应用型生物技术专业人才培养模式的改革与实践

目前,生物技术教育存在人才培养目标宽泛、社会服务定位模糊等不足,造成了该专业毕业生缺乏与企业需求相匹配的实践应用能力[1-2].基于应用型人才的培养目标,进行了生物技术专业人才培养模式的改革与实践.1深入分析专业特点,凝练人才培养特色1.1深入分析专业特点安徽工程大学的理科生物技术专业是全校专业中的“小众”专业,缺乏较强的“政策背景”支持.此外,该专业人才培养目标及服务面向定位清晰度不高,与其他高校同类专业的同质化比较严重.再者,我国高校中开设的生物类本科专业还包括生物科学、生物工程,与生物技术均为同类近似专业,三者的人才培养目标及模式很难清晰化区分,

1株植物乳杆菌的抑菌作用及其生物学特性的研究

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)是乳酸杆菌中的一种,常存在于发酵的蔬菜和果汁中。植物乳杆菌作为人体肠道的益生菌群,具有维持肠道菌群平衡、提高机体免疫力和促进营养物质吸收等多种作用。研究从市售腌渍蔬菜中分离筛选获得一株植物乳杆菌,以9种菌作为指示菌,采用牛津杯琼脂扩散法检测筛选菌株的抑菌谱大小。结果表明,该菌株能较强的抑制大肠杆菌、柠檬色葡萄球菌、藤黄微球菌和枯草芽孢杆菌等指示菌。此外,研究了菌株对温度的稳定性,p H值的耐受性及其酶的敏感性等生物学特性,结果显示该株植物乳杆菌菌株具有良好的热稳定性,酸碱稳定性,并且对3种蛋白酶具有很好的敏感性。这为今后深入研究与开发植物乳杆菌奠定了基础。

红曲霉ZL307固态发酵豆渣产γ-氨基丁酸的工艺优化

对红曲霉ZL307产γ-氨基丁酸的固态发酵工艺进行了优化,旨在探寻豆渣的综合利用方式,降低γ-氨基丁酸的生产成本。在单因素试验的基础上,通过Plackett-Burman设计从6个因素中筛选出了有显著影响的大米粉、MgSO4、KH2PO4三个因素。通过最陡爬坡实验、中心复合实验设计及响应面分析确定主要影响因素的最佳浓度及回归模型,并经实验验证模型的可行性。最佳培养基组成和培养条件为:基质豆渣12.28 g,大米粉为7.72g,(NH4)2SO40.20%,MgSO40.23%,KH2PO40.37%,CaCl20.25%,谷氨酸钠0.45%(均为占固体基质的质量分数),初始含水量60%,初始pH值5.5,温度32℃。在优化条件下,γ-氨基丁酸产量达到0.417mg/g,含量比优化前提高13.4%。

L-天冬氨酸-β-脱羧酶发酵条件的响应面优化

利用Plackett-Burman设计和响应面分析方法对L-天冬氨酸-β-脱羧酶产生菌德阿昆哈假单孢菌XG-2-81的发酵条件进行优化。得出影响产L-天冬氨酸-β-脱羧酶的3个重要的因素为:玉米浆,多肽朊和装液量。通过对实验结果的方差分析,得到其最适条件分别为:玉米浆浓度0.64%,多肽朊浓度1.21%,装液量14.71%,此时酶活力达到1 107μg/mL·h,比优化前提高了10.83%。

硅胶柱分离纯化发酵液中叶酸的工艺研究

采用硅胶柱层析法分离纯化产朊假丝酵母Y2.12发酵液,在考察洗脱剂种类、洗脱剂配比、上样液流速以及上样量这些单因素对叶酸分离效果的影响的基础上,通过响应面分析找出最优工艺参数。结果表明:产朊假丝酵母Y2.12发酵液分离纯化得到叶酸的最佳工艺条件为:上样液流速为1.26mL/min,发酵液上样量为5.29mL,洗脱剂乙醇与氨水之比1.84:1,所提取的叶酸质量为(101.12±0.13)μg。

酶标仪法测定微孔板发酵液中林可霉素

目的建立酶标仪法测定微孔板发酵液中林可霉素的含量。方法对酶标仪法的主要影响因素进行优化,并验证此方法的精密度;在此基础上,分别利用酶标仪法与分光光度计法测定25株突变株经48孔板发酵后林可霉素的含量并进行曲线拟合,以验证两种方法的相关性。结果确定了在测定林可霉素含量的适宜反应体系中0.02mol/L氯化钯溶液为150μL,盐酸添加浓度为1mol/L,且该方法精密度良好;拟合曲线相关系数R2=0.9551,显示两种方法具有很好的相关性。结论该实验结果表明酶标仪法能准确、快速地测定微孔板发酵液中林可霉素的含量,为后续高通量选育林可霉素高产菌株奠定了基础。

纸层析-酶标仪法测定发酵液中γ-氨基丁酸

建立纸层析-酶标仪法对微孔板发酵液中γ-氨基丁酸产量进行测定。对影响纸层析-酶标仪法测定结果的重要因素进行优化,并建立相应的分光光度法。优化后层析液中显色剂-茚三酮的浓度为8g/L,展开剂-正丁醇、冰醋酸与水3者体积比为2∶1∶1;洗脱液中乙醇的体积分数为75%,乙醇与质量浓度为6g/LCuSO4·5H2O的体积比为39∶1;γ-氨基丁酸质量浓度在1~7g/L之间,吸光度与样品浓度线性关系良好(R2=0.9990),平均回收率为98.2485%,重复性RSD为2.6255%。纸层析-酶标仪法能快速、准确地测定微孔板发酵液中γ-氨基丁酸产量,为后续高通量选育γ-氨基丁酸高产菌株奠定了基础。

酶标仪法测定γ-氨基丁酸

通过诱变所获得的乳酸菌突变株较多,经96孔板发酵后用传统的分光光度计法测定γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的含量效率低、成本高。为快速、高效地测定GABA的含量,基于Berthelot反应,该实验采用酶标仪法测定GABA含量并对影响该方法的主要因素进行优化。确定了在测定GABA的适宜反应体系中0.2 mol/L pH10.0硼酸盐缓冲液为0.75 mL,6%的重蒸苯酚为2.5 mL,有效氯5.2%的NaClO溶液为2 mL时,酶标仪测定可获得较高的GABA含量,同时进行了精密度试验。最后,通过对诱变后的75株突变株经96孔板发酵后,分别使用分光光度计与酶标仪测定发酵液中GABA的含量并进行拟合,以验证该方法的可行性。得出2种方法的相关系数R=0.949 3,显示2种测定方法具有很好的一致性。该实验结果表明酶标仪法能简便、快速、准确地测定发酵液中GABA的含量,为后续高通量选育GABA乳酸菌奠定了基础。

紫外诱变和氨基酸抗性筛选选育那西肽高产菌株

目的筛选出那西肽高产菌株。方法以活跃链霉菌CB040517作为出发菌株,通过紫外-氯化锂诱变处理,并结合前体复合氨基酸抗性筛选,选育那西肽高产菌。结果通过致死率和正突变率的考察,确定紫外最佳诱变剂量为100s。在分离培养基上层加入氯化锂和底层加入复合氨基酸进行正突变株的定向筛选,选育得到那西肽高产菌株UV-19-A12,其摇瓶效价达904.00μg/mL,比出发菌株提高72.5%,经过五代斜面传代试验考察,该菌株遗传性状稳定。结论紫外诱变和氨基酸抗性筛选可以获得那西肽高产菌株。

紫外-激光复合诱变原生质体选育林可霉素高产菌株

以SL98-2-8为出发菌种,研究了紫外线、He-Ne激光以及紫外线与He-Ne激光复合对林肯链霉菌原生质体的诱变效应,结果表明He-Ne激光对紫外线引起的损伤有较好的修复作用。通过紫外线-He-Ne激光复合诱变,筛选到一株优良菌种SL98-2-8-116,其摇瓶效价达到3 629μg/mL,较出发菌种提高了18.3%,10次传代后生产性能稳定。

中高温大曲中产酯酶细菌的筛选

通过在培养基中添加底物三丁酸甘油酯,从中、高温大曲中初步筛选到产酯酶细菌15株。以乙酸对硝基苯酯为底物,其中12#菌株表现出最高催化活力其酶活为0.83U/mL;以乙醇、己酸为底物,其中10#菌株表现出最高催化活力其酶活为6.7U/mL。对上述两种测定方法中相对酶活较高的菌株恒温振荡培养(36℃、150r/min)72h后取其发酵液离心(12000r/min,4℃)20min进行气相色谱分析,结果表明这些菌株都能产生一定量的酸类、醇类和酯类物质。

激光复合诱变选育那西肽高产菌及其代谢特性的研究

出发菌株经紫外照射诱变后,再采用激光复合诱变方式进行的筛选,并对其传代稳定性进行研究,以期进一步获得稳产高产那西肽产生菌突变株。结果表明紫外照射100 s得到的NXT-U19放瓶效价比出发菌株(546.17μg/mL)提高了44.22%,达到了787.71μg/mL。激光-紫外复合诱变后筛选出6株产量较高的菌株,其中以NXT-U19-J2效价最高,比原始菌株提高了65.74%,达到了905.22μg/mL。经传代培养分析,NXT-U19-J2诱变株的遗传稳定性较好,该结果表明,激光复合诱变是获得高产那西肽产生菌的有效途径。

三种磷脂酶A1活力测定方法的比较

三种常用的磷脂酶A1活力测定的方法分别为碱滴定法、双层平板法和分光光度法。通过对磷脂酶A1标准品和实验室产磷脂酶A1菌株的活力进行测定,比较这三种方法在时间、准确性和精确性方面的差异。结果得出分光光度法具有耗时短、底物用量少、结果稳定、精确性好的优点。

紫外-微波复合诱变原生质体选育那西肽高产菌株

以UV-19为出发菌种,研究了紫外、微波以及紫外-微波复合对活跃链霉菌原生质体的诱变效应。结果表明复合诱变对该菌原生质体有明显的致死作用。通过紫外-微波复合诱变,筛选到一株优良菌株PUM-13,其摇瓶含量达到883.450μg/mL,较出发菌株提高了17.14%,5代后生产性能稳定。

粪肠球菌HX-3细胞转化合成γ-氨基丁酸条件的优化

本文采用粪肠球菌HX-3菌体细胞转化法制备γ-氨基丁酸(GABA),并对影响细胞转化反应的一系列条件进行了正交优化。结果表明,在优化后的转化条件下,即:发酵2d的菌体细胞、温度42℃、缓冲液pH 4.8、PLP浓度0.05mmol/L、谷氨酸钠35g/L,进行转化反应,体系中GABA浓度可达9.14g/L。

紫外-激光复合诱变选育天冬氨酸转氨酶高产菌株

对天冬氨酸转氨酶产生菌大肠杆菌XJ-1原生质体进行紫外-激光复合诱变筛选,结果表明,复合诱变对该菌的原生质体有明显的致死作用。以致死率和正突变率为指标,确定了紫外和He-Ne激光照射的最佳时间分别为45 s和40min。在此条件下对大肠杆菌原生质体进行紫外-激光复合诱变,得到3株高产菌株,分别命名为XJ-1-45、XJ-1-86和XJ-1-99,酶活较出发菌株XJ-1分别提高了12.82%、17.37%和26.27%。传代培养表明突变株生产性能稳定。

银杏叶总黄酮浸提条件优化及其自由基清除活性研究

目的:以银杏叶为原料,研究纤维素酶-乙醇协同提取总黄酮的浸提条件,并对粗提物的自由基清除活性进行测定。方法:通过单因素实验和响应面分析法确定最佳提取工艺参数。结果:纤维素酶用量100 U/mL,醋酸-醋酸钠缓冲液pH 4.8,酶解温度50℃,酶解时间2 h,该工艺参数下总黄酮得率为1.53%。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH.)自由基清除实验表明,在总黄酮浓度为0.05 mg/mL,37℃保温15 min条件下,对0.04 mg/mLDPPH.自由基的清除率可达85.7%。结论:纤维素酶不破坏银杏叶总黄酮有效成分,可以用于银杏叶总黄酮的提取。

N~＋离子注入-紫外复合诱变选育纤维素酶高产菌株

对产纤维素酶菌株Rhizopus sp.TY1原生质体进行N+离子注入-紫外复合诱变,以期获得高产菌株。以原生质体形成率和再生率为指标,确定最佳酶解时间3h;以致死率和正突变率为指标,确定最佳N+离子注入剂量为2.0×1015ions/cm2、最佳紫外照射时间为90s。实验筛选得到一株高产菌株Rhizopus sp.TY1.2,液态发酵终点时滤纸酶活力(FPA)和羧甲基纤维素酶活力(CMC)分别达到5.1、20.9U/mL,与出发菌株相比,FPA和CMC分别提高了75.9%和175.0%。传代实验结果显示Rhizopus sp.TY1.2产纤维素酶性能稳定,该结果表明N+离子注入-紫外复合诱变所产生的变异是可遗传的变异。

磷脂酶A1产生菌灰色链霉菌Dx208的诱变筛选

以本实验室分离鉴定的产磷脂酶A1菌株Streptomyces griseus Dx208为出发菌株,对其进行紫外线和亚硝基胍的单一及复合诱变。最终得到一株遗传稳定性较好、活力较高的菌株Dx208-FH12,发酵磷脂酶A1活力达11.68 U/mL,是出发菌株Dx208酶活(7.15 U/mL)的1.63倍。

产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选及鉴定

从泡菜汁样品中初步筛选得到6株乳酸菌,采用纸层析和分光光度法对含1%谷氨酸的GYP发酵液中GABA含量分析,复筛得到一株产量较高的3#菌株,培养3d其GABA含量可达8.006g/L。经形态学、生理生化特性分析及16S rDNA鉴定,所筛乳酸菌株为乳酸肠球菌。