真空干燥重组运动发酵单胞菌发酵剂的研制

利用重组运动发酵单胞菌制备乙醇发酵剂,研究保护剂、菌泥与保护剂比例、复合保护剂以及真空干燥条件等因素对菌体存活率的影响。实验结果表明,单一乳糖对重组运动发酵单胞菌的保护效果最佳,菌泥与乳糖的最佳配比为1∶1,菌体存活率为83.24%。分别以乳糖质量的10%、15%、20%添加全蛋粉、蔗糖、海藻糖以及山梨醇组成复合保护剂,得到乳糖与蔗糖复合保护剂的菌体存活率达到最高为92%。通过对干燥过程中复合保护剂与菌泥比例、温度、真空度优化后得到菌体的存活率进一步提高至95.96%。实验结果表明,复合保护剂对重组运动发酵单胞菌在真空干燥条件下具有很好的保护作用。

运动发酵单胞菌鼓风干燥工艺

试验旨在研究运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)鼓风干燥保护剂的添加。本试验以细菌总数和活菌数为指标,采用固态培养基培养运动发酵单胞菌,然后用鼓风干燥的方式对运动发酵单胞菌进行干燥处理,最后使用25%葡萄糖培养基进行发酵,以失重方式评估其活性。结果显示,培养的细菌数达到1.85×10^(10)CFU/g。用固态培养基等质量的乳糖+5%的甘露糖、+2%或+4%的甘油作为组合保护剂,在39℃鼓风干燥过程中细菌数达到1.31×10^(10)CFU/g和1.2×10^(10)CFU/g,且存活率超过94%。干燥前后的失重结果基本一致,表明鼓风干燥后的细菌具有较高活性。

黑曲霉（Aspergillus niger）和运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）共固定化细胞酒精发酵的研究

本研究将生产上常用的糖化菌（Ａｓｐ．ｎｉｇｅｒ３．４３０９）与酒精产生菌（Ｚ．ｍｏｂｉｌｉｓ）共同固定在海藻酸钙凝胶中，以淀粉为原料进行固定化细胞酒精发酵实验，并就ｐＨ、温度、通气量。淀粉浓度等对发酵的影响进行了探讨，认为当ＰＨ为５．０～５．５，温度为３０℃～３３℃时乙醇产率最高（Ｙｐ／ｓ可达０．３９）。而淀粉浓度、通气量对共固定化细胞酒精发酵有显著影响，二者存在着较强的交互作用，在发酵过程中根据淀粉粘度情况调节通气量将有助于提高乙醇产率。

运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)发酵乙醇的研究进展

运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)是一种能够直接利用糖类(葡萄糖、果糖、蔗糖)产生乙醇的细菌微生物。相对传统发酵酒精的酵母菌而言,运动发酵单胞菌有其独特的、优越的性状特点,比如发酵乙醇代谢过程简单,发酵速度快、转化率高和耐受力强等。在工业运用方面具有潜在的应用价值(用于燃料乙醇、酶制剂以及酒类生产等)。主要对运动发酵单胞菌的乙醇代谢及其特点、运动发酵单胞菌的遗传育种、运动发酵单胞菌在工业运用方面的趋势进行综述。

响应面法优化运动发酵单胞菌发酵面包工艺

为探究运动发酵单胞菌发酵面包的最佳生产工艺,考察发酵时间、蔗糖添加量、食盐添加量对面包感官评分的影响。通过单因素试验结合响应面方差分析优化其最佳工艺参数,并对成品面包的理化指标、质构特性及微生物指标进行检测。研究结果表明,各因素对运动发酵单胞菌面包的影响顺序为发酵时间>蔗糖添加量>食盐添加量,最佳工艺参数为发酵时间3.40 h、蔗糖添加量15.60%、食盐添加量0.80%。此时运动发酵单胞菌发酵面包品质最佳,实际感官评分为92.78。成品表面完整光洁,具有浓郁的面包香气,口感松软适口,组织内部细腻、有弹性,理化指标及微生物指标均符合国家标准。

竹虫肠道微生物源纤维素酶基因在运动发酵单胞菌中的异源表达

运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis,Z.mobilis)是生产燃料乙醇的传统优势菌株,也是秸秆燃料乙醇研究方向的热点。秸秆为底物具有难降解性的特性,在实际生产应用过程中往往需要额外投加酶制剂,导致菌株发酵效率降低,发酵成本增高。为缓解这一问题,通过引入外源纤维素酶基因,在Z.mobilis内构建纤维素酶的分泌途径,让发酵菌株能够水解利用纤维素。研究利用竹虫肠道内微生物含有丰富的纤维素酶基因,连接到质粒转化菌株后并检测其在大肠杆菌和Z.mobilis的异源表达。结果显示,研究构建了21株重组菌ZMS912,胞外酶活显示,ZMS912-GH44酶活最高为192.56 U·mL^(-1),ZMS912-GH44C酶活为139.19 U·mL^(-1),ZMS912-GH28为138.7 U·mL^(-1),分别比出发菌株提高了11倍、7.7倍和7.6倍。在菌株内构建分泌纤维素酶途径以降低生产中加酶量是一个可行的降低成本的方法。

一株运动发酵单胞菌Zy-1快速生产乙醇

经多次实验优化，得到运动发酵单胞菌Zy发酵葡萄糖生产乙醇较合适的条件．Zy的诱变菌株Zy-1在该条件下发酵葡萄糖生产乙醇比原始菌株更有较大优势．当葡萄糖浓度为200gL^-1时，发酵48h，乙醇浓度96．5gL^-1，残糖2．3gL^-1，发酵效率为94．42％．Zy-1发酵天然原料米粉、木薯、红薯干等，发酵时间44h，乙醇浓度达95gL^-1以上，发酵效率92％以上．发酵液用DNS法测定，还原糖约2gL^-1，残总糖因原料种类不同，其值有所差异（5～20gL^-1）．经薄层层析分析，发酵液无葡萄糖，而是二糖、三糖等低聚糖．

固定化运动发酵单胞菌乙醇发酵研究

以运动发酵单胞菌(zymomonas mob ilis 10225)为菌种,以葡萄糖为底物进行乙醇发酵。对不同底物浓度[5%,7.5%,10%(W/V)]、不同温度(25℃,30℃,35℃)条件下,游离细胞和固定化细胞乙醇发酵的特性进行研究。实验结果表明,葡萄糖浓度为5%,25℃时可达到最大的乙醇产率0.50g乙醇/g葡萄糖。以海藻酸钙为包埋介质,对Zymomonas mob ilis进行固定化,在10%葡萄糖培养基中多批次半连续发酵,可在8h内使乙醇产率系数达到0.50。短的发酵周期和高的乙醇产率为后续的葡萄糖和木糖两步乙醇发酵提供理想的实验数据。

运动发酵单胞菌同步糖化发酵厨余垃圾制取乙醇

以学生食堂的厨余垃圾为原料,接种运动发酵单胞菌同步糖化发酵制取燃料乙醇,探讨其发酵过程的影响因素,并与酵母发酵的结果进行对比.结果表明,较适宜的乙醇发酵条件为:固液比1:0.5,pH5,接种量10%,温度30℃,发酵时间40h,在此条件下,乙醇产量为53g/L.与接种酵母进行乙醇发酵相比,运动发酵单胞菌发酵具有乙醇产率高,发酵速率快等优点,可以有效地从厨余垃圾中生产乙醇.

鲜甘薯原料的运动发酵单胞菌快速乙醇发酵条件

对运动发酵单胞菌232B同步糖化发酵(SSF)鲜甘薯快速生产燃料乙醇的条件进行了研究.通过单因素试验和正交试验获得了乙醇发酵的最佳参数为:初始pH值6.0～7.0,硫酸铵5.0g/kg,糖化酶量1.6AUG/kg淀粉,初始总糖浓度200g/kg,接种量φ=12.5%.经过21h发酵,乙醇浓度为95.15g/kg,发酵效率可达94%.同时对不灭菌发酵也进行了研究,发酵效率可达92%.残糖的HPLC分析结果说明,发酵液中已没有葡萄糖存在,经酸水解后又出现了葡萄糖、半乳糖、甘露糖等成分,说明发酵结束后的残糖是多种低聚糖.

重组运动发酵单胞菌的构建及木糖利用特性研究

将大肠杆菌(Escherichia coli)木糖代谢的关键酶基因。引入到运动发酵单胞菌中,获得能利用木糖发酵生产乙醇的重组工程菌株PZM。混合糖发酵过程中,重组菌利用葡萄糖和木糖生成乙醇的效率分别达到理论值的81.2%和63.1%。

产乙醇运动发酵单胞菌的研究进展

运动发酵单胞菌作为天然生产乙醇的主要微生物之一,具有特殊的Entner Doudoroff途径和其他一些特殊的糖代谢和能量代谢方式,因此具有乙醇产率高和乙醇耐受力强的显著特点。通过简述运动发酵单胞菌的糖代谢和能量代谢、乙醇和高渗透压等耐性及其遗传改造三方面的研究进展。

副产物对运动发酵单胞菌酒精发酵的影响

研究了乙酸、乳酸、糠醛作为酒精发酵副产物 ,对细菌酒精发酵的影响。在发酵培养基中 ,当乙酸浓度为 1 5 g/L ,糠醛浓度为 4g/L时 ,细菌酒精产量开始减少。在乳酸浓度为 0～ 2 g/L的范围内 ,没有观察到其对细菌酒精发酵的抑制作用。运用化学渗透假说 ,对酸在细菌酒精发酵中的抑制作用进行了解释 。

乙醇发酵重组大肠杆菌的构建——运动发酵单胞菌pdc基因在大肠杆菌中的高效表达

为了使大肠杆菌代谢葡萄糖和木糖产乙醇,将运动发酵单胞菌乙醇发酵途径中的关键酶基因丙酮酸脱羧酶基因与质粒载体pGM-T连接转化至大肠杆菌TOP10中。丙酮酸脱羧酶基因在T7启动子的启动下得到了高效表达。构建的重组大肠杆菌不但能利用葡萄糖也能利用木糖产乙醇,在葡萄糖和木糖同时存在时,优先利用葡萄糖。

运动发酵单胞菌丙酮酸脱羧酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

以总DNA为模板,采用PCR技术克隆得到运动发酵单胞菌(Zymomonasmobilis)丙酮酸脱羧酶(pyruvatedecarboxylase)基因pdc,将该基因连接到表达载体pSE380上,得到重组质粒pSE-pdc.将此重组质粒转化到受体菌E.coliDH5α中,挑取重组菌株.经IPTG诱导后,在乙醛指示平板检测到丙酮酸脱羧酶活性.SDS-PAGE电泳结果显示出明显的特异性蛋白质条带:其分子量约为60KD.

运动发酵单胞菌和大肠杆菌间穿梭质粒的构建

运动发酵单胞菌(Zymomonas．mobilis)是目前发现的乙醇发酵能力最强的微生物之一,被认为是进行大规模乙醇生产的潜在菌种；但由于其可利用的碳源范围窄,所以对其进行基因工程改造首先需要有较好的载体系统．以Z．mobilis内源质粒pZM2和大肠杆菌(E．coli)质粒pBR328、pACYC184为出发质粒,构建了三个Z．mobilis-E．coli之间的克隆型穿梭质粒,即pZB1、pZB21和pZB31．对它们在Z．mobilis CP4中的稳定性、拷贝数的初步比较分析表明：pZB21最稳定、拷贝数最高,pZB31次之,pZB1最差．进一步以pZB21为载体,在Z．mo- bilis CP4中表达E．coli的talB基因,酶活水平为0．087 U/mg蛋白．证明pZB21是能用于基因表达的、较为理想的Z．moblis-E．coli之间的穿梭载体．

运动发酵单胞菌和休哈塔假丝酵母混合发酵秸秆产乙醇

首先考察了运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis,Z.mobilis)和休哈塔假丝酵母(Candida shehatae,C.shehatae)分别利用葡萄糖或木糖为唯一底物时的乙醇发酵特性;其次,研究了单菌及双菌发酵混合糖(葡萄糖和木糖比例为3∶1)的产乙醇性能;在此基础上,考察了单菌和双菌培养应用于玉米秸秆发酵产乙醇的可行性。结果表明,Z.mobilis和C.shehatae的接种方式显著影响混合糖发酵产乙醇的效率,当分步接种发酵48 h后,乙醇产量达到最高,为25.77 g/L。当以60 g/L Na OH预处理的玉米秸秆为底物时,分步接种可高效利用秸秆酶解产物(葡萄糖和木糖)实现乙醇产量的最大值(22.34 g/L),提示Z.mobilis和C.shehatae分步接种发酵可最大化地发酵秸秆中的葡萄糖和木糖生产乙醇,有利于乙醇的高产率生产,可为实现纤维原料生产燃料乙醇的工业化提供参考。

运动发酵单胞菌乙醇脱氢酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

采用PCR技术 ,以基因组DNA为模板克隆得到运动发酵单胞菌 (Zymomonasmobilis)乙醇脱氢酶 (alcoholdehydrogenaseⅡ )基因adhB ,连接到表达载体 pSE380上 ,得到重组质粒 pSE adhB。将此重组质粒转化到大肠杆菌菌株DH5α中 ,重组菌株经IPTG诱导后 ,在乙醛指示平板检测到乙醇脱氢酶活性。SDS PAGE电泳结果显示出明显的 4 0KD特异性蛋白质条带。重组菌株经诱导培养 ,每毫升发酵液酶活力为 5u。

重组运动发酵单胞菌发酵木糖产乙醇的研究

用大肠杆菌的木糖代谢基因xylA、xylBt、ktAt、alB构建转座载体pXT,用于转座运动发酵单胞菌而使其获得新的代谢途径,能发酵木糖产乙醇。经转座获得的重组菌ZM-mtc9xt能在以木糖为唯一碳源的培养基上生长;在23%(质量体积比,下同)葡萄糖、6%(质量体积比,下同)木糖发酵中最高乙醇产量分别为98.3 g·L-1、24.1 g·L-1;在17%葡萄糖+6%木糖混合糖发酵中乙醇产量为88.9 g·L-1,比原始菌提高了22%。与原始菌相比,重组菌产生乙醇的速度显著加快,能在更低的营养条件和更高的温度下发酵生产乙醇。

pH值对运动发酵单胞菌葡萄糖代谢酶活性影响的研究

以运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）ATCC31821模式菌株，研究pH值条件对其葡萄糖代谢关键酶活力的影响。结果表明：发酵液pH5．5时，胞内乙醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、葡萄糖激酶、葡萄糖－6-磷酸脱氢酶的活力较高，而异柠檬酸脱氢酶活性较低，能促进乙醇的生成：pH5．0时，苹果酸脱氢酶的酶活力较低，使糖酵解反应向另一个方向发生偏移，促进乙醇的形成。pH4．0-6．5时，丙酮酸激酶和甘油醛．3－磷酸脱氢酶的酶活力水平相差不大，说明pH值对这2种酶的活性影响甚微。因此，pH5．0～5．5，代谢途径（如糖酵解途径、ED途径等）中的胞内代谢酶活性增强，有利于乙醇的产生。