原位萃取发酵耦合工艺高产丁醇的初步研究

以粮食为原料通过发酵法生产丁醇是一种经典的方法。然而,发酵工艺中存在着缺陷:低浓度的丁醇会对生物系统产生强毒性,由此限制了丁醇的高产。而原位萃取发酵耦合(在发酵过程中采用了有机溶剂连续移走发酵产物以消除产物抑制作用)工艺,是解决上述缺陷的有效途径。本试验开展了原位萃取有机溶剂的筛选、配比的研究。结果表明:在所选的油-20%癸醇、油-40%癸醇、正辛醇、正庚醇、乙酸乙酯5种有机萃取剂中,其中油-20%癸醇,1∶5的配方对生产菌种毒性最低,丁醇总产量达19.21 g/L,而丁醇总生产强度也比传统发酵的对照组提高了62.8%,总溶剂的生产强度也相应提高了42.3%。     

发酵萃取耦合工艺生产丁醇条件的优化

传统丙酮丁醇发酵的产物抑制作用造成丁醇产量较低,本文选择发酵萃取耦合工艺将丁醇原位分离出来,以降低抑制作用。通过冷模试验、生长影响试验和萃取发酵试验,确定了有机相条件和发酵萃取耦合工艺:有机萃取相为油醇中加入20%癸醇,相比为1∶5(有机相∶水相),发酵24h后将有机相导入发酵体系中。利用该工艺,丁醇和总溶剂产量分别比传统发酵的相应产量提高了23.99%和13.33%。     

葛渣水解残渣为拜氏梭菌ART25吸附载体发酵生产丁醇的研究

【目的】探究固定化吸附环境对以葛渣水解液为原料进行丙酮丁醇发酵的影响。【方法】以经预处理的葛渣水解残渣为固定化吸附载体,研究不同载体添加量对以葛渣水解液为原料发酵生产丁醇的影响,同时从吸附环境下细胞活性、氧化还原电位及丁醇代谢途径关键酶活等角度探究添加固定化吸附载体（葛渣水解残渣）提高溶剂产量的内在机理。【结果】当载体添加量为10.0 g/L时,丁醇和总溶剂的产量最高,具体分别达到（9.92±0.05）g/L和（15.79±0.12）g/L,与对照组相比分别提高了13.29%和25.96%。在探究吸附环境影响丁醇合成的生理机制时发现,最佳吸附环境下的乙酸激酶、丁酸激酶、乙醇脱氢酶和丁醇脱氢酶的活性与对照组相比分别提高了33.90%、27.40%、14.53%和38.53%,表明吸附环境可提高丁醇代谢途径中关键酶酶活,从而提高溶剂产量。【结论】葛渣水解残渣可作为丁醇发酵过程固定化吸附载体,吸附环境可为细胞提供适宜生长环境及增强丁醇代谢途径中关键酶酶活,从而提高溶剂产量。     

玉米秸秆预处理后的酶水解及丁醇发酵

[目的]寻求玉米秸秆预处理后的最佳酶解工艺条件。[方法]采用碱浸泡法和氨水浸泡法对玉米秸秆进行预处理,考察预处理方法以及温度、酶用量、pH值、底物浓度等因素对玉米秸秆酶水解的影响,得出最佳酶解条件,并利用最佳条件下的水解液进行丁醇发酵。[结果]碱法预处理玉米秸秆能有效地提高酶的水解效率。玉米秸秆经过预处理后的最佳酶水解工艺条件为：pH值4．5～5．0,温度50℃,底物浓度3．33％,酶用量950U／g秸秆。利用秸秆水解液进行丁醇发酵后,溶剂（丁醇、丙酮、乙醇）的产率比值为10．O：1．5：1．0,与传统发酵（6：3：1）相比,提高了丁醇所占的比值。[结论]该研究为以木质纤维素为原料进行新能源的开发和利用验提供试验依据。     

酶水解液的丁醇发酵条件优化研究

［目的］研究抗坏血酸（AsA）对镉胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的保护效应。［方法］以扬麦15、扬麦16和扬麦17为试材,通过测定种子发芽率和幼苗的生长生理指标研究了外源AsA对镉胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响。［结果］在单因素试验中,浓度大于0.05mmol/L的AsA对小麦幼苗主根生长有抑制作用;小麦种子萌发和幼苗生长受到的抑制作用随着镉浓度增大而增强,小麦根系SOD活性没有明显变化。AsA浓度不变时,小麦根长生长受到的抑制作用随着镉浓度的增大而增强;镉浓度不变时,0.05mmol/LAsA处理的小麦的抑制百分比低于其他浓度。在镉胁迫下加入AsA后,小麦根系SOD活性明显提高。0.05mmol/LAsA对0.05mmol/L镉胁迫下小麦的POD活性提高最多。［结论］低浓度AsA能缓解镉胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用,高浓度AsA的作用不明显。     

丁醇发酵细菌的快速筛选研究

根据丙酮-丁醇细菌能产生耐高温芽孢,发酵过程中前期产酸、后期还原产生溶剂的生理代谢特点,建立一种简便高效的筛选方法.该方法先以热处理富集芽孢,再通过溴甲酚绿平板鉴别产酸能力和美蓝褪色判断还原能力,筛选到1株丁醇产量较高的菌株sat3,经发酵检测丁醇产量,达8.32 g/L.     

对新一代生物燃料丁醇的概述

首先介绍了生物丁醇的发展历程,然后介绍了生物丁醇发酵菌种及丁醇的生物合成途径,最后总结了对目前生产生物丁醇存在的问题和解决方案,以期为燃料丁醇的工业化生产提供参考。     

丙酮丁醇梭菌复合诱变及发酵废弃物原料产生物丁醇的研究

[目的]通过废弃资源的再利用研究可替代的新型生物燃料——丁醇的发酵培养基。[方法]对菌株Clostridium acetobutylicum CGMCC 1.0134进行紫外诱变和磁场与Fe~(2+)共同诱变,获得1株丁醇产量高和稳定性好的优良突变株Clostridium acetobutylicum UM-80,采用不同的废弃原料考察该突变菌株的发酵性能,并筛选出合适的性价比高的培养基。[结果]突变株UM-80发酵产丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇、乙醇)分别为9.04、17.95 g/L,较原始菌株分别提高了5.12%、4.12%。单独的蕨根是较好的丁醇发酵原料,当蕨根醪质量分数为15%时发酵液中丁醇浓度最高为5.50 g/L。当高山被孢霉与蕨根共同发酵时发酵液中丁醇最高产量为6.50 g/L。[结论]蕨根与高山被孢霉的复合培养基是较好的生物丁醇发酵培养基。     

运动发酵单胞菌表达载体的构建

能源和环境问题是目前制约世界经济发展的两大难题,利用微生物生产燃料乙醇,已引起各国的普遍关注。运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)是目前发现的乙醇发酵能力最强的微生物之一,但其只能以葡萄糖、果糖和蔗糖为底物。为了扩大运动发酵单胞菌的底物利用范围,本研究构建了重组表达载体pBPSG、pBPSE、pBPSGE,将瑞氏木霉内切葡聚糖酶基因和黑曲霉葡萄糖淀粉酶基因引入运动发酵单胞菌ATCC31821,在运动发酵单胞菌内源强启动子和转录终止信号的调控下获得表达,在胞外和胞内都检测到了活性,这为下一步试验打下基础。     

固相萃取-高效液相色谱法同时测定发酵豆制品中4种大豆异黄酮

[目的]采用固相萃取一高效液相色谱法同时测定大豆发酵制品中的异黄酮含量。[方法]以乳酸、霉菌发酵大豆样品为试材,将发酵豆制品以60％的乙醇溶液超声波提取1h,稀释后用SPE小柱做净化处理,以C18反相色谱柱（4．6mm×250．0mm,5．0μm）,0．2％甲酸和乙腈进行梯度洗脱、流速为1．2ml／min、紫外检测波长260nm,同时测定4种大豆异黄酮含量。[结果]试验得出,发酵豆制品中4种大豆异黄酮的平均回收率分别为大豆甙96．7％、染料木甙97．9％、大豆甙元102．2％、染料木素103．1％。[结论]该方法可同时测定发酵豆制品中4种大豆异黄酮成分,数据准确,重现性好。     

固相微萃取分析发酵肉制品中的挥发性风味组分

为开发新型肉制品,运用SPME-GC-MS对传统侗族发酵肉制品中的挥发性风味组分进行了分析.结果表明,在鉴定出的48种风味物质中,酯、醛、醇、烷烃分别为13,11,6,5种,其他杂环化合物13种.主体风味成分是己酸乙酯、苯乙醇、辛酸和辛酸乙酯.     

控温和添加垃圾液对水葫芦发酵效果影响的研究

利用自制200 L厌氧发酵罐,分别在35℃和53℃恒温条件下,在剪切处理的水葫芦中添加不同比例的垃圾液进行厌氧发酵,观察对其发酵产气的影响及其发酵原料的全碳降解率.结果在相同控温条件下,添加40%和30%垃圾液处理的产气量及产气率分别是不添加垃圾液处理的产气量及产气率的1.32倍、1.19倍和1.87倍、1.48倍;相同进料量条件下,高温(53℃)发酵有利于发酵原料全碳的降解,发酵30 d后全碳降解率即可达到31.52%.水葫芦汁、渣分离的发酵总产气量比剪切处理提高46.10%,恒温35℃发酵15 d,水葫芦汁发酵沼液的COD降解率为75.73%,水葫芦渣发酵沼渣的全碳降解率为15.86%.     

一种新型丁醇产生菌的鉴定及发酵条件初探

[目的]对一株新型丁醇产生菌进行鉴定,并研究其发酵条件。[方法]通过富集培养、分离筛选纯化微生物菌株,利用气相色谱仪检测分离菌株的丁醇产量,并利用形态学观察、生理生化分析及16S rDNA分子鉴定确定分离菌株的种类。[结果]试验得到一株高产丁醇菌HIT1,其发酵时适宜的葡萄糖浓度为25 g/L,适宜的发酵初始pH为6.5,且与酵母粉相比,其能更好地利用蛋白胨作为氮源;试验确定HIT1为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。[结论]该研究在一定程度上拓宽了产丁醇菌种的资源库,为综合开发利用生物丁醇奠定了菌种多样性基础。     

高油玉米秸秆青贮发酵动态及青贮浸提液对活体外瘤胃发酵的影响

通过研究高油玉米秸秆青贮发酵过程中营养成分和发酵参数变化的动态(试验1),以及青贮浸提液对活体外瘤胃发酵的影响(试验2),初步探明导致高油玉米秸秆青贮提高瘤胃发酵程度的因素。试验1结果显示发酵1周内,可溶性糖损失50%以上,pH降到4.0以下;乳酸含量在6周内逐步升高,而后保持不变,其他营养成分保持稳定;试验2结果表明,添加青贮浸提液后与对照组相比,最大产气量显著增加(P<0.000 1),产气速度加快(P<0.000 1),产气延滞期缩短(P=0.000 8)。其中青贮浸提液灭菌处理与否不影响产气动态参数。添加2种青贮浸提液会导致活体外人工瘤胃发酵pH显著降低(P<0.000 1)。对照组活体外瘤胃发酵液中乙酸摩尔分数最低(67.79%),其次为添加未处理浸提液组(78.48%)和灭菌浸提液组(80.19%),并且3个处理组差异显著(P<0.000 1)。丙酸摩尔分数也差异显著(P<0.000 1),其中对照的丙酸摩尔分数最高,达到21.76%,而其他2个处理组分别为8.81%和6.84%。对照组中异丁酸和异戊酸的摩尔分数均最高,分别为0.66%和0.85%。结果表明,高油玉米秸秆青贮在1周内发酵过程变化很大,发酵6周后,进入稳定阶段。添加青贮浸提液影响活体外瘤胃发酵模式,高油玉米秸秆青贮浸提液的营养成分可能是影响瘤胃微生物发酵的主要因素。     

固相支持液液萃取气相色谱-质谱联用测定电子烟液中的16种多环芳烃

[目的]建立固相支持液液萃取气相色谱-质谱联用测定电子烟液中的16种多环芳烃的方法。[方法]电子烟烟液样品中加入少量水,振荡均匀,充分分散在硅藻土固相支持液-液萃取柱中,用环己烷萃取,萃取液浓缩后,采用气相色谱-质谱联用仪实现电子烟烟液中16种多环芳烃的测定。[结果]试验表明,16种多环芳烃在0.02~1.00 mg/L范围内线性关系良好(R20.999),加标回收率在91%~101%,日内精密度(RSD)在2.74%~6.54%,日间精密度(RSD)在3.04%~7.56%,检出限(LOD)为0.012~0.133 ng/g。[结论]与传统方法相比,该方法检测时间显著缩短,有机溶剂消耗较少,更符合绿色分析的要求,并可降低分析成本。     

超临界二氧化碳萃取生姜油的试验研究

利用自制的超临界流体萃取试验装置 ,以二氧化碳为萃取剂 ,对生姜油萃取率的影响进行了试验研究 ,分析了萃取压力、温度、二氧化碳流量及原料颗粒度等因素 ,由此确定了超临界二氧化碳萃取生姜油的较佳工艺条件 :萃取压力 2 2～ 2 6MPa ,操作温度 318～ 32 3K ,原料颗粒度 30～ 4 0目 ,二氧化碳流量 0 .3～ 0 .4m3 /h。     

添加脂肪对反刍动物瘤胃发酵影响的研究进展

本文综述了关于添加脂肪对瘤胃发酵的影响,即添加脂肪对瘤胃的 pH、微生物的生长与活动、纤维素(CF、NDF、ADF)的消化、瘤胃蛋白质降解、淀粉消化、挥发性脂肪酸(VFA)的产量、乙/丙酸比例变化、甲烷气(CH_4)的产生量和矿物质(Ca、Mg)消化的影响,并提出了减少添加脂肪对瘤胃发酵负效应的途径。     

分散固相萃取-分散液液微萃取-高效液相色谱/质谱法测定荔枝或香蕉中的三唑类农药残留

建立了分散固相萃取-分散液液微萃取与高效液相色谱/质谱联用同时测定荔枝或香蕉中痕量氟硅唑、戊唑醇和烯唑醇3种农药残留的新方法.分散固相萃取方法以乙腈为萃取液,以N-丙基-乙二胺(PSA)和C18为吸附剂.对影响分散液液微萃取萃取效率的因素,如萃取溶剂种类及体积、分散剂、萃取时间等进行了优化.在最佳实验条件下,3种农药的线性范围为0.01～10 μg/mL (r2≥0.999 7).在2种样本中添加不同质量浓度的目标分析物其平均回收率在73.6％～106.3％,相对标准偏差(n=6)小于3.8％,检出限为0.995～1.22 μg/kg.用于实际样品中氟硅唑、戊唑醇和烯唑醇3种农药残留分析获得满意结果.     

酸奶中添加DHA微胶囊发酵工艺的优化

[目的]优化添加微胶囊的酸奶发酵工艺,为微胶囊型功能性酸奶的开发提供技术支持。[方法]考察了影响酸奶发酵品质的接菌量、发酵温度、微胶囊与牛奶混合比例、菌种比例等因素,通过酸奶发酵过程中的酸度指标与感官评定分值对产品进行评判。[结果]确定了添加二十二碳六烯酸(DHA)微胶囊的酸奶最佳工艺条件为接菌量3%,发酵温度42℃,微胶囊与鲜乳混合比例在0.10 g/mL,菌种配比为1∶1。[结论]试验所得到工艺适合添加微胶囊酸奶的工业化生产,在实际生产中有一定的推广应用价值。