丙酮丁醇产生菌的筛选、鉴定及其产丁醇性能优化

由于丁醇对生产菌的抑制甚至毒害作用导致丙酮丁醇发酵过程中出现低产物浓度、低产率现象是目前生物法获取丁醇过程中亟待解决的一个关键科学问题。为获得高丁醇耐受性及高丁醇产量生产的菌株,该文采用自行设计的"三明治"筛选方法,从土壤中筛选出4株高丁醇耐受性菌株,其中菌株a914的发酵性能最佳,经P2培养基和木薯粉培养基发酵后其丁醇的产量分别为5.44和3.02 g/L。菌株a914经16S r DNA鉴定其与拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)的同源性高达99%,以及结合菌株a914的生理生化特性最终确定菌株a914为拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)。同时还对菌株a914的发酵性能进行了初步研究,试验结果表明,其最适的木薯粉浓度为80.0 g/L、酵母浸粉浓度为3.0 g/L、碳酸钙添加量为3.0 g/L,在此条件下丁醇和总溶剂产量分别达到6.73和9.83 g/L。

富油微藻的选育及规模化培养研究进展

随着化石能源的逐年消耗,以可再生资源生产能源物质成为解决能源问题的重要途径之一,其中产油微藻制备生物柴油成为生物质能源领域的研究热点。介绍了微藻生物柴油的国内外发展概况以及其规模化培育过程中藻种的选育情况,探讨了藻种规模化培育过程中的关键技术环节以及存在的主要问题,并对微藻生物柴油的发展趋势和面临的挑战进行了评述。

微藻油脂含量的高效测定方法

随着化石能源的逐年消耗以及人们环境保护意识的不断增强,微藻作为一种可持续的绿色能源近年来逐渐成为世界各国科学工作者研究的热点。选育高油脂含量微藻是发展微藻生物能源的重要一环,而高效快速的油脂测定方法则是选育过程中的关键技术之一。概述了几种高效、准确、简便的微藻油脂含量测定方法的基本原理和研究现状,主要包括尼罗红荧光光谱法、BODIPY 505/515荧光染色法、铜试剂法、苏丹黑B染色法、傅里叶变换红外光谱法、时域核磁共振法、可见/近红外光谱法等,并对这些方法各自的优缺点进行了比较,以期为微藻油脂含量测定提供一定的参考,同时为微藻油脂研究和生产实践提供理论依据。

胁迫驯化及常压室温等离子体复合诱变选育丁醇高产菌株

【目的】获得可同步利用混糖发酵的丁醇高产菌株。【方法】首先采用实验室自行设计的“三明治”筛选方法,从自然界中筛选出一株高丁醇占比生产菌株,然后利用丁醇胁迫驯化及常压室温等离子体诱变技术对其进行复合诱变处理,最后,对原始菌株及突变菌株的各项发酵性能进行比较。【结果】筛选所得原始菌株L8经16S rDNA分子生物学鉴定为拜氏梭菌。通过复合诱变技术及理性筛选模型获得了一株丁醇高产突变菌株Y10,当以混糖为发酵底物时,可产生10.51 g/L丁醇及12.16 g/L总溶剂,较原始菌株分别提高了38.6%及33.5%。通过比较原始菌株L8与突变菌株Y10在不同碳源条件下的发酵性能发现,突变菌株Y10在混糖条件下的丁醇生产强度可达到0.14 g/(L·h),较原始菌株提高了40%,且其总糖代谢速率达到0.61 g(/L·h),较原始菌株提高了24.5%。【结论】经复合诱变处理获得的突变菌株发酵性能得到较大提高,所采用的复合诱变方法及理性筛选模型可为其它试验或工业生产中快速获得优良生产菌株提供有益的参考。

再论物资部门存在的必然性——兼论物资企业盈利的合理性

关于物资部门存在的必然性问题在我国已讨论过多次。虽然不能说对物资部门存在的必然性已取得了绝对一致的认识,然而,绝大多数的理论与实践工作者都认为在社会化大生产的条件下,物资部门的存在是必然的和必要的。但是,当物资流通运行过程中出现一些混乱现象时,又有人指责物资部门的存在和发展是导致物资流通混乱的重要原因,进而怀疑物资部门存在的必然性。本文试图从新的角度对物资部门存在的必然性以及物资企业盈利的合理性问题提出自己的看法。

响应面法优化异养培养条件提高链带藻Z8油脂产量的研究

【目的】微藻油脂含量过低是阻碍微藻生物柴油工业化的主要障碍之一,研究拟通过单因子优化以及响应面法优化链带藻Z8(Desmodesmusintermedius Z8)异养培养条件,从而提高其油脂产量。【方法】通过单因素试验探究不同浓度条件下的葡萄糖、硫酸镁、柠檬酸、磷酸氢二钾、硝酸钠及氯化钙等对藻种Z8生物量和总脂量的影响;在此基础上利用P-B试验从6个考察因素中筛选出显著影响因素,最后通过CCD试验来确定最佳工艺条件。【结果】通过P-B试验筛选出4个显著影响因素,分别为:葡萄糖、硫酸镁、柠檬酸、磷酸氢二钾;通过CCD试验获得了最佳工艺条件,具体如下:硫酸镁质量浓度200 mg/L、磷酸氢二钾质量浓度0.07 g/L、葡萄糖质量浓度18 g/L、柠檬酸质量浓度9 mg/L、硝酸钠质量浓度1.5 g/L及氯化钙质量浓度0.04 g/L。在此条件下藻株Z8的生物量可达到7.7 g/L,与未优化前的生物量5.47 g/L相比提高了40.77%,总脂量可达3.17 g/L,与优化前的总脂量2.47 g/L相比提高了128%。【结论】经响应面法优化后的链带藻Z8生物量和总脂量均有较大提高,研究所采用的递进式优化方法可为提高微藻的油脂产量及其它发酵工艺的提升提供有益的参考。

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。

不同电子载体对丙酮丁醇发酵的影响研究

通过研究不同浓度的丁酸钠、乙酸钠、中性红及组合添加中性红与弱酸盐等电子载体对菌种ART18发酵木薯粉产丁醇的影响。结果表明,丁酸钠、乙酸钠以及中性红均可提高丁醇产量,其中中性红效果最为显著,当添加量为3.0 g/L时,丁醇产量可达到(11.3±0.23)g/L,较对照组相比提高了51.7%;当组合添加3.0 g/L中性红与3.0g/L丁酸钠时,丁醇和总溶剂产量进一步提升,分别达到了(12.2±0.25)g/L和(17.4±0.18)g/L,较对照组分别提高了64.9%和33.8%,与单独添加丁酸钠和中性红相比,丁醇产量分别提高了32.6%和8.0%。说明组合添加中性红与弱酸盐对丁醇发酵有一定促进作用。

利用木质纤维素生产丁醇的研究进展

随着化石燃料的逐年减少,以生物质为原料的生物能源研究近年来成为能源领域的研究热点,充分利用可再生生物质为发展经济的生物燃料生产工艺提供了一个极好的机会。与燃料乙醇和生物柴油相比,生物丁醇更具有优越性,以可再生木质纤维素生物质为原料进行发酵生产丁醇在近年来被广泛的研究。对于利用可再生生物质为原料生产丁醇,需要解决原料的选择、产品收率低、抑制物对生产菌株毒性等问题。本文对以木质纤维素生物质为原料进行生物丁醇发酵过程中的原料预处理、抑制物对丁醇生产菌的影响,以及水解液的脱毒和耐抑制物菌株的选育等方面进行综述,并对以木质纤维素生产燃料丁醇所面临的机遇与问题进行了简要评述。

不同育种技术在乙醇及丁醇高产菌株选育中的应用

利用微生物发酵进行能源物质的生产是开发新型可再生能源的重要手段。在工业化生产过程中,由于高温、渗透压及产物毒性效应等不良环境因素,常导致生产菌株的多种重要生理功能发生改变,从而降低产物转化效率。因此,获取高产及抗逆性强的优良菌株是提高生物燃料工业化进程的重要途径之一。本文以乙醇与丁醇生产菌株为研究对象,系统阐述当前提高生产菌株发酵性能的各种育种手段,并对其在工业化生产过程中所面临的机遇与挑战进行简要评述。