乳酸的工业化生产、应用和市场

乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品。目前全世界的产量为 10万吨。我国占世界产量的 10 %。由于聚乳酸产品的研究和开发 ,乳酸将有可能代替目前困扰世界各国的白色热塑污染产品 ,成为名副其实的“绿色”环保制品。乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造。采用生物发酵法制得的L -乳酸是目前乳酸生产的重点 ,但要同热塑产品在价格上形成竞争 ,乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降 ,生产规模要扩大。本文拟就乳酸的规模化生产和经济效益状况做一评估和分析。

工业乳酸发酵的近期进展

乳酸是一种重要的多用途有机酸。通过菌种改良和发酵工艺技术的改进,可以大大提升微生物发酵技术水平,降低成本。简要综述有关的研究进展。

工业菌种改良述评

微生物菌种是发酵工业的基础。菌种筛选和持续不断的改良贯彻于发酵过程始终。传统的 (经典的 )诱变 -筛选仍是目前最实用的常规技术 ;以基因工程为核心的现代生物技术正越来越显示出其在菌种改良上的魅力 。

响应面分析优化丙酮酸高产菌的维生素组合

研究了4种维生素对Torulopsis glabrata DY-TJ400发酵产丙酮酸的影响,并对它们进行响应面分析,得到了最佳浓度组合:硫胺素0.0109mg/L,烟酸7.76mg/L,吡哆醇0.482m/L和生物素0.022m/L,丙酮酸产量提高了27.5%。

姬松茸多糖的测定

为了摸索出个种测量真菌多糖的简便、准确、重复性好的方法,本文以姬松茸多糖为原料,比较了几种不同测定方法的对结果的影响,并对硫酸苯酚法的各影响因素详细的作了进个步比较分析。

低聚果糖的生理功能及生产、应用

低聚果糖是一典型益生元,本文就其生理功能,Fm和GFn两种类型的低聚果糖的制法和它们在食品工业中的应用做一介绍。

马克斯克鲁维酵母外切菊粉酶INU1的晶体结构研究

菊粉酶是一类能够将菊粉水解成果糖和低聚果糖的酶,它广泛应用于糖浆和果糖的工业生产.为了深入研究菊粉酶的结构与功能特征,我们解析了马克斯克鲁维酵母ATCC12424的外切菊粉酶INU1的晶体结构.通过毕赤酵母SMD1168(his4,pep4)对INU1进行了分泌表达,其体积酶活达到了1 671 U/mL.使用阴离子交换柱对INU1进行纯化并结晶解析了结构,INU1的晶体属于空间群I4 122,晶胞参数a=b=c=172.65,在上海同步辐射光源其衍射分辨率为2.8,一个非对称单位中有两个INU1分子以面对面方式堆积成二聚体.INU1的晶体结构与GH32(糖苷水解酶32)家族其他蛋白一致,主要由N端保守的5个β螺旋桨结构域和C端不保守的β夹层结构域组成.氨基酸序列和晶体结构对比显示,INU1的催化位点为Asp53,Asp182和Glu238.这个晶体结构为菊粉酶INU1的进一步改造以适应工业化生产提供了基础.

离子束注入对衣康酸生产菌种的改良

用10keV、剂量5.2×10^(14)～5.2×10^(15)ions/cm^2的氮离子注入衣康酸生产菌株土曲霉A9003,在2％LiCl抗性平板筛选到一株能在39℃发酵的衣康酸高产菌株。该菌株在30L发酵罐发酵产酸7.5％,转化率60.1％,发酵周期50h。

批式发酵法生产乳酸的几个重要因素

乳酸是一种重要的有机酸,在各个行业中均有广泛的应用,它作为生物可降解聚乳酸的原料尤其令人关注。本文对提高乳酸发酵生产中的几个重要因素如菌种、原料。

菊糖芽孢乳杆菌DS 2-18中试规模的D-乳酸发酵研究

研究了菊糖芽孢乳杆菌DS2的突变株DS2-18在中试规模的D-乳酸发酵。在容积为300L自控发酵罐中,DS2-18菌在合适的发酵条件下,即培养基组成(g/L):葡萄糖120,玉米浆8,蛋白胨6,豆粕水解液100,接种量8%(v/v),发酵温度40℃,以轻质碳酸钙作为中和剂调pH 5～6,发酵期间交替不通气和通气,发酵68 h,产D-乳酸109.4 g/L,转化率93.5%,产率1.4 g/L·h,D-乳酸的光学纯度为99.0%。研究结果还显示,豆粕水解液可以代替昂贵的酵母膏,降低D-乳酸的生产成本。本研究结果为发酵法生产D-乳酸的产业化打下了基础。

产虾青素酿酒酵母工程菌的构建

目的对酿酒酵母固有的β-胡萝卜素代谢途径进行扩展,构建能够合成虾青素的酿酒酵母工程菌。方法对不同来源的虾青素合成基因crt Z(β-胡萝卜素羟化酶)与crt W(β-胡萝卜素酮化酶)进行随机组合,采用overlap PCR技术构建串联表达质粒,并将其导入产β-胡萝卜素酿酒酵母工程菌内,发酵产物经HPLC和UPLC-MS鉴定,确定其成分。结果构建出8种TEF1p-crt Z-ADH1t-PGK1P-crt W-CYC1t组合的串联表达模式,其中基因组合分别为crt Z1-crt W1,crt Z1-crt W4工程菌HCCB08571、HCCB08572产生了虾青素;工程菌HCCB08566、HCCB08568、HCCB08573未检测到产物虾青素,而出现了中间产物玉米黄质和斑蝥黄质。结论成功构建了产生虾青素及其中间体的酿酒酵母工程菌。

高品位乳酸系列产品应用性开发的启示

多年前,我们在高品位L-型乳酸的 研制与开发的实践过程中,屡屡遭逢销售 市场难以打开的困境。时间追溯到90年 代初,我们在实验室研究取得初步成果的 基础上,向国家申报“八五”科技攻关项目,经数年艰苦努力,在国内率先研制成功由微生物液体深层发酵生产新一代高品位L-乳酸。可是,由崇明县大新镇前卫村建厂生产、转化为工业化生产后,新产品销路业绩一直不佳,按原设计要求,生产厂的生产能力为2000吨/年,但实际上生产运作时却始终未突破过设计生产能力的一半。为此,上海《解放日报》

推动聚乳酸材料的应用 构建L-乳酸、聚乳酸生物材料产业链

生物降解材料——聚乳酸的应用前景广阔，构建我国L-乳酸、聚乳酸生物基材料产业链的迫切性和必要性不言而喻。国家“十五”科技攻关计划课题“L-乳酸与聚乳酸技术”的研发成果表明：以农业经济作物为原料生产低成本L-乳酸、聚乳酸的工艺路线，以工业生物技术为手段可以为制造环境友好的生物降解材料、形成可持续发展的循环经济产业链提供技术支持。

sigH-rshA过表达对卡介苗菌株致病性的影响

卡介苗(Mycobacterium bovis Bacille Calmette-Guérin,BCG)是目前唯一许可的结核病预防用疫苗,但菌株间基因组水平的改变导致疫苗在保护效果、安全性等方面存在诸多差异。【目的】验证DU2Ⅲ和Ⅳ遗传型中sigH-rshA过表达与BCG菌株毒力变化的相关性。【方法】利用分子克隆技术构建了过表达sigH-rshA的重组BCG China和BCG Japan菌株,通过RT-PCR和Western blotting验证基因表达。利用巨噬细胞和重症联合免疫缺陷(server combined immune-deficiency,SCID)小鼠感染模型评价重组BCG的毒力变化;酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)试验评估肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)分泌。【结果】SigH-RshA蛋白过表达能够显著促进BCG的胞内增殖,同时刺激巨噬细胞产生更高水平的TNF-α分泌;SCID小鼠试验结果显示sigH-rshA过表达能提高重组BCG对免疫缺陷小鼠的毒力。【结论】sigH-rshA过表达能够增强BCG菌株对小鼠巨噬细胞和实验小鼠的致病性。

一种碟式微流控结晶芯片与传统结晶板的蛋白质结晶能力比较

设计并制作了一种在微腔中对蛋白质进行微批量法(microbatch)结晶的碟式微流控结晶芯片,它是一种高通量、低成本、低耗样量(纳升级)、操作简便的蛋白质结晶筛选方法,这种芯片能成功地结晶溶菌酶(lysozyme)和青色荧光蛋白(CyPet).为了系统地比较这种微流控芯片与传统的使用蒸汽扩散法(vapor diffusion)的24孔结晶板的结晶能力,用3个Hampton结晶试剂盒(Crystal Screen KitⅠ、Crystal Screen KitⅡ和PEG/Ion Screen Kit),在4℃及20℃培养条件下分别对5种标准蛋白(溶菌酶(lysozyme)、木聚糖酶(xylanase)、脂肪酶B(lipase B)、葡萄糖异构酶(glucose isomerase)和嗜热菌蛋白酶(thermolysin))进行了结晶筛选实验.结果表明,在4℃时微流控芯片与24孔结晶板有相近数目的结晶条件(91 vs 98);在20℃时虽然微流控芯片上的结晶条件数少于24孔结晶板(67 vs 94),但主要是嗜热菌蛋白酶的结晶条件数显著减少,其他4种蛋白在两种方法上均有相近的结晶条件数,表明微流控芯片能以接近24孔结晶板的效率进行蛋白质结晶筛选.但是,在4℃时微流控芯片与24孔结晶板有60%的结晶条件不同,20℃时有90%的结晶条件不同,这表明目前的这种微流控芯片还不能直接代替传统的24孔结晶板,它可以作为蛋白质结晶筛选时的一种补充方式.