氧化还原电位在微生物发酵中的应用

氧化还原电位(ORP)作为一种可以实时监控发酵状况、高灵敏度的发酵参数,可以克服微氧、厌氧环境下溶氧电极应用的限制而应用于发酵。ORP波动既可以反映发酵液中氧化性或还原性的相对强弱,还与发酵过程中微生物生长状态密切相关。分析ORP数据可以判定微生物生长阶段,而调控ORP可以反向作用于微生物的基因表达和代谢活动,为发酵生产提供一种新颖的调控途径。该文系统介绍了微生物发酵中ORP的概念、波动原理及潜在的微观机制,总结了近年来ORP作为非调控参数时的发酵应用及新检测技术开发;同时针对ORP的调控方式、分析方法、产品开发以及菌种选育进行重点阐述,以期为ORP在微生物发酵中的深入研究提供理论基础。

羰基还原酶酶库的构建及其在手性醇制备中的应用

羰基还原酶(CRED)是手性药物合成中的重要工具酶,已在工业生产中广泛应用。该研究利用多种基因挖掘策略获得了96个不同来源的CRED基因,于大肠埃希菌中克隆、表达,从而构建了CRED酶库1.0,并利用8种不同结构化合物考察了酶库的催化活性。结果表明,不同的酶对不同结构底物的催化活性有显著差别;并且,酶库中包含多个具有高催化活性的CRED,如K21、K42、K38和K73等,可分别高效催化还原乙酰乙酸乙酯、4-氯代乙酰乙酸乙酯、苯乙酮和苯甲酰乙酸乙酯。随后,采用K42和K87高效催化制备了光学手性醇(S)-4-氯-3-羟基丁酸酯(ee>99%),采用K94催化合成(R)-4-氯-3-羟基丁酸酯(ee>99%),时空收率高达800g·(L·d)^(–1)。该研究所构建的CRED酶库1.0为手性药物的工业合成提供了新的选择。

多黏菌素B生产菌多黏芽孢杆菌的选育和发酵过程优化

多黏菌素B(1)是由多黏芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)产生的一类碱性多肽类抗菌药,主要成分包括B1、B2、B3和B1-I,对耐药菌感染的治疗效果显著。为了提高1产量,该研究以多黏芽孢杆菌SIPIPB-1[发酵单位(837±50)mg/L]为出发菌株,采用传统诱变法选育,获得了突变菌株SIPIPB-N14[发酵单位(1297±60)mg/L]。随后优化了SIPIPB-N14的发酵培养基和发酵工艺。在优化发酵条件下,1在5L发酵罐中的发酵产量可达(1681±25)mg/L,其中B1、B2、B3、B1-I的比例分别为(74.5±1.1)%、(20.4±0.8)%、(1.3±0.3)%、(3.0±0.1)%,符合原料药组分的要求,为工业化生产提供了试验数据。

富硒益生菌发酵及生物活性研究进展

硒是维持人体正常生理功能必需的元素之一,适量摄入具有抗肿瘤、抗氧化、增强人体免疫等多种功能。很多益生菌能将无机硒转化为有机硒和纳米硒(SeNPs),可降低硒毒性,并促进人体吸收。富硒益生菌兼具硒和益生菌的双重功效,对人体健康有重要作用,在食品、药品开发方面具有广阔的市场前景。该文综述了近年来富硒益生菌发酵及生物活性的基础研究,并对当前重点研究的一些富硒益生菌进行阐述。