为90 min,光照度>600 Lux.制备的氨基酸-银固态物种,各成分的理论含量与实测结果基本相吻合,其形貌主要为三棱柱和四面体,微粒粒径在1～100 μm之同.     

活性炭表面键合配位体固相萃取填料的制备及其对水中重金属离子吸附性能的研究

以椰子壳为原料,经过磷酸活化制得活性炭,键合苯甲酰异硫氰酸酯制得表面键合配位体改性活性炭固相萃取材料。利用N_2吸附-脱附、SEM、XPS、FT-IR等手段对所制备的固相萃取填料进行表征,考察了其对Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+金属离子的吸附性能。结果表明,该固相萃取填料对Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+的吸附容量分别为12.86、11.27、10.91、10.13和9.87 mg·g~(-1)。以5 mol·L~(-1) HNO_(3 )+0.05 mo·L~(-1)乙二胺四乙酸二钠溶液作为洗脱液对吸附的金属离子进行洗脱,通过固相萃取(SPE)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用测定水样中重金属离子的含量,Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+的检出限分别为0.147、0.177、0.185、0.228和0.249 mg·L~(-1)。     

菌种发酵歧化甘油产1,3-PDO条件研究

以甘油为原料,通过单因素实验对菌株间歇发酵法生产1,3-丙二醇的生产条件进行了研究.结果表明:最适的甘油含量为40g/L,最适氮源为(NH4)2HPO4,用量为3g/L,pH 7.5,温度为30℃,装液量为40%,摇床转速为100r/min,发酵时间为24h.在最佳培养基组成与最佳发酵条件下发酵了3批,最终的1,3-PDO浓度平均值为23.2g/L,甘油的摩尔转化率为70.2%,比优化前的60.5%提高了9.7%.     

产脂肪酶菌株的分离、鉴定及其产酶条件优化

从长沙岳麓山和湘江等地富含油脂的样品中分离得到一株产脂肪酶菌株CS 1-1,经18S rDNA序列分析,确定该菌株为黑曲霉(Aspergillus,niger).对该菌株的产酶条件进行优化,发现该菌株在以体积分数为1%的橄榄油为诱导物,5 g/L蔗糖为碳源,40 g/L蛋白胨为有机氮源,1 g/L(NH4)2SO4为无机氮源,pH为6.5的培养基中,于28℃,180 r/min摇床培养48 h,可达最大酶产量(37.6±0.8)mmol·min-1·L-1.     

NaOH改性花生壳去除水中亚甲基蓝的吸附特性研究

利用亚甲基蓝水溶液进行实验,测定了NaOH改性处理的花生壳对其的吸附能力.运用单因素实验方法,探讨了改性花生壳的物理化学特性、吸附时间、吸附剂添加量、pH值、温度和离子强度等因素对吸附性能的影响以及等温吸附过程.结果表明,改性能够提高吸附剂的吸附效果.在低温碱性条件下,改性花生壳粉投加量为0.6 g·L~(-1),吸附时间为1 h时,亚甲基蓝的去除率可达94.43%,饱和吸附容量为294.12 mg·g~(-1),等温吸附过程遵循Langmuir方程.     

不同钾钠水平对甜菜幼苗生长和生理特性的影响

钾是甜菜生长过程中的必需元素,而低浓度钠能够促进甜菜的生长发育,本文在水培条件下分析了不同K~+浓度(0.03、1.5和3 mmol·L~(-1))和不同Na~+浓度(0、1.5和3 mmol·L~(-1))供应水平对甜菜幼苗生长、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响。发现在低K~+供应下,随着Na~+供应水平的增加,甜菜幼苗的株高、叶面积、鲜重和干重以及可溶性糖和蔗糖含量增加,丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性以及甜菜碱、胆碱、脯氨酸、游离氨基酸含量降低;随着K~+和Na~+供应水平的增加,甜菜幼苗的株高、叶面积、鲜重和干重以及可溶性糖和蔗糖含量增加,在K~+和Na~+均为3 mmol·L~(-1)时达到最大;MDA含量和抗氧化酶活性以及甜菜碱、胆碱、脯氨酸、游离氨基酸含量降低,在K~+和Na~+均为3 mmol·L~(-1)时达到最低。结果表明,在缺钾供应条件下,钠可以部分替代钾的功能;钾和钠的供应水平均为3 mmol·L~(-1)时对甜菜幼苗生长的促进作用最大,这可以为钾供应有限的地区提供科学参考。     

甘肃地区冬虫夏草液体发酵研究

自甘肃地区采摘的冬虫夏草子座和内核菌上经组织分离得到冬虫夏草菌,经形态学鉴定为中国被毛孢,利用该菌株进行液体发酵.结果表明：温度18℃、溶氧量160 r/min、接种量10％、pH自然;优化配方为：葡萄糖30 g/L、蚕蛹粉20 g/L、KH2PO4 1.0 g/L、MgSO4·7H2O 0.9 g/L,2 g/L（NH4）2SO4＋0.1 g/L VB1,发酵8天可得菌丝体产率为17.36 g/L.     

固定化小球联合动态反应器还原水中Cr(Ⅵ)

利用包埋法将耐铬菌株——柠檬绿木霉NG01孢子固定在PVA-SA-PDA小球内,在此基础上设计动态反应器,分别探究了固定化NG01小球以及不同反应条件下动态反应器还原Cr(Ⅵ)的性能。研究结果表明,制备的固定化NG01小球直径为2～5 mm,球体完整性较好,内部孢子具有活性;固定化NG01小球对Cr(Ⅵ)的还原能力远高于游离菌体,处理50 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ)废水可重复利用17次以上;在反应温度30℃、 pH 8和水力停留时间5 d时,动态反应器对Cr(Ⅵ)的还原率高达97.73%。     

一株木质素降解菌的筛选、鉴定及其漆酶发酵条件的优化

采用愈创木酚-PDA平板显色、Azure-B蓝色平板脱色初筛,摇瓶发酵复筛,从腐木中筛选到木质素酶高活性菌株Lys3002.经ITS测序分析和形态观察,Lys3002鉴定为毛栓菌(Trameteshirsuta).采用液体摇瓶优化发酵条件,结果表明:野生型菌株Lys3002的木质素酶系中漆酶的最适发酵条件是:麸皮20g/L,豆饼粉6g/L,培养基初始pH6.0,MgSO4·7H2O0.5g/L,CuSO4·5H2O0.05g/L,MnSO40.05g/L,培养温度30℃,发酵周期5d,漆酶活力高达597.82U/L,具有深入研究价值和应用潜力.