混合菌群合成聚羟基烷基酸酯(PHA)研究进展

系统地总结了混合菌群利用有机废水提供的底物合成PHA的相关研究进展,一般来说,混合微生物群在好氧瞬时供料和厌氧/好氧活性污泥工艺这两种模式下合成PHA.国内研究着重于探索反应器的运行条件,包括驯化过程和积累过程,以及从混合菌群中分离可合成PHA的微生物等.国外研究着重于探索各种可用作碳源的有机废水,分离鉴定各种能够大量合成PHA的微生物,以及不同种类底物对PHA产量和单体组成的影响.基于一些技术性突破,PHA合成模式可扩大规模应用于工业生产.根据现有合成方法进展,提出发展方向是分离鉴定出更多的合成PHA含量高的微生物,透彻分析其在PHA驯化积累过程中的作用;同时使废水中各类有机物比例均衡,最后进行条件优化,实现PHA产量最大化.

生物合成聚羟基烷基酸酯的研究与开发进展

聚羟基烷基酸酯(PHA)是近20年来迅速发展起来的一种生物高分子材料,是一种具有高分子的基本性质的可热塑加工成型的聚酯。PHA最突出性能是具有优良的生物相容性和可生物降解性,因此在医学、药物、工业、农业等领域具有其独特的应用。本文综述了PHA的研究开发历史、国外发展概况、我国目前研究开发现状和国内外生物合成聚羟基烷基酸酯的研究与开发的一些最新研究成果,着重介绍了发掘具有高合成效率的新菌种、利用基因工程技术获取重组菌株、使用低成本碳源、开发合适的提取工艺等方面的工作。

土著PHA合成菌回注法提高活性污泥积累聚羟基脂肪酸酯能力

在活性污泥驯化之初加入少量土著聚羟基脂肪酸酯（PHA）合成菌（0.10-0.25g/L），通过10 d厌氧-好氧或好氧-沉淀方式进行污泥驯化后, 以葡萄糖或乙酸钠为碳源进行PHA发酵. 研究了驯化前后土著PHA合成菌回注组和对照组驯化过程中的总菌数，PHA合成菌数的变化，以及对PHA发酵产率的影响.结果表明：在回注组污泥中PHA合成菌的增长速率和增长量均高于对照组，各种污泥积累PHA占挥发性悬浮固体的比例提高了21.44%-43.18％.

利用门多萨假单胞菌NK-01合成中长链聚羟基脂肪酸酯(PHAMCL)

从土壤中分离到1株能够合成中长链聚羟基脂肪酸酯(PHAMCL)的细菌,经分类鉴定命名为Pseudomonas mendocina NK-01。对于该菌株在氮源限制的情况下,利用葡萄糖合成的PHAMCL进行了结构分析。同时,获得了该菌株PHA合成酶基因phaC1,利用大肠杆菌表达载体pBluescript SK-构建了重组载体pBSphaC1,并在E.coli JM109中成功表达。以所构建的工程菌株进行了发酵合成。

中长链聚羟基脂肪酸酯(mcl PHA)在嗜水气单胞菌I型PHA合酶缺失突变株中的合成(英文)

拥有Ⅰ型聚羟基脂肪酸酯(PHA)合酶基因的嗜水气单胞菌CGMCC0911株可利用月桂酸而不能利用葡萄糖作为碳源积累PHBHHx。将氯霉素抗性基因(Cm)插入到该基因中,获得带有I型PHA合酶断裂基因(phaC::Cm)的自杀质粒pFH10。自杀质粒pFH10通过接合作用转入嗜水气单胞菌CGMCC0911株中并发生体内同源重组,Cm被整合到基因组上,获得Ⅰ型PHA合酶缺失突变株。DNA序列测定证明了这一结果。GC分析表明,突变株不再产生PHBHHx,但却可利用月桂酸或葡萄糖积累中长链PHA,明显表明野生型嗜水气单胞菌基因组中存在另一个编码Ⅱ型PHA合酶的基因,且只有Ⅰ型PHA合酶被钝化后,这个功能被隐藏的Ⅱ型PHA合酶才可在细胞中发挥作用。

聚羟基烷基酸酯及其改性研究

介绍了聚羟基烷基酸酯的化学结构、物理性质 ,详细论述了用天然高分子、化学合成高聚物及生物技术改性聚羟基烷基酸酯的研究进展。

木质素生物合成可降解包装材料聚羟基脂肪酸酯的研究进展

目的通过对木质素生物合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究,实现PHAs的低成本、规模化生产和木质素的高值化利用。方法归纳分析现阶段国内外木质素降解菌及生物合成PHAs的主要菌种和目前存在的问题,介绍生物合成PHAs的木质素底物种类、合成过程中工艺优化策略的相关研究进展,同时总结PHAs在包装领域的相关应用。结果木质素生物合成PHAs过程中,通过筛选木质素降解菌、培养PHAs合成菌、优化PHAs的合成工艺及影响因素,可有效提高木质素底物的转化率和PHAs的产量,从而降低生产成本。结论木质素转化为PHAs的过程虽然面临着一些挑战,但随着技术的不断创新和生产工艺的优化,木质素为底物合成的绿色生物塑料PHAs在包装领域会有广阔的应用前景和发展空间,必将推动包装材料向绿色化、安全化方面发展。

生物医用材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)的研究进展

聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate,简称PHA）是微生物合成的一大类高分子聚酯,以疏水性颗粒形式广泛存在于微生物细胞中[1-3],具有可降解性、生物相容性和多变的材料学性能,可用作传统石油来源的不可降解塑料的补充或医用组织工程材料等,现已引起医学领域的广泛关注。目前,PHA的生产成本仍然较高,由此制约了其大规模工业化生产和商业应用开发。

基于CiteSpace的聚羟基烷酸酯研究科研合作网络可视化分析

为探究全球聚羟基烷酸酯(PHA)研究的学者科研合作紧密度、时空特征和未来趋势,基于文献计量可视化分析软件CiteSpace,以Web of Science(WoS)数据库为数据源,对2013—2022年收录的论文进行学者科研合作的归纳分析。研究结果表明:2013—2022年聚羟基烷酸酯研究的科研合作紧密度较小,全球范围的合作较为松散,合作关系存在明显的个人、机构和地缘指向特征,合作关系表现出“强强合作”的特征,并且合作机构以高校为主,其中实力雄厚的研究机构发文量相对也较高;发文量最多的国家依次是中国、印度、美国、意大利和西班牙,其中美国的发文量虽高,但研究者人数较少,成果基本集中于部分高产研究者。今后,研究者不仅要注重地区之间的合作,还应注意学科之间的合作,跨地域、跨学科可以增加研究驱动力。

羟基磷灰石的表面改性及其对聚柠檬酸酯基复合材料的影响

利用丹宁酸(TA)和柠檬酸(CA)改性纳米羟基磷灰石(n-HA)得到改性粒子THA和CHA,并在乙醇中与聚柠檬酸酯-1,8辛二醇(POC)预聚体混合均匀,通过烘干、真空热固化得到POC/m-HA(m-HA指n-HA、CHA和THA)复合物。结果表明:m-HA/POC复合物的拉伸强度分别为(3.02±0.13),(4.42±0.26) MPa,杨氏弹性模量分别为(5.12±0.81),(9.37±0.55) MPa,均高于POC弹性体的(1.67±0.10) MPa和(2.96±0.12) MPa,并且THA/POC的拉伸强度和杨氏弹性模量均高于n-HA/POC和CHA/POC复合物;m-HA/POC的72 h溶胀度分别为10.34%±2.52%,15.69%±0.75%,溶胶含量分别为2.17%±0.08%,4.28%±0.08%,均低于POC的18.26%±0.33%和12.01%±1.24%;n-HA掺入对POC的亲水性影响不大,THA粒子的掺入提高了材料的亲水性,而CHA粒子的掺入则降低了材料的亲水性。

生物塑料-聚羟基脂肪酸酯PHA发展近况

未来的数年将是生物聚酯等生物塑料大力发展的黄金时代,我国在有关聚羟基脂肪酸酯(PHA)的研究领域和产业化方面不落后于国际的前沿,如果能不失时机的继续支持PHA等生物聚酯产业的发展,必将能在PHA领域保持我们的国际领先优势,形成一个PHA的产业链。

聚羟基烷基酸酯及其改性研究

介绍了聚羟基烷基酸酯的化学结构、物理性质,详细论述了用天然高分子、化学合成高聚物及生物技术改性聚羟基烷基酸酯的研究进展。

生物塑料聚羟基脂肪酸酯PHA发展近况

聚羟基脂肪酸酯(PHA)作为一种生物塑料,可以完全降解进入自然界,以及替代传统不可降解塑料,被认为是绿色塑料、环境友好型塑料,引起世界各国科学界和产业界的高度重视。

生物合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物细胞在碳氮失衡的情况下合成的一种聚酯,具有优异的生物降解性和相容性以及多种材料学性能,是一类可替代传统塑料的新型生物塑料。目前生物合成PHA主要以微生物发酵为主,其次还有转基因植物法和活性污泥法等。本文对PHA的生产现状及其生物合成路径和方法的研究进展进行了综述。

胞内贮存物聚羟基烷酸酯(PHAs)的分析方法研究进展

聚羟基烷酸酯(PHAs)是许多纯种微生物及活性污泥在非平衡生长条件下作为碳源和能源贮存在细胞内的胞内贮存物。PHAs具有可完全生物降解性、生物相容性,可以替代传统的塑料运用于众多领域,因而引起科研领域和工业界的广泛关注。文章主要综述了PHAs分析方法的研究进展,包括PHAs的物理化学性质、生产工艺和定性定量的分析方法。

利用廉价碳源发酵生产聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究进展

介绍了目前国内外利用微生物发酵生产PHAs的基本情况,并系统地对微生物利用不同廉价原料发酵生产PHAs的研究状况进行了综述、比较及分析。最后,对利用微生物发酵生产PHAs在原料方面的未来发展趋势及重点研究方向进行了展望。

低成本合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是微生物体内合成的一种天然的高分子生物材料,在碳源过量氮磷等其他营养条件不足的情况下可以作为微生物碳源的储备物质。因 PHA 同时具有良好的生物相容性、生物可降解性和热加工性能等特性逐渐成为传统石化塑料的最佳替代品。随着 PHA 产业化发展的不断推进,先后有四代商业化生产的 PHA 产品(PHB、PHBV、PHBHHx 和 P3HB4HB)被应用于医药、工业、农业及化工等领域,成为生物材料领域最为活跃的研究热点之一。但因其发酵底物和灭菌成本过高、生产效率和产品性能较低的问题始终没有得到有效解决,很难对石油基塑料保持较大的竞争力,使得探索出低成本合成 PHA 的方法尤为重要。介绍了目前 PHA 的主要种类及其特性、开始步入产业化的热门领域,综述了近年来在低成本合成 PHA 研发中,世界各国科研人员采用的构建低成本代谢途径、改造生产菌株、使用廉价发酵底物及改进发酵流程等策略的研究进展,旨为 PHA 早日低成本规模化代替石化塑料奠定理论基础。

嗜水气单胞菌合成含3-羟基戊酸单体的聚羟基脂肪酸共聚酯的研究

分别利用葡萄糖或葡萄糖酸钠与十一碳酸、月桂酸与十一碳酸为混合碳源进行嗜水气单孢菌 (Aeromonashydrophila)菌株 4AK4的摇瓶培养 ,实现了含有 3 羟基戊酸 (3HV)单体的聚羟基脂肪酸酯的微生物合成。当使用葡萄糖或葡萄糖酸钠与十一碳酸为混合碳源时 ,野生型A .hydrophila 4AK4及含有 3 羟基丁酸辅酶A合成基因phaA和phaB的重组A .hydrophila 4AK4 (pTG0 1 )能够合成 3 羟基丁酸 (3HB)与 3HV的共聚物 ,且葡萄糖或葡萄糖酸钠与十一碳酸比例为 1∶1时最利于细胞生长和PHA的积累。当使用月桂酸和十一碳酸为混合碳源时 ,A .hydrophila4AK4能够合成 3HB、3HV与 β 羟基己酸 (3HHx)的共聚物 ,且随着混合碳源中十一碳酸的含量增加 ,A .hydrophila4AK4合成的PHA中 3HV的比例增加 ,而 3HB和

真氧产碱杆菌利用短链有机酸合成聚羟基烷酸酯

研究了真氧产碱杆菌利用单一以及混合短链有机酸作为碳源进行聚羟基烷酸酯(PHAs)的生物合成. 不同的碳氮浓度比对产物的形成有较大影响;在同样的碳源浓度下,较低氮源浓度更加有利于产物的合成;当短链有机酸浓度为8 g/L、硫酸铵浓度为0.3 g/L时对PHAs的合成最为有利.在4种短链有机酸分别单独用作碳源时,乳酸的消耗速度最快,其次为乙酸、丁酸以及丙酸;在单酸发酵条件下,丁酸的PHAs产量最高(2.72 g/L). 通过比较摇瓶以及5 L罐水平的混合酸发酵发现,发酵罐中的各项发酵指标均优于摇瓶. 研究还发现,真氧产碱杆菌在利用丙酸为碳源进行产物合成时,在发酵后期还伴随有乙酸产生.

聚羟基烷酸酯酶降解动力学研究

研究了羟基丁酸 羟基戊酸共聚物 (PHBV)在脂肪酶中的降解行为 ,用滴定法测定降解速度并进行酶促反应动力学研究 .探讨了降解速度与酶浓度和底物浓度的数学关系和Michaelis Menten常数 ,从实验上和理论上证实了PHBV的物理形态和几何尺寸对酶降解过程的影响 。