利用重组枯草芽孢杆菌生产γ-氨基丁酸的研究

[目的]构建一株高产L-谷氨酸脱羧酶的重组枯芽孢杆菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H。[方法]以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为宿主细胞,将大肠杆菌脱羧酶基因(gad A)与其辅酶磷酸吡哆醛的再生基因(pdx H)在质粒p HT01上串联表达,构建一株高产L-谷氨酸脱羧酶的重组枯草芽孢杆菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H。[结果]带有pdx H基因的重组菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H催化谷氨酸生成γ-氨基丁酸(GABA)的效率明显高于B.subtilis 168/p HT01-gad A。催化反应24 h时,生成的GABA浓度达252 g/L,较对照菌株提高了61 g/L。进一步对重组菌B.subtilis 168/p HT01-gad A-pdx H全细胞转化谷氨酸生成GABA的条件进行了优化,其最优条件:转化缓冲液为p H 5.0的0.1 mol/L Tris-HCl,转化温度40℃,激活剂为5 mmol/L Ca~(2+)与5 mmol/L Mg~(2+)。在上述最优条件下,催化24 h生成的GABA浓度达327 g/L。[结论]所获得的重组菌转化效率较高,具有一定的工业化应用前景。     

固定化苏云金芽孢杆菌转化生产L-鸟氨酸

研究了苏云金芽孢杆菌固定化生产技术及其利用固定化细胞转化精氨酸生产L-鸟氨酸的工艺条件,结果表明:聚乙烯醇(PVA)浓度为5%、卡拉胶浓度为2.5%的凝胶固定于硼酸浓度为30g/L,KCl浓度为30g/L固定液中4h,形成的固定化细胞凝胶球可连续使用7批次。当固定化细胞浓度为100g/L、反应液温度为30℃、反应液pH值为10.0、转化时间24h条件下,转化液中L-鸟氨酸的含量为31.04g/L。     

生物拆分法制备D-天冬氨酸

[目的]利用L-天冬氨酸-β-脱羧酶生物转化拆分DL-天冬氨酸得到D-天冬氨酸的工艺过程。[方法]研究了碳源、有机氮源、转化过程pH值和转化温度对发酵液L-天冬氨酸-β-脱羧酶酶活力的影响,探讨了L-天冬氨酸-β-脱羧酶的热稳定性及L-丙氨酸对L-天冬氨酸-β-脱羧酶热稳定性的影响,并测定了拆分产物的主要指标。[结果]糖类对该酶的生物合成有明显的阻遏作用,而富马酸和苹果酸是很好的碳源物质。有机氮源中蛋白胨浓度对发酵液酶活力的影响较大,当牛肉膏浓度为0.2%,玉米浆为1.0%,蛋白胨为1.0%时发酵液酶活力可以达到最高。转化过程最适pH值为6～7。转化过程最适温度50℃。温度超过60℃酶失活比较严重。浓度6.0%以上的丙氨酸能显著提高转化过程中酶的热稳定性。[结论]利用D-天冬氨酸和L-丙氨酸的等电点的差异来分离提取D-天冬氨酸的制备工艺,其工艺简单,原料价格适宜,提取方便,工艺路线要比其他方法更便捷,更容易产业化。     

阿拉伯糖与赖氨酸或甘氨酸的模式Maillard反应产物抗氧化性研究

[目的]研究不同模式下Maillard反应及其产物（MRPs）的抗氧化活性。[方法]以阿拉伯糖与赖氨酸或甘氨酸为原料,合成一系列不同反应条件下的MRPs,测定其抗氧化活性。[结果]阿拉伯糖-赖氨酸体系的最佳条件为：pH值=10,反应物摩尔比1∶2,加热7 h;阿拉伯糖-甘氨酸体系最佳条件为：pH值=10,摩尔比1∶1,反应6 h。[结论]在一定的浓度下,上述条件制备的MRPs的抗氧化能力可优于常用食品抗氧化剂TBHQ,为开发天然抗氧化剂提供了新的途径。     

相转移催化法制备高取代度羧甲基壳聚糖

[目的]探讨制备水溶性羧甲基壳聚糖(CMC)的方法,确定制备CMC的反应条件。[方法]以醇水溶液为反应介质,采用相转移催化法制备了水溶性CMC,考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度、反应时间和溶剂中水醇比对CMC取代度的影响,探讨了工艺条件对CMC取代度的影响规律。[结果]在醇水反应介质中,采用相转移催化法在碱性条件下用氯乙酸对壳聚糖进行化学改性,合成了水溶性的高取代度的CMC。该方法降低了有机溶剂异丙醇的使用量,提高了CMC的取代度。制备CMC的较好反应条件为:以6%的十六烷基三甲基氯化铵作催化剂,反应温度60℃,反应时间4.0 h,溶剂中水醇比1∶4(V/V)。在此条件下,CMC的取代度为1.53。[结论]该研究为制备不同取代度的CMC提供参考。     

流加培养方式对大肠杆菌XD-12发酵的影响研究

[目的]研究大肠杆菌流加培养方式,提高转氨酶供体——大肠杆菌XD-12的发酵浓度。[方法]通过研究碳源流加、氮源流加、pH控制流加对发酵的影响,获得了优化的培养条件。[结果]产转氨酶大肠杆菌的最佳培养条件为：温度37℃,搅拌转速500 r/m in,通气量1.5 L/m in,培养基初始pH为7.0,控制发酵过程pH为7.5,初始葡萄糖浓度5 g/L,初始氮源为5 g/L蛋白胨＋1.5 g/L牛肉膏,从葡萄糖浓度下降为2 g/L开始每隔2 h间歇流加120 g/L的糖,从8 h起每隔2 h间歇流加15 g/L蛋白胨＋4.5 g/L牛肉膏。在此条件下培养24 h,大肠杆菌的菌体干重浓度达9.66 g/L,较分批培养提高了104.7%。[结论]这对降低酶法制备L-苯丙氨酸的生产成本、提高生产效率、满足日益增长的市场需求具有重要的现实意义。     

模拟涂布液体系中利用美拉德反应降低烟草薄片还原糖含量的方法研究

[目的]研究在模拟水溶液涂布体系中通过美拉德反应降低制备的烟草薄片中还原糖含量。[方法]模拟烟草薄片生产过程,在含有还原糖的水溶液体系中分别添加不同种类的氨基化合物与催化剂,经过减压浓缩、涂布烘干制备步骤,优化降低烟草薄片中还原糖含量所需的氨基化合物以及催化剂的种类和用量。[结果]试验表明,以FeCl3为催化剂,浓度为0.01 mmol/L条件下,外加氨源物质磷酸氢二铵、赖氨酸、甘氨酸、脯氨酸对降低烟草薄片中的还原糖含量都有良好效果,相对空白薄片分别降低了36.87%、21.42%、13.22%和12.10%。[结论]以FeCl3为催化剂通过加入氨源物质,利用美拉德反应在模拟工艺条件下能有效降低制备的烟草薄片中还原糖含量。     

N^δ-保护鸟氨酸的微波合成

[目的]用微波法合成N^δ-保护鸟氨酸。[方法]以L-鸟氨酸盐酸盐为原料,与碱式碳酸铜反应得到L-鸟氨酸铜络合物,在δ-氨基上分别引入苄氧羰基、叔丁氧羰基、芴甲氧羰基、乙酰基和邻苯二甲酰基,得到了N^δ-保护鸟氨酸铜络合物,微波辐射下用EDTA-2Na脱去铜离子,得到N^δ-苄氧羰基鸟氨酸、Nδ-叔丁氧羰基鸟氨酸、N^δ-芴甲氧羰基鸟氨酸、N^δ-乙酰基鸟氨酸和N^δ-邻苯二甲酰基鸟氨酸5个N^δ-保护鸟氨酸。探讨了微波辐射功率、时间及投料比例对脱铜反应的影响。[结果]脱铜反应的最佳反应条件为：n（N^δ-保护鸟氨酸铜络合物）∶n（EDTA）=1∶1.1～1∶1.2,微波辐射功率为250～300W,反应时间为4～6min,收率分别为93.2%、86.2%、88.7%、86.3%和86.4%（以N^δ-保护鸟氨酸铜络合物计）。产物结构经元素分析和1HNMR确证。[结论]该合成工艺对环境友好、简便、高效,产物收率与纯度均较高。     

Nδ-保护鸟氨酸的微波合成研究

[目的]用微波法合成Nδ-保护鸟氨酸。[方法]以L-鸟氨酸盐酸盐为原料,与碱式碳酸铜反应得到L-鸟氨酸铜络合物,在δ-氨基上分别引入苄氧羰基、叔丁氧羰基、芴甲氧羰基、乙酰基和邻苯二甲酰基,得到了Nδ-保护鸟氨酸铜络合物,微波辐射下用EDTA-2Na脱去铜离子,得到了Nδ-苄氧羰基鸟氨酸、Nδ-叔丁氧羰基鸟氨酸、Nδ-芴甲氧羰基鸟氨酸、Nδ-乙酰基鸟氨酸和Nδ-邻苯二甲酰基鸟氨酸5个Nδ-保护鸟氨酸。探讨了微波辐射功率、时间及投料比对脱铜反应的影响。[结果]脱铜反应的最佳反应条件为：n（Nδ-保护鸟氨酸铜络合物）∶n（EDTA）=1∶1.1～1∶1.2,微波辐射功率为250～300 W,反应时间为4～6 min,收率分别为93.2%、86.2%、88.7%、86.3%和86.4%（以Nδ-保护鸟氨酸铜络合物计）。产物结构经元素分析和1H NMR确证。[结论]该合成工艺对环境友好、简便、高效,产物收率与纯度均较高。     

谷氨酰胺高效酶法转化条件研究

[目的]研究不同影响因素及工艺条件对酶法生产L-谷氨酰胺的影响。[方法]以安琪酵母为试验菌种,在YEPD培养基中28℃培养24h后进行气流干燥处理,然后进行谷氨酰胺的合成反应,之后测定与计算葡萄糖（谷氨酸）的量、谷氨酸的消耗量以及谷氨酰胺的生成量。[结果]在磷酸盐浓度为0.15mol／L,酶液浓度在80U／ml时,谷氨酸加入量为25g／L,谷氨酰胺的产量最大,提高葡萄糖加入量会增加谷氨酰胺的转化,但利用率明显降低。通过正交试验发现,优化条件与单因素试验结果一致,谷氨酸添加量是最显著的因素,在优化条件下,谷氨酰胺产量达26.8g/L,转化率为91.2％。采用葡萄糖、谷氨酸的分批补料工艺,得到谷氨酰胺的最高产量为33.8g/L。[结论]优化酶法合成谷氨酰胺的工艺条件能够有效降低生产成本。     

一株磷降解菌的生长性能及水体中磷降解动力学

[目的]利用微生物修复受磷污染的水体。[方法]采用富集培养的方法从吉林农业大学人工湖底泥中培养出一株对磷有吸收能力的细菌。[结果]供试菌培养0.5d进入稳定生长期,菌株生长过程中体系pH值由7.0下降到4.2。水体中磷的消失过程符合一级反应动力学方程Ct=C0e-kt,相关系数0.894~0.977。将湖水进行灭菌处理与未灭菌处理,未灭菌湖水中磷的消失反应表观活化能由25.9kJ/mol降为10.32 kJ/mol,反映了生物转化的特点。[结论]所培养的微生物具有吸磷作用,在受污水体中有很大的应用价值。     

磁处理对锦鸡儿植物培养细胞生物转化反应的生物学效应研究

[目的]为磁处理在植物培养细胞的生物转化反应中的应用提供理论依据。[方法]以苯乙烯为底物,用磁处理后的锦鸡儿植物培养细胞做生物催化剂,研究磁处理对锦鸡儿植物培养细胞生物转化反应的生物学效应。[结果]研究发现有利于锦鸡儿细胞转化底物苯乙烯产生苯乙醛和苯乙酮的最佳磁处理条件是6mT/3min;有利于锦鸡儿细胞转化底物苯乙烯产生代谢产物的最佳磁处理条件是25mT/10min。[结论]不同磁处理条件对锦鸡儿植物培养细胞生物转化反应的生物学效应不同。     

磁处理对胡萝卜催化乙酰乙酸甲酯的效应研究

[目的]筛选合适的磁处理条件,为磁处理在胡萝卜催化乙酰乙酸甲酯中的应用提供理论依据。[方法]以乙酰乙酸甲酯为底物,用胡萝卜组织做生物催化剂,研究4个磁感应强度（6、12、17和25mT）与5个处理时间（5、10、15、20和25min）的磁处理条件对胡萝卜生物转化反应的生物学效应。[结果]不同磁处理条件对胡萝卜催化乙酰乙酸甲酯的生物学效应不同。[结论]有利于胡萝卜催化底物乙酰乙酸甲酯还原为具有光学活性的手性化合物（S）-3-羟基丁酸甲酯的磁处理条件是17mT/15min;有利于提高（S）-3-羟基丁酸甲酯光学纯度的磁处理条件是12mT/25min。     

木香烃内酯和去氢木香内酯的大鼠肠内菌群代谢研究

[目的]探讨体外培养大鼠肠内菌对木香烃内酯、去氢木香内酯的代谢作用。[方法]离体培养大鼠肠内菌,分别与木香烃内酯、去氢木香内酯厌氧温孵。采用高效液相色谱法,测定大鼠肠内菌培养液中木香烃内酯、去氢木香内酯在2、4、12、24、48h代谢转化情况。[结果]在48h内,没有检测到木香烃内酯、去氢木香内酯的代谢转化产物生成,说明木香烃内酯与去氢木香内酯基本上未被大鼠肠内菌群转化,可能是主要以原型成分吸收产生的药理作用。[结论]正常大鼠肠内菌在试验条件下不能有效代谢转化木香烃内酯及去氢木香内酯。     

栀子红的生物转化

研究了以栀子黄生产副产物京尼平苷洗脱液生物转化栀子红的反应过程,研究表明反应过程伴随着葡萄糖的水解游离,当葡萄糖不再增加,反应即告结束。在10L的发酵罐中进行栀子红的酶转化,工艺条件为：反应温度50℃,灭酶温度100℃;反应时间18h;搅拌转速80r/min;溶氧控制在低的水平;反应过程伴随栀子红的生成pH由初始的4.50上升到4.68。10L发酵罐中生成的栀子红用大孔吸附树脂精制,得到色价为62.8（E1cm1%,532nm）的栀子红粉末。     

芦苇末栽培杏鲍菇技术研究

[目的]研究利用芦苇末栽培杏鲍菇技术。[方法]利用9种含有芦苇配方的培养料培养杏鲍菇,对杏鲍菇菌丝生长、生物转化率和营养成分等进行研究。[结果]采用芦苇末与棉籽壳进行优化组合,辅以麸皮、玉米粉等配料作为杏鲍菇的培养料,能够满足杏鲍菇菌丝生长和子实体发育的营养需求,且当培养料中芦苇末与棉籽壳之比在2∶1与1∶2之间时,栽培效果比对照组培养料配方的更具优势。[结论]芦苇末可以作为培养料原料用来栽培杏鲍菇。     

从生物转化液中分离提取11-α羟基-坎利酮的工艺研究

[目的]考察了4种分离提取方法对生物转化液中转化产物11-α-羟基-坎利酮提取率的影响。[方法]4种分离提取方法分别为文献法、浸泡法、洗脱法和匀浆法。[结果]11-α-羟基-坎利酮主要游离于转化液或附着于菌丝体外表面,洗脱法和浸泡法对11-α-羟基-坎利酮具有较好的分离效果。采用400 ml乙酸乙酯洗脱,11-α-羟基-坎利酮提取率为96.0%;经乙酸乙酯浸泡90 min,11-α-羟基-坎利酮提取率达到98.8%。[结论]该方法简单高效,具有工业化应用潜力。     

Diketopiperazine formation during investigations of amino Acid racemization in dipeptides

The formation of diketopiperazines from the dipeptides isoleucylglycine and glycylisoleucine was investigated at 132 degrees C over the pH range approximately 2 to 10. At pH 6.2, approximately 50 percent of the original dipeptides were converted to the diketopiperazines during the heating experiments. Hydrolysis of the diketopiperazines can yield either the original dipetide or an inverted dipeptide product. The isoleucine in the diketopiperazines was the most highly epimerized component in the system. Previous racemization and epimerization studies with dipeptides have not taken into account the formation of diketopiperazines and, as a result, the cortclusions about the mechanism and geochemical implications of amino acid racemization in dipeptides will require revision.     

不同秀珍菇栽培菌株比较

[目的]筛选适宜泰安地区栽培的秀珍菇（Pleurotus geesteranus）优良菌株.[方法]对9个不同来源的秀珍菇菌株的菌丝生长速度、生物转化率和子实体形态特征进行比较.[结果]秀珍菇9号菌丝生长速度较快,菌丝浓密,产量高,生物转化率分别为85.09％和82.08％.[结论]秀珍菇9号是适宜泰安地区栽培的优质高产菌株.