希瓦氏菌在双槽式微生物燃料电池中同时产电与脱色的研究及应用

采用厦门本土产电菌希瓦氏菌(Shewanella xiamenensis BC01),在染料脱色的刺激产电条件下,比较应用其微生物燃料电池的可能性.在补强能源基质的条件与海生菌肉汤配方进行产电驯化作用,量化评估生物膜形成的产电与脱色的优劣,经由交流阻抗图谱获得产电机制.在不同培养基条件下,量化希瓦氏菌的稳定电压及优化条件,并推论高盐条件下电导、溶液电阻、产电模式及机制.结果表明,最高输出电压随着周期数增加而趋于稳定,其平均电压为278.9mV,溶液电阻为30.73Ω,电荷转移电阻为176Ω/cm2;在一个运行周期内,希瓦氏菌均能在每个周期内完全脱色,最大比生长速率(SGR)为0.778 4h-1,最大比脱色速率(SDR)为82.63mg/(L·h),且微生物的染料脱色和生物产电两者彼此为竞争关系;随着电极间距的增大,希瓦氏菌微生物燃料电池的电导和盐度均不断地上升,发现电极间距在12.4cm为最佳,希瓦氏菌的最适pH范围是5.3~7.0.研究希瓦氏菌在双槽式微生物燃料电池中的性能有利于同时产电与处理染料,此点对染料废水污染处理同时能源回收再利用确实具有永续发展的实质意义.     

螺旋藻藻蓝蛋白萃取条件的响应曲面优化

藻蓝蛋白具有较高的营养和医用价值,为进一步提高其萃取效率,本研究通过响应曲面(response surface methodology,RSM)的方法,对螺旋藻藻蓝蛋白的萃取条件进行优化.结果表明,萃取时间和萃取温度的交互作用对藻蓝蛋白得率的影响最为显著;而实验所得模型的拟合性较好(R2=0.955 0),得到的最佳萃取工艺条件为:质量浓度为2.0mg/mL、萃取时间为37.14h、萃取温度为25.61℃,在此萃取条件下得到的藻蓝蛋白得率为13.66%,较优化前提高了32.8%,与模型预测值13.72%接近.     

癸酸钠抗性菌株产达托霉素培养条件的响应面优化

为提高玫瑰孢链霉菌(Streptomyces roseosporus)NRRL 11379产达托霉素的能力,在实验室已有研究基础上对生产菌株进行癸酸钠抗性筛选,得到癸酸钠抗性株D1000-S3-2-P2000,经验证其能够耐受高癸酸钠浓度.此外,使用因子筛选和响应面设计对发酵培养基进行氨基酸、维生素、微量元素种类的筛选和优化,最终确定培养基组成为(g/L):酵母提取物11,(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O 0.86,葡萄糖10.7,糊精72,糖蜜7.2,组氨酸1.7,天冬氨酸1.3,L-天冬酰胺0.74,硫辛酸0.007 92,ZnSO4.7H2O 0.55.利用此培养基进行摇瓶和发酵罐分批发酵培养得到达托霉素产量分别为42.38和411mg/L,分别是优化前的2.52倍和1.46倍.     

红发夫酵母生产虾青素的氮源补加策略

随着人类对天然虾青素需求的不断扩大,红发夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)以其易于培养的优点被选为当前虾青素生产极具潜力的微生物.实验主要从氮源调控入手,阐明虾青素生产机制,以期获得更高的虾青素产量.在微生物生长过程中,氮源的调控对细胞的生长和产物的积累至关重要.考察了在红发夫酵母生长过程中添加氮源对细胞生长及虾青素合成的影响.实验结果表明:补加不同种类的氮源及浓度对菌体生物量以及虾青素的产量有着不同的影响,在合适的时间点补加适量的氮源能明显促进虾青素的积累.根据实验结果,研究确定了最适的补氮时间为24h,最适的补加氮源为谷氨酸,最适的补加质量浓度为0.368g/L,在此补加条件下,虾青素的最大产量和产率分别为3.445mg/L和1.144mg/g,较对照组分别提高了36%和41%,这说明在细胞生长过程中补氮有利于虾青素的积累.