蛋白质谷氨酰胺酶在乳清蛋白肽酶法制备中的应用

乳清蛋白是公认的人体优质蛋白质补充剂,却存在着一些过敏蛋白,为了降低乳清浓缩蛋白中的过敏原含量,开发β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)抗原性较低的乳清蛋白肽,该研究建立基于蛋白酶与蛋白质谷氨酰胺酶(protein glutaminase,PG)的乳清蛋白肽酶解工艺。通过蛋白酶筛选与复配确定最佳酶解组合——碱性蛋白酶+Prote AXH,建立PG辅助蛋白酶酶解工艺:5%乳清蛋白溶液在50℃下,加入1%PG充分孵育0.5 h后调整pH值为7.5,分步加入1%碱性蛋白酶和1%Prote AXH共反应2 h,最终得到的深度水解乳清蛋白粉水解度可达29.82%,分子质量<3000 Da的占比为88.48%,得率在93.5%,β-LG的降解率可达97.5%,必需氨基酸比例在46.16%。综上所述,PG的添加对提高乳清蛋白肽得率和过敏原降解率均有明显的效果,该研究可为低致敏乳清蛋白肽酶法制备提供一定的技术参考。

真养产碱杆菌积累聚-β-羟基丁酸发酵条件的研究

对Alcaligeneseutrophus培养过程的研究表明,氮源的限制或缺乏可刺激细胞大量积累聚β羟基丁酸(PHB),但PHB合成期氮源的完全缺乏,会导致细胞的PHB合成速率迅速下降;氧的限制也可刺激A.eutrophus合成PHB,但胞内PHB的积累量远小于氮源控制下的情况。在细胞的不同生长期限制氮源的供应会明显影响PHB的发酵过程,当残留菌体浓度达到20g/L至30g/L时停止流加氨水,可以得到较好的发酵水平,细胞干重,PHB含量和PHB浓度可分别达到619g/L、80.5%和49.0g/L。

以高产量、高产率、高生产强度为目标的发酵过程优化技术

以高产量、高底物转化率和高生产强度为目标,综合运用微生物反应计量学、生化反应和传递动力学、生物反应器工程及代谢工程理论,开发了:(1)基于微生物反应计量学的培养环境优化技术;(2)基于微生物代谢特性的分阶段培养技术;(3)基于反应动力学模型的优化技术;(4)基于代谢通量分析的优化技术;(5)基于系统观点的生物反应系统优化技术。将这些技术广泛应用于多种产品的发酵过程优化研究中并取得了成功。在此基础上总结出“简化、定量化、模型化和阶段化”的发酵过程优化基本原理,这一基本原理对提高我国发酵工业技术水平、促进生物食品产业的健康发展将起重要作用。

真菌漆酶的酶活测定及其在织物染料生物脱色中的应用

较为详细地介绍了漆酶常用的定性和定量分析方法,并阐述了漆酶在织物染料脱色中的应用.漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,按其主要来源分为漆树漆酶和真菌漆酶两大类.研究表明,漆酶可作用的底物范围广.它可应用于生漆的干燥成膜和毛发染色,纸浆生产中木质素的降解,废水处理,生物传感器,酶法免疫分析,有机合成,土壤的修复等方面.

真养产碱杆菌生产聚β-羟基丁酸的流加发酵条件研究

以能利用葡萄糖为碳源的真养产碱杆菌为生产菌株，在研究和分析了分批发酵结果的基础上，在2L台式罐上进行了PHB的流加发酵实验,研究结果表明：采用流加发酵法生产PHB，可大辐度地提高PHB的产量，发酵50h，细胞ρ（DW）和ρ（PHB）可分别达到50．6g·L－1和43g·L－1,进一步采用指数流加模型对PHB的发酵过程进行控制，细胞ρ（DW）和ρ（PHB）可分别提高到60．1g·L－1和49．3g·L－1．

真养产碱杆菌二级连续培养系统中稀释率对聚β-羟基丁酸合成的影响

在研究真养产碱杆菌ＷＳＨ３一级连续培养动力学的基础上，采用二级连续培养系统对不同稀释率下聚β羟基丁酸的生产进行了研究。结果表明：在一级连续培养系统中，当稀释率为０２１ｈ－１时，细胞干重最大值达２７１ｇ／Ｌ；二级培养系统中，稀释率为０１４ｈ－１时细胞干重最大值为４７６ｇ／Ｌ；在稀释率为０１２ｈ－１时，ＰＨＢ的生产强度达到最大值为２５０ｇ／（Ｌ·ｈ），但胞内ＰＨＢ含量仅为４７６％；在稀释率为００７５ｈ－１时，产物对基质的转化率达到最大值为０３８ｇ／ｇ，此时ＰＨＢ的生产强度达２１４ｇ／（Ｌ·ｈ）和胞内ＰＨＢ含量±７２１％；随着细胞比生长速率的增长，细胞中ＰＨＢ含量和单位菌体合成ＰＨＢ的量不断下降。

真养产碱杆菌ATCC17699生产聚β－羟基丁酸摇瓶发酵条件的研究

在摇瓶条件下，首先对Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ生产ＰＨＢ的一步法和二步法进行了比较研究，然后探讨了Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ对不同碳源的利用情况，提出了较佳的ＰＨＢ发酵条件，并分析了ＰＨＢ的发酵过程曲线．研究结果表明，本研究采用的Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ以一步法生产ＰＨＢ较为适宜，其对３种不同碳源的利用能力为：果糖＞丁酸＞葡萄糖；培养基中的丁酸浓度和ｐＨ值对ＰＨＢ发酵的生产指标和动力学参数有较大影响，其最佳值为１．８％和ｐＨ为０．８；最终发酵过程达到细胞于重ρ＝７．２ｇ·Ｌ－１，胞内ＰＨＢ含量ρ＝５．０ｇ·Ｌ－１，ω（ＰＨＢ）占细胞干重７２．２％．

α-酮酸的合成方法及应用研究

α-酮酸作为一种有生物活性的双官能团物质,在医药、饲料、食品、化学合成等方面有着重要的应用。目前α-酮酸主要由化学合成法生产,该法反应步骤多、环境污染严重、产物得率较低。相对化学合成法,发酵法和生物转化合成α-酮酸具有成本低、反应条件温和、环境友好等特点,目前引起越来越多研究者的关注。作者比较分析了化学合成法、发酵法、生物转化法制备α-酮酸的研究进展,并在此基础上对该领域今后的研究方向进行了展望。

氮源流加对Alcaligenes eutrophus积累聚β-羟基丁酸的影响

以真养产碱杆菌 (Alcaligeneseutrophus)为聚 β 羟基丁酸 (PHB)的生产菌株 ,在分析了PHB发酵过程参数变化的基础上 ,进一步探讨了PHB合成期不同的硫酸铵流加速率对PHB合成的影响。研究结果表明 ,在PHB合成阶段 ,培养基中氮源的完全缺乏 ,导致细胞合成PHB能力的下降 ;在PHB合成期 ,不同的氮源流加速率对PHB合成过程存在着显著的影响 ,当流加速率较小时 ,尽管最终胞内PHB含量很高 ,但细胞干重、PHB浓度和PHB生产强度都较低。当氮源流加速率过大时 ,会导致最终胞内PHB含量显著下降 ,使PHB浓度和PHB生产强度降低。当硫酸铵流加速率在 0 5g/h左右时 ,可以得到较好的发酵效果。

真养产碱杆菌WSH3的连续培养动力学研究

以葡萄糖为生长限制性基质，对真养产碱杆菌ＷＳＨ３的连续培养动力学进行了研究。研究结果表明：该菌在稀释率为０．２１ｈ－１时，残留菌体浓度达最大值为２６．２ｇ／Ｌ；在稀释率为０．２２５ｈ－１时，残留菌体的生产强度达到最大值为５．６９ｇ／（Ｌ·ｈ）；残留菌体对基质的产率系数（质量比率）在稀释率为０．２１ｈ－１时达到最大值为０．５３；菌体胞内的ＰＨＢ含量随着细胞比生长速率的增大而不断下降；该菌的最大比生长速率μｍ为０．４１ｈ－１，基质饱和常数Ｋｓ为０．５７ｇ／Ｌ，菌体生长的动力学方程为μ＝０．４１Ｓ／（０．５７＋Ｓ）

真养产碱杆菌合成3-羟基丁酸与3-羟基戊酸共聚物发酵条件研究

在摇瓶条件下，对真养产碱杆菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ）的３羟基丁酸与３羟基戊酸共聚物（ＰＨＢＶ）发酵过程中ＨＶ组分的前体物质———丙酸的加入时间和加入量进行了研究，结果表明，ＰＨＢＶ中ＨＶ组分含量与丙酸的加入时间和加入量有密切的关系，丙酸的最佳加入时间为菌体生长阶段结束后的多聚物合成初期；尽管高浓度丙酸下可获得较高的ＨＶ组分含量，但会明显抑制菌体的生长和产物的合成。通过对２Ｌ小罐中ＰＨＢＶ合成阶段流加不同糖／酸比混合液所得的发酵结果的比较，并在综合考虑ＰＨＢＶ浓度、ＨＶ组分含量、生产强度和生产成本等基础上，提出了在ＰＨＢＶ合成期流加液的糖／酸比应随菌体对丙酸利用能力的下降而不断增加的流加策略，在此条件下，细胞干重、ＰＨＢＶ浓度和ＰＨＢＶ含量和ＨＶ摩尔分率分别达到５２１ｇ／Ｌ、４０８ｇ／Ｌ、７８３％和１６２ｍｏｌ％，ＨＶ组分对丙酸的产率系数为０５ｇ／ｇ，ＰＨＢＶ的生产强度达到０７４ｇ／（Ｌ／ｈ）。

好氧同时硝化—反硝化脱氮微生物的混合培养

筛选和分离得到的多株脱氮微生物 ,能在完全好氧条件下将氨氮转化为NO2 - ,随即在好氧反硝化菌的作用下还原为N2 排放 ,整个生物脱氮过程历时较短 ,30h内对 2 0 0mg/L的氨氮去除率达 99% ,而且无中间产物NO2 - 的积累 .混合脱氮微生物菌群生长的适宜 pH范围为 7～ 10 ,探索实现混合脱氮微生物菌群高密度培养的 pH :发酵前期补酸控制 pH≤ 8,发酵中后期不控制 pH值 ,可缩短菌体的生长周期 ,提高菌体的氨氮降解速率 ,细胞质量浓度达 3.9g/L ,比自然 pH条件下提高了 6 2 .5 % .

流加发酵法生产生物可降解多聚体

聚羟基烷酸（ＰＨＡｓ）是微生物细胞在其营养不平衡的生长条件下积累的一类胞内聚酯。由于ＰＨＡｓ具有生物可降解性和生物可相容性，因而被认为是替代化学合成塑料最具潜力的多聚体，已受到广泛的重视。目前ＰＨＡｓ中研究和应用的最多的是聚β－羟基丁酸（ＰＨＢ）和３－羟基丁酸与３－羟基戊酸的共聚物Ｐ（ＨＢ－ｃｏ－ＨＶ）。流加发酵技术是提高聚合物生产速率和改进其质量的关键，具体表现在采用Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ｋ和Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ，在适宜的流加培养条件下，可达到聚合物在细胞内的最大积累、控制共聚物适宜的聚合分率和得到平均分子量大且分布范围窄的产物。因此针对于某种特定的微生物，研究得到生物可降解多聚体的一套最佳流加培养策略至关重要。

真养产碱杆菌利用葡萄糖生产聚β-羟基丁酸的摇瓶发酵条件

以葡萄糖为碳源，对真养产碱杆菌生产ＰＨＢ的摇瓶发酵条件进行了探索。研究结果表明，在摇瓶补料条件下，细胞干重和ＰＨＢ质量浓度可分别达到３５．１ｇ／Ｌ和２８．３ｇ／Ｌ，ＰＨＢ对葡萄糖的产率系数为０．３６ｇ／ｇ．

电解氧化法预处理垃圾渗滤液

采用连续式电解槽对垃圾渗滤液进行预处理研究。考察不同的电流密度、进水pH值、Cl-质量浓度等对电解效果的影响,从而确定了最佳操作条件。在最佳条件下,比较研究电解装置对3种不同来源的垃圾渗滤液各项指标的去除效果。结果表明,连续式电解法对中等COD质量浓度的垃圾渗滤液(COD质量浓度为2000～10000mg L)有较好的处理效果,可有效去除废水中的COD,氨氮和重金属,且对难降解的污染物(如苯胺、苯酚等)有良好的去除作用。该法提高了水质的可生化性,强化了后续生化处理,为中试及工业化工程设计应用提供了参考。

一株嗜热子囊菌产生的碱性耐热过氧化氢酶及其应用潜力

研究了一株嗜热子囊菌产过氧化氢酶的摇瓶发酵条件 ,并对其在纺织工业中的应用潜力进行了评价。以2 0g L糊精和 1% (V V)乙醇为混合碳源时 ,过氧化氢酶酶活达到 15 94u mL ,比以糊精和乙醇单独为碳源时过氧化氢酶的活力之和还高 2 3%。改变培养基的初始pH、提高发酵液中的溶氧水平及添加外源过氧化氢 ,过氧化氢酶的产量进一步提高到 2 76 2u mL ,比优化前提高了 5 8倍。将嗜热子囊菌的过氧化氢酶同来源于牛肝、黑曲霉的过氧化氢酶进行了热 (70℃ ,80℃ ,90℃ )、碱 (pH 9 0 ,pH 10 0 ,pH 11 0 )稳定性的比较。结果显示 ,产自嗜热子囊菌的过氧化氢酶对高温和强碱性的耐受性能明显优于其它来源的酶 ,在纺织染整工艺中具有良好的应用潜力。

食品生物制造过程中生物胺的形成与消除

生物胺是一类具有生物活性的低分子质量含氮有机化合物,食品中的生物胺主要由微生物氨基酸脱羧酶对氨基酸进行脱羧作用而形成。发酵食品和发酵酒精饮料生产过程中的生产菌株或环境微生物,常因具有氨基酸脱羧酶活性而造成产品中生物胺的积累。生物体内适量的生物胺可促进正常生理活动,而过量的生物胺会导致生物体产生不良反应。减少发酵产品中的生物胺含量,可以从控制原料、产生物胺微生物的代谢和酶法降解三方面入手。酶法降解生物胺有一定的局限性,因此从调节生物胺产生菌的代谢方面开辟新的途径来消除发酵产品中的生物胺具有良好的应用前景。

溶氧及pH对产朊假丝酵母分批发酵生产谷胱甘肽的影响

在 7L发酵罐中研究了溶氧和pH对产朊假丝酵母分批发酵生产谷胱甘肽的影响。结果表明 ,当葡萄糖浓度为 30g L且通气量控制在 5L min时 ,搅拌转速达到 30 0r min即可满足细胞生长和谷胱甘肽合成对溶解氧的需求。不同pH控制方式对谷胱甘肽分批发酵的影响有较大差异。不控制pH时 ,细胞干重和谷胱甘肽产量比控制pH为 5 5的发酵分别低 2 7%和 95 % ,且有 5 0 %的谷胱甘肽向胞外渗漏。研究了将pH控制在 4 0、4 5、5 0、5 5、6 0和 6 5的谷胱甘肽分批发酵过程 ,发现在pH 5 5时谷胱甘肽总产量最高。用前期研究建立的动力学模型模拟了不同pH (4 0～ 6 5 )下的分批发酵过程 ,并从动力学角度解释了pH对细胞生长和谷胱甘肽合成的影响。

温度对谷胱甘肽分批发酵的影响及动力学模型

研究了 2 4～32℃范围内产朊假丝酵母生产谷胱甘肽的分批发酵过程 ,发现较高温度对细胞生长有促进作用 ,而较低温度则更有利于谷胱甘肽产量的提高。应用改进的Logistic和Luedeking Piret方程分别对细胞生长动力学和谷胱甘肽合成动力学进行了模拟 ,得到不同温度下各种动力学参数。在此基础上 ,进一步研究了温度同细胞生长动力学参数之间的内在联系 ,得到谷胱甘肽分批发酵过程中细胞浓度的变化同温度以及底物浓度之间的一般关系式 :dXdt =[0 0 2 2 4 (T +1 7) ]2 X(1-X Xmax)1+S { 8 2 6× 10 6 ×exp[- 314 77 R (T +2 73) ]} 。验证实验结果表明 。

荧光定量PCR监测五氯酚对好氧颗粒污泥和活性污泥中氨氧化细菌数量的影响

通过特异引物扩增环境中氨氧化细菌16S rDNA V2保守区域，将该片段克隆到T-easy载体上，PCR产物经测序和定量PCR扩增体系鉴定，证实PCR扩增产物为氨氧化细菌16S rDNA保守序列，以含该序列的重组质粒作为定量PCR监测氨氧化细菌数量的DNA标准品。用荧光定量PCR技术比较了五氯酚（PCP）对好氧颗粒污泥和活性污泥中氨氧化细菌数量的影响。结果表明，不加PCP的反应器中，好氧颗粒污泥和活性污泥中氨氧化细菌的数量分别为4．28×10^7±5．44×10^6cells／（g干污泥）和2．51×10^9±8．61×10^8cells／（g干污泥）。随着PCP浓度的增加（0—50mg／L），PcP对氨氧化细菌数量的影响不大（P〉0．05），而且，污泥中氨氧化细菌的数量与氨氮的去除率无直接的正相关关系（P〉0．05），PCP主要是抑制氨氧化细菌的代谢活性导致污泥氨氮去除效率降低。