生物表面活性剂产生菌的分离培养及其产物特性研究

从加油站受石油污染的土壤中分离到1株高效产生物表面活性剂的菌株,经鉴定为气生单孢菌(Aeromonas sp.)。并对其发酵液表面活性剂性能及稳定性进行分析,最佳条件下发酵液的表面张力可由70.2 mN/m 降至28.9 mN/m,对温度、pH、矿化度有较好的稳定性,维持85 %以上油水乳化液稳定时间达到350 h。对其发酵条件进行了优化,确定表面活性剂产生最适C源为2 %甘油,以硝酸盐和铵盐作为N源对表面活性剂产生无影响。对其产生物表面活性剂进行提纯,经TLC分析初步确定该表面活性剂为糖脂类化合物。     

具有产表面活性剂功能石油降解茵的筛选及其发酵条件优化

从广州某炼油厂附近石油污染的土壤中筛选出一株可高效产表面活性剂的原油降解菌株MZ01,结合菌株形态观察、革兰氏染色和16SrDNA序列同源性进行分析鉴定其属于假单胞菌属（Pseudomonassp．MZ01）,该菌9d对原油的降解率达54．7％。通过正交实验优化其产表面活性剂的环境因子并进行发酵培养,结果表明,MZ01最佳发酵条件为：酵母膏（3g·L^-1）作为氮源,玉米油（2g·L^-1）作为碳源,温度为25℃,pH值为9．0和含盐量为5％。该条件下3d的发酵产物经提纯后得到表面活性剂产量为2．27g·L^-1,测得该产物CMC值为0．1g·L^-1,可将水的表面张力从初始的72mN·m^-1降至30mN·m^-1。     

脂肽生物表面活性剂产生菌的筛选

从220个采自大庆油田和胜利油田的油土样和油水样中，经富集培养，血平板和油平板分离，液滴坍塌法、排油法和表面张力法进一步复筛，筛选出了8株产生物表面活性剂的优良菌株。经过薄层层析(TLC)和红外光谱分析(FT-IR)鉴定，有4株菌产脂肽表面活性剂，其中59号菌株最好，其表面活性剂可以把表面张力降到31mN／m而且具有良好的乳化活性。     

假单胞菌Nwu1-mu对陕北石油污染土壤的生物修复作用研究

选用假单胞菌Nwu1-mu对陕北地区石油污染土壤进行生物修复。通过检测修复过程中土壤样品的菌体生长数量、脱氢酶活性、表面张力和石油烃及其组分降解率综合考察了菌株对石油烃类物质的降解作用。结果表明,在不添加营养物质的前提下假单胞菌Nwu1-mu在60d内对石油污染土壤中的石油烃类物质降解率达到了86.5%,尤其对石油烃中的C24～C28和〉C28组分有突出的降解效果;菌株产脱氢酶和表面活性剂显示出了良好的性能,在石油烃类物质的降解过程中均起着关键的促进作用。假单胞菌Nwu1-mu显示出的强大的生物修复潜力及其不依赖于外来营养源的特性,为黄土高原的土壤生态环境修复提供了新的解决思路。     

枯草芽胞杆菌SN-02代谢物的抗病毒活性、表面活性剂特性及其化学成分分析

利用烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的枯斑寄主和系统侵染寄主测定了枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)SN-02的发酵滤液对TMV的抑制作用,同时对抗病毒物质的表面活性剂特性及化学成分进行了分析。在心叶烟(Nicotiana glutinosa)上的抗病毒活性结果表明,SN-02的发酵滤液与TMV混合接种,枯斑抑制率达98.54%,接种前喷施的预防效果为92.05%,高于接种后喷施的治疗效果(66.2%)。对SN-02产生的抗病毒物质初步分析表明,该抗病毒物质能降低表面张力(27.5mN/m)、溶血和排油,具有表面活性剂特性。发酵滤液经盐酸沉淀,有机溶剂提取,Pharmadex LH-20精制后,薄层层析显色分析表明,该菌产生的抗病毒物质为一种环状脂肽类生物表面活性素。     

产ACC脱氨酶植物根际促生菌的筛选及其对修复植物高羊茅生长的影响

以1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)为唯一氮源,从石油污染的土壤中分离得到一株具有ACC脱氨酶活性的菌株D5A.该菌在以ACC为唯一氮源条件下,其ACC脱氨酶比活力为0.084 U/mg.另外,D5A还具有产生吲哚乙酸(IAA)、耐盐以及溶磷的特性.在液体培养条件下该菌株产IAA高达112 mg/L,在90 g/kg盐含量的培养基中仍能够正常生长且具有较强的溶解矿物磷能力.同时该菌对酸碱具有良好的适应性,在初始pH4～10的LB培养基中生长良好.种子发芽试验表明在3 g/kg和6 g/kg浓度NaC1的逆境条件下,该菌株能显著提高高羊茅种子的发芽率和芽长.最后,通过对其进行生理生化特性和16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为克雷伯氏菌(Klebsiellasp.).     

芽胞杆菌FJAT-28592抗真菌脂肽的研究

为研究产表面活性剂芽胞杆菌(Bacillus)的生防作用,本研究筛选了一株能够抑制尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的芽胞杆菌FJAT-28592,经16S rRNA鉴定为暹罗芽胞杆菌(Bacillus siamensis.菌株FJAT-28592的生长温度范围为25～50℃,最佳生长温度为35℃;pH 5.0～9.0,最佳pH 6.0～8.0;可在NaC1浓度为0～6％的条件下生长,最佳生长盐浓度为2％.透射电镜显示,菌株呈杆状,具有鞭毛,宽度为0.76～0.94 μm,长度为1.76～2.94 μm.暹罗芽胞杆菌FJAT-28592发酵液和提取的发酵液粗产物对尖孢镰刀菌有很好的抑菌效果.通过血平板和排油圈实验,初步认定暹罗芽胞杆菌FJAT-28592能分泌表面活性剂至发酵液.通过酸沉淀处理,甲醇和丙酮抽提,分离和收集发酵液中表面活性剂.高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)对初步纯化的粗品与iturin A的标准品进行分析,粗品与标准品iturin A的主峰保留时间均为10.687 min,初步判断粗品含有iturinA.克隆iturinA类脂肽合成的相关基因,获得丙二酰辅酶a转酰酶(malonyl-CoA-transacylase,ituD)和4’-磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(4’-phosphate generic acyl cysteamine transferase,lpa-14)基因序列,得出此表面活性剂为iturinA类的脂肽.本研究为芽胞杆菌生防菌的开发,分析获得抑菌物质提供基础资料.     

高产生物膜乳酸菌抗逆性及其抗氧化特性

为了揭示乳酸菌生物膜抵抗不良环境的作用机制,该研究以2株乳酸片球菌RJ2-1-4、TG1-1-10和2株植物乳杆菌RJ1-1-4、RM1-1-11(菌株均高产生物膜)为研究对象,探究浮游态、被膜态菌株对酸、碱、胆盐、模拟人工胃肠液的耐受能力以及抗氧化能力。结果表明:在极酸条件下,菌株生长受到抑制,但是p H值3.0时,被膜态RM1-1-11生长量显著高于浮游态(P0.05)。随着p H值递增,菌体密度增加,在p H值7.0-9.0时,碱性环境对除TG1-1-10外其他3株菌的生长有一定抑制作用;当胆盐浓度为0～0.03%时,菌株生长有小幅度上升,且被膜态菌株RJ2-1-4、TG1-1-10生长量显著低于浮游态(P0.05);但随着胆盐浓度继续增加,菌株生长受到抑制,除浮游态菌株TG1-1-10外,其余3株菌被膜态菌株生长量均显著高于浮游态;菌株在模拟人工胃肠液中处理3 h后发现,相比于浮游态菌株,被膜态各菌株在胃、肠液中的存活率均有所提高。4株菌对于不同种类自由基均有一定清除能力,清除率从高到低分别为HO·、DPPH·、脂质过氧化、超氧阴离子,其中RJ1-1-4浮游态菌悬液对DPPH·清除率为214.12μg/m L,RJ2-1-4被膜态无细胞提取物、TG1-1-10浮游态无细胞提取物对HO·清除率分别为713.81μg/m L和637.01μg/m L,RJ2-1-4浮游态无细胞提取物对超氧阴离子清除率为93.80μg/m L,RM1-1-11被膜态菌悬液对脂质过氧化物的清除率为122.82μg/m L。结果表明:生物被膜状态下的乳酸菌对于酸、碱、胆盐、模拟人工胃肠液均有一定的保护作用,但是菌株间存在特异性,即使是同一种属也不相同;被膜态菌株的抗氧化能力高于浮游态,但是对于不同种类自由基会有不同的结果。该结果为进一步研究乳酸菌在被膜态下抵抗环境胁迫的作用机制提供依据。     

一株耐镉细菌的分离鉴定及其吸附条件的优化

从镉污染场地筛选分离得到一株耐镉细菌F7,经过形态学观察以及16S r DNA同源性对比分析,鉴定菌株F7属于芽孢杆菌(Bacillus),最大耐Cd~(2+)浓度为50 mg/L。实验研究了Cd~(2+)初始浓度、pH及投菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用FTIR探究菌株吸附的机理。结果表明:菌株F7在Cd~(2+)初始浓度为1.0 mg/L、投菌量为1.0 g/L、pH为6.1时,对Cd~(2+)的吸附率达到93.9%;吸附符合Langumir模型,最大吸附容量为1.83 mg/g。对比分析吸附前后的红外光谱图,发现菌株F7表面的官能团羟基、胺基、烷基、蛋白酰胺Ⅱ带及磷酸基团在吸附过程中起主要作用。     

施氏假单胞菌NRCB010的高密度发酵条件优化

植物根际促生菌是最常用的微生物肥料的菌种来源。施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)因良好的促进作物生长、提高作物抗逆性及降解有机污染物等特性备受关注。以具有减少农田土壤氧化亚氮排放和良好促生特性的施氏假单胞菌NRCB010为研究对象,明确其菌落形态及生理生化特征;以生物量(以OD600值表示)为评价指标,通过单因素优选法确定发酵基础培养基和碳氮源及其浓度,通过正交试验设计和极差分析优化无机盐成分,通过响应面分析法优化发酵培养基配方。结果表明,NRCB010菌落呈圆形、皱褶状、黄色,革兰氏染色阴性,菌体短杆状、长度约2 μm、无芽孢;利用多种碳源、氨基酸和羧酸,具有还原力。改良的金氏B(King′s B)培养基为NRCB010发酵较好的基础培养基;以15 g/L糖蜜+葡萄糖(1∶1,W/W)为碳源、以25 g/L牛肉浸粉为氮源时NRCB010的生物量最高。最优无机盐组合为KH2PO4 1.5 g/L、 MgSO4·7H2O 1.5 g/L和NaCl 2.0 g/L。优化后的最优发酵培养基为糖蜜7.1 g/L、葡萄糖8.5 g/L、牛肉浸粉22.9 g/L、MgSO4·7H2O 1.3 g/L、NaCl 2.0 g/L和KH2PO4 1.0 g/L。使用此优化培养基发酵36 h,NRCB010发酵液的OD600值为11.09,有效活菌数为2.87×1010 cfu/mL。     

Evaluation of biosurfactant production from various agricultural residues by Lactobacillus pentosus

The cost of biosurfactant production may be significantly decreased by using inexpensive carbon substrates like agricultural residues. However, scarce information can be found in the literature about the utilization of lignocellulosic residues for obtaining biosurfactants. Usually agricultural residues are field burned, producing various toxic compounds to the atmosphere; so, as an interesting alternative to the traditional field burning of this kind of residue, this work proposes the utilization of agricultural wastes (barley bran, trimming vine shoots, corn cobs, and Eucalyptus globulus chips) for simultaneous lactic acid and biosurfactant production. Previous to this biotechnological process, lignocellulosic residues were hydrolyzed, using H2SO4, under selected conditions and neutralized with CaCO3. Following, Lactobacillus pentosus was employed for the fermentation of hemicellulosic hydrolyzates after nutrient supplementation. Biosurfactants were measured by taking into account the surface tension reduction. The highest value of reduction (21.3 units) was found when using hemicellulosic sugar hydrolyzates obtained from trimming vine shoots, corresponding to 0.71 g of biosurfactant per g of biomass and 25.6 g of lactic acid/L. On the contrary, barley bran husk hydrolyzates only produced 0.28 g of biosurfactant per g of biomass and 33.2 g of lactic acid/L. The differences between biosurfactant production can be attributed to the different compositions of the hydrolyzates.     

Characterisation of Oil-Degrading Bacteria Isolated from Bilge Water

During an initial screening in samples of bilge water, four bacterial strains capable to oil degrade have been isolated. Two strains, named isolates BW-1 and BW-2, were clustered with Acinetobacter genus (a similarity of 100% and 99%, respectively) and two strains, named isolates BW-3 and BW-4 were related to Rhodococcus genus (a similarity of 99% and 98%, respectively). During growth (8?days) in M9 medium with Arabian Light Crude Oil (1%, w/v), measures of microbial abundance, surface tension, emulsification index (E ₂₄) and oil degradation, were carried out. During cultivation, isolates BW-1 and BW-2 are good biosurfactant producers and about 80% of crude oil is degraded. Also, isolates BW-3 and BW-4 show, during cultivation, production of biosurfactant but only 40% of total oil is degraded. Data obtained give important results in order to utilise these isolate native bilge waste microorganisms in the studies/process of bioremediation.     

螺旋藻的分离筛选及培养条件的选择

采用选择性Zarrouk无机培养基从北海螺旋藻养殖场水样中富集和稀释平板分离出9株螺旋藻,经对其生长测定,从中筛选出一株生长较快、藻体粗壮的螺旋藻藻种（暂定名SP06）,通过对其形态学观察、培养基优化和最佳生长条件的选择试验,结果表明：该藻螺旋状,细胞为短圆柱形,藻体长50-600μm,径宽30-70μm,螺旋数3-10,在配方为NaHCO3 16.8g／L、KH2PO4 0.4g／L、NaNO3 2.7g／L、NaCl 1.0g／L、FeSO4 0.005g／L、MgSO4 0.1g／L、K2SO4 1.0g／L、CaCl2 0.04g／L液体培养基中,在起始pH8-10,光照强度4000Lx,30℃／25℃光／暗变温条件下生长良好,培养8d每升养殖水可收获湿藻46-48g。     

烷基糖苷对石油增溶作用及其影响因素研究

应用生物表面活性剂烷基糖苷在室温下对石油进行增溶,分别考察了溶液pH和无机盐浓度变化对石油溶解效果的影响,并通过正交实验验证确定最佳条件。结果表明,烷基糖苷溶液在浓度超过临界胶束浓度时,表现出明显的增溶特性,其质量增溶比约为0.013;溶液浓度、pH和无机盐浓度变化均能显著影响增溶作用。实验条件下得到烷基糖苷增溶石油的最佳条件为:烷基糖苷浓度39.00 g/L,pH为5,无机盐浓度0.5 mol/L,得到最大溶油量3.99 g/L。     

Oleosins of Arabidopsis thaliana: expression in Escherichia coli, purification, and functional properties

The interfacial behavior of oleosins, the most abundant proteins from seeds oil bodies, was investigated using the pendant drop method at water/oil interfaces and compared to the behavior of beta-casein and lysozyme, proteins with contrasted emulsifying properties. Recombined high (rS3) and low (rS4) molecular weight oleosins comprising N-terminal histidine tags were purified to electrophoretic homogeneity. rS3 decreased the interfacial tension at the oil/water interface better than rS4, oleosins being more efficient than beta-casein. Oleosins formed aggregates when spread on noncompressed phospholipid (PL) films at the air/water interface as observed using a Langmuir-Blodgett balance equipped with a Brewster angle microscope. Oleosin spread at the surface of a compressed PL monolayer (5-20 mN/m) did not aggregate. Pressure increased immediately and proportionally to the amount of protein spread on the monolayer. The results stress the capacity of oleosins to be inserted in oil and in PL monolayers, which is of particular relevancy to their potential uses as water/oil emulsifiers.     

E.coli谷氨酸脱羧酶高产菌株选育及发酵条件研究

以普通大肠杆菌(E. coli)为出发菌株,以L-谷氨酸、溴甲酚绿(pH3.8~5.4)为筛选及指示剂,经亚硝基胍(NTG)、UV诱变处理,得到了L-谷氨酸脱羧酶活性变异菌株,其L-谷氨酸脱羧酶（GAD）活性大幅度提高,比出发菌株酶活性提高了2.22倍。优化实验显示：pH值、发酵时间、诱导剂L-谷氨酸、硫酸镁对GAD产酶有较大影响。通过对产酶发酵培养基中几种成份单因素变动及正交优化实验,对该菌株产GAD的诱导剂L-谷氨酸、营养要求和发酵条件进行了研究,优化后的发酵培养基组成为牛肉膏5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠3 g/L,L-谷氨酸0.5 g/L,葡萄糖1.5 g/L,磷酸二氢钾2 g/L,硫酸镁0.7 g/L。发酵条件是：pH6.8,接种菌龄20h,发酵时间20h。在优化条件下突变菌株GAD活性可达6790.7U,是出发菌株的2.76倍。     

油泥高效降解菌的筛选及其性能研究

从胜利油田及河南油田分离筛选出6株除油菌,对单一菌株和XT-4、F-2、C-2、A-1和AB-1菌组成的混合菌进行了性能评价,并对混合菌降解石油烃的能力进行了研究。通过研究表明,混合菌在耐温、耐酸碱和耐矿化度方面均比单一菌种优越,混合菌具有更好的协同作用和对环境的适应性,其对含油量高和含盐量高的油泥具有很好的降解效果,当油泥含油量高达126g kg-1时,经过混合菌120d的降解,降解率可以达到61.35%。