一、克雷伯杆菌微胶囊化生产1,3-丙二醇的研究(论文文献综述)
高逸峰[1](2020)在《克雷伯氏菌高强度发酵生产1,3-丙二醇的研究》文中研究指明1,3-丙二醇(简称1,3-PDO)是一种重要的化工原料,目前最受关注的是作为单体用于合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等高分子材料。1,3-PDO的生产方法包括化学合成法以及生物合成法,由于石化资源的逐渐短缺,生物法生产1,3-PDO成为了研究热点。本论文以能够代谢甘油发酵生产1,3-PDO的Klebsiella pueumouia 2-1为出发菌株,从生产工艺和代谢途径改造等方面进行了以下研究工作。1)优化了固定化Klebsiella pueumouia 2-1细胞发酵产1,3-丙二醇工艺。通过单因素分析和对比的方式,确定了聚乙烯醇-纤维素作为固定化细胞的复合载体材料,研究结果表明,添加了纤维素的固定化颗粒无论是在机械强度还是发酵强度方面都有较大的提升,并且进一步明确了聚乙烯醇-纤维素固定化的最佳条件,聚乙烯醇溶液的浓度为10%(w/v),再生纤维素溶液的添加量为5%(w/v),二次交联时间为10h。首批100m L三角瓶厌氧发酵与游离菌体相比,1,3-PDO的终产量提高了13.3%,且固定化细胞连续发酵时,固定化细胞发生了轻微的溶胀形变,同时发酵强度也无明显降低,故具备较高强度发酵生产1,3-PDO潜力。2)进行了Klebsiella pueumouia 2-1固定化细胞5L发酵罐中连续发酵工艺研究,每批发酵周期24h,初始甘油浓度分别为30g/L、40g/L、50g/L,结果表明在甘油浓度50 g/L时,第二批发酵效果最好,1,3-PDO的产量为56.23g/L,发酵强度为2.34g/(L·h)。连续发酵6罐后,发酵强度和固定化颗粒的性能都没有明显的下降,证明了该固定化颗粒能够在发酵罐中进行高强度连续发酵生产1,3-PDO的可行性。3)运用了λRed重组技术,对Klebsiella pueumouia 2-1磷酸转移酶系统中基因crr(可溶性葡萄糖特异性转运酶EIIAGlc)进行敲除,以此来消除菌株介导碳分解代谢抑制(CCR)的能力。厌氧发酵的结果表明,在葡萄糖和甘油的存在下,Klebsiella pueumouia 2-1△crr突变株转运和利用葡萄糖的能力下降,但是,1,3-PDO的产量比较原始菌株提高了20%,甘油转化率也较原始菌株提高了30%,表现了该基因缺失菌株能够共底物进行高强度发酵的潜力。
吴惠贞[2](2020)在《罗伊氏乳杆菌发酵制备抑菌物质及其特性研究》文中研究表明罗伊氏乳杆菌被认为是安全的微生物菌种,批准用于保健食品、食品和婴幼儿食品,是能生产多种抑菌物质的乳酸菌。本论文以罗伊氏乳杆菌LYS-1为研究对象,研究了LYS-1发酵液的抑菌谱及其对p H值、热处理和酶处理的耐受情况,根据碳源和氮源对LYS-1发酵液抑菌效果的影响优化了罗伊氏乳杆菌培养基配方,并探索了LYS-1发酵液中的主要抑菌成分,分离提取了其中的肽类物质,为罗伊氏乳杆菌发酵制备抑菌物质提供理论参考和依据。主要结果如下:(1)通过对罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液的抑菌效果测定发现,其对指示菌的抑制效果为:大肠杆菌>铜绿假单胞菌>金黄色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌,LYS-1具有广谱抑菌性的潜力,且抑制革兰氏阴性菌的效果比抑制革兰氏阳性菌强。(2)罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液的抑菌效果受p H值影响很大,p H=2.00~5.00时,降低p H值可以显着提高其抑菌效果,当p H≥5.50时就会丧失抑菌活性。(3)罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液(p H=3.80)的热稳定性和耐受蛋白酶能力较强,50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃和121℃处理30 min均能保持99%以上的抑菌活性,蛋白酶K、胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶处理对LYS-1发酵液抑菌效果的影响较弱。(4)碳源对罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液的抑菌效果有很大影响,以乳糖为碳源时,发酵液的活菌数和酸度较低,以蔗糖为主要碳源时,产酸较多且当LYS-1活菌数达到109CFU/m L时发酵液开始具有抑菌效果,发酵36 h达到活菌数和抑菌效果的最大值。葡萄糖和蔗糖或葡萄糖和果糖复配会显着影响LYS-1发酵液的抑菌活性,葡萄糖和果糖复配替代蔗糖有利于促进LYS-1发酵液的抑菌效果。当碳源配方为6.26%葡萄糖+5.26%果糖(对应于1.00%葡萄糖+10.00%蔗糖)时,LYS-1发酵液的抑菌效果最强。(5)氮源也是影响罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液抑菌效果的关键因素,LYS-1以酵母提取物和大豆蛋白胨为氮源时发酵液才具有抑菌活性,但两者复配没有提高抑菌作用的效果,2.00%酵母提取物作为氮源即可拥有较优的抑菌效果,另外适当添加盐酸氨基脲可以提高LYS-1发酵液的抑菌效果,添加量为0.04%时效果最佳。(6)罗伊氏乳杆菌培养基中的碳氮比对罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液的抑菌效果具有很大的影响,碳氮比在5:1时LYS-1发酵液具有最优的活菌数和抑菌圈直径,分别为5.60?109CFU/m L和12.95 mm,此时的培养基配方是6.26%葡萄糖+5.26%果糖为碳源,2.30%酵母提取物为氮源。(7)经过氧化物酶处理、气相色谱法、强酸水解处理和HS-SPME-GC-MS测定挥发性化合物后发现,罗伊氏乳杆菌LYS-1发酵液中不含有3-羟基丙醛,主要的抑菌成分为过氧化物、挥发性醛类物质、挥发性羧酸类物质和小分子肽。挥发性醛类物质主要为反-2-壬醛、2-十一烯醛、反-2-辛烯醛、苯甲醛和癸醛,挥发性羧酸类物质主要为乙酸、辛酸、月桂酸和己酸。通过硫酸铵沉淀、透析、超滤和离子交换层析对LYS-1发酵液中的肽类物质进行分离纯化,并测定了提取物的分子量,发现其主要由二肽(242 Da、250Da)和三肽(353 Da、368 Da)组成,是一种小分子抑菌肽。
姜莉莉[3](2018)在《微生物菌群发酵粗甘油生产1,3-丙二醇的研究》文中认为1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PD)是一种重要的化工原料,应用广泛,主要作为单体合成聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)和聚呋喃二甲酸丙二酯(PTF)。目前1,3-PD的生产方法包括化学法和生物法,生物法具有利用可再生资源、条件温和、环境污染小等优点,越来越受到人们的重视。生物法生产1,3-PD主要是以微生物纯培养技术为基础,需要严格的无菌条件、使用的原料具有一定的纯度,同时在发酵过程中常伴随乙酸、乳酸、乙醇、2,3-丁二醇(BD)等副产物的生成,给下游产物的分离纯化带来困难并增加了 1,3-PD的生产成本。为了克服纯培养技术的缺点,本论文以微生物菌群为研究对象,考察了微生物菌群转化粗甘油生产1,3-PD的发酵特性、微生物菌群中单菌间的相互作用、微生物菌群的稳定性以及微生物菌群的结构组成对菌群功能的影响。主要研究结果如下:(1)从大连海域筛选了两个微生物菌群DL38和CJD-3,并通过间歇发酵实验对两个微生物菌群的发酵性能进行比较。实验结果表明:微生物菌群DL38生产1,3-PD的浓度和转化率要高于微生物菌群CJD-3,并且产生的副产物较少,两者的副产物中均不含BD,利于产物1,3-PD的分离纯化降低生产成本。在间歇发酵实验中微生物菌群DL38最高可耐受200 g/L甘油,1,3-PD的浓度可达到81.40g/L,转化率为0.63mol/mol。通过微生物菌群结构分析表明两个微生物菌群发酵性能的差异与两个菌群的结构组成有关,主产1,3-PD的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)在微生物菌群DL3 8中所占的比例(95.57%)显着高于在微生物菌群CJD-3中所占的比例(85.99%)。从微生物菌群DL38中分离纯化了三株克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae):单菌W3、Y1和Y5。当甘油浓度为40g/L时,单菌W3主产1,3-PD(17.84g/L),是微生物菌群DL38的优势菌株;单菌Y5主产1,3-PD(9.63 g/L)和乙醇(7.60 g/L),而单菌Y1主产乙醇(12.69 g/L)。当三种单菌按照比例W3:Y5:Y1=208:82:17进行混合发酵时发酵性能最佳,并且优于其他单菌混合比例和单菌W3单独发酵,表明在自然状态下微生物菌群的组成具有一定的优越性和合理性,并且单菌之间的协同作用可以提高混合菌群的底物耐受性和1,3-PD的产量。(2)通过间歇发酵实验和微生物菌群结构分析,考察了影响微生物菌群稳定性及发酵性能的关键因素。实验结果表明:随着传代培养次数的增加,微生物菌群DL38的发酵性能发生了改变(该此菌群命名为DL38-BH),如发酵时间延长,1,3-PD的产量和转化率下降,并且副产物中乳酸、乙醇的产量增加。通过16SrRNA高通量测序发现,微生物菌群DL38的结构组成发生了显着变化,如微生物菌群中主产1,3-PD的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)在菌群中的比例从95.57%降低到71.46%,而不产1,3-PD的肠球菌科(Enterococcaceae)和莫拉氏菌科(Moraxellaceae)的比例大幅度增加,分别从2.10%和1.21%增加到15.31%和12.97%。通过间歇发酵实验发现,微生物菌群DL38-BH中主产1,3-PD的单菌W3-BH发酵甘油的时间延长,并且1,3-PD的产量下降,副产物中乳酸和乙醇的含量大幅度增加;单菌Y5-BH消耗甘油的速度加快,1,3-PD的产量降低,乳酸和乙醇的产量均增加;单菌Y1-BH消耗甘油的速度也加快,1,3-PD、乳酸、乙酸的产量增加,但乙醇的产量有所下降。由此推断正是由于微生物菌群结构组成和菌群中单菌发酵性能的变化,导致了原始微生物菌群DL38发酵性能的改变。(3)通过间歇发酵实验和微生物菌群结构分析,考察了离子液体对微生物菌群转化粗甘油生产1,3-PD的影响。实验结果表明:离子液体对微生物菌群发酵性能的影响不仅与离子液体的种类有关,还与离子液体和底物的浓度有关。当粗甘油的浓度为60 g/L、[Emim][TfO]为10 g/L时,微生物菌群DL38-BH生产1,3-PD的浓度和转化率显着提高,分别由23.14g/L、0.45 mol/mol增加到31.17 g/L、0.60 mol/mol。与对照组相比,添加离子液体[Emim][TfO]后的微生物菌群DL38-BH中主产1,3-PD的克雷伯氏菌属(Klebsiella)的数量和比例显着增加,分别由51346个、79.20%增加到55514个、89.50%,而菌群中不产1,3-PD菌属的含量显着下降。菌群DL38-BH中Klebsiella含量的增加提高了与甘油代谢相关的三种关键酶(GDH、GDHt和PDOR)的活性,从而使产物1,3-PD的产量和转化率有所提高。在利用单菌进行间歇发酵中,离子液体影响单菌生产副产物的种类和产量,但是对1,3-PD的产量和转化率并没有显着的影响。由此得出结论,离子液体通过调整微生物菌群的结构组成来影响菌群的发酵性能。(4)通过添加抗生素和微生物菌群中优势种的方式,考察微生物菌群结构的改变对菌群发酵性能的影响。实验结果表明:氨苄青霉素虽然提高了微生物菌群DL38-BH中克雷伯氏菌属所占的比例(由85.86%增加到94.98%),使甘油消耗速度加快,但是1,3-PD的产量并没有增加,可能是由于菌群中主产乙醇的单菌Y5-BH和Y1-BH比例增加的缘故。通过增加微生物菌群中单菌W3-BH和Y5-BH的比例对菌群结构进行调整,提高了微生物菌群DL38-BH的发酵性能,发酵时间由30 h缩短到26 h,1,3-PD的产量和转化率有所增加,分别由 21.31 g/L、0.25 mol/mol 提高到 37.16 g/L、0.35 mol/mol。综上所述,微生物菌群发酵技术可以代替纯培养发酵技术来解决廉价原料难以利用、底物转化率低、副产物多、发酵和分离成本高等产业化难题,为微生物菌群用于其他生物基化学品的生产制备提供参考。
刘琳,曹曦跃,颜佳超,陈国成,彭婕,邹宜均,付佳琪,陈天盈,曹毅[4](2018)在《固定化罗伊氏乳杆菌在非严格厌氧条件下产1,3-丙二醇的研究》文中研究指明1,3-丙二醇是一种重要的平台化合物,可广泛应用于聚合物(聚酯类,聚醚类,聚氨酯类)与作为合成杂环化合物的中间体。本研究首次将固定化技术运用于罗伊氏乳杆菌产1,3-丙二醇研究,旨在探索不同固定化材料对罗伊氏乳杆菌在非严格厌氧条件下催化甘油产1,3-丙二醇的影响。研究表明,在非严格厌氧条件下,相对于海藻酸钠包埋菌体而言,采用硅藻土及斜发沸石吸附生长法固定化细胞1,3-丙二醇产量更高,产物浓度可达19.16 g/L。硅藻土固定化细胞相对于游离细胞,1,3-丙二醇产量提高35.5%,固定化细胞重复利用5次,1,3-丙二醇产量仍保持在58.04%,证明固定化效果良好。本研究以罗伊氏乳杆菌优良的菌株优势及固定化技术在非严格厌氧条件下,短时,高效生产1,3-丙二醇,为工业化大规模生产1,3-丙二醇奠定了理论基础。
毕生雷[5](2016)在《1,3-丙二醇离子交换工艺优化与应用研究》文中指出天冠集团1,3-丙二醇生产线在除盐环节采用的是电渗析技术,但是在1,3-丙二醇生产过程中,电渗析法存在着除盐时间长、产品收率低、离子膜结垢严重、运行成本高等诸多问题,因此迫切需要找到较好的替代方法。本论文通过比较各种除盐方法的优劣,选择使用离子交换法来代替电渗析技术。论文首先采用静态实验考察凝胶树脂和大孔树脂在1,3-丙二醇除盐中的效果,通过比对吸附酸根情况、pH变化、洗脱效果等试验结果,选用了大孔树脂。随后通过对pH、色值、出料电导率等指标进行考察,从不同公司所提供的树脂样品中做了进一步的筛选,最终确定使用西安蓝晓公司的DO10、D363b树脂。其次,通过动态柱实验优化了过程工艺参数,最终确定阳阴树脂装填比例为1:1、树脂高径比为7:1、物料流速为2 BV/h。在该操作条件下,出料情况比较理想,收率可以达到95%以上、出料pH呈中性且仅含有微量的易挥发性乙酸,不含腐蚀性强难挥发的乳酸,符合下游处理的要求。最后,基于上述的优化结果,在中试设备上开展了试运行研究,结果表明:处理量可以达到8 BV、出料混合液总体电导率低于2000 us/cm、1,3-丙二醇和2,3-丁二醇收率均高于95%。在年产千吨1,3-PDO生产线上应用新工艺每年可节约成本34.91万元,比原来降低31.13%。
王凤寰[6](2007)在《产1,3-丙二醇基因工程菌的构建》文中研究表明1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,在聚酯合成领域有很好的应用前景,其生物生产方法已经引起了广泛的重视。在主要的1,3-PD生产菌之一——克雷伯肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)中,甘油通过两个酶转化成1,3-PD,分别是甘油脱水酶(GDHt)和1,3-丙二醇氧化还原酶(PDOR)。本实验克隆了K. pneumoniae中编码1,3-丙二醇氧化还原酶的基因dhaT,在大肠杆菌中进行了表达研究。采用胞内表达方式,1,3-丙二醇氧化还原酶以很好的可溶性蛋白存在,酶活达到96.8U/ml。经亲和层析纯化后,研究了重组1,3-丙二醇氧化还原酶的pH稳定性及温度稳定性,重组酶的最适pH为9.5,最适温度为30℃。克隆了K. pneumoniae中编码甘油脱水酶的dhaB基因,构建了三种不同的表达质粒,在大肠杆菌中进行了表达研究。SDS-PAGE和酶活分析结果表明,直接表达整个阅读框架时,只有α亚基得到表达;串连表达时,在基因之间引入人为设计的RBS序列,能够有效的表达甘油脱水酶的三个亚基;融合表达则是去掉了dhaB1及dhaB2的终止密码,在两两亚基之间各引入了10个简单氨基酸残基。串连表达方式的酶活最高,经进分离纯化后酶活达90U/mg。克隆了甘油脱水酶再激活因子的基因(gdrAB)并在大肠杆菌中实现了表达,作为甘油脱水酶的分子伴侣,再激活因子能够有效的激活失活的甘油脱水酶,使得甘油脱水酶在催化甘油转化为3-羟基丙醛时的活力大大提高。利用含有不相容质粒的重组大肠杆菌系统,双质粒共同表达1,3-丙二醇代谢途径中的关键酶基因dhaB和dhaT,以及甘油脱水酶再激活因子基因gdrAB,在有选择压力存在的条件下,重组菌可以保持较好的质粒稳定性,同时可以有效的表达目的蛋白。另外尝试了使用1,3-丙二醇氧化还原酶的同功酶——醇氧化还原酶编码基因yqhD替代dhaT,构建的两株重组菌的1,3-丙二醇产量分别达到8.6g/l和13.2g/l。为了提高K. pneumoniae的生产强度及效率,本实验构建了表达质粒pKP-28a-dhaBY,并在K. pneumoniae体内进行表达,利用重组菌生产1,3-丙二醇,无论在厌氧还是微氧条件下,重组菌1,3-丙二醇代谢途径关键酶的酶活显着提高。对构建的重组克雷伯肺炎杆菌进行了微氧发酵,转化率比厌氧时稍微降低,但1,3-丙二醇浓度和生产强度有所提高。在微氧条件下以葡萄糖为辅助碳源进行发酵,初始添加8g/l葡萄糖可以将生产强度提高30%以上;以甘油:葡萄糖=8:1的比例补料可以将甘油转化率提高16%;发酵初始和补料均添加葡萄糖时,重组菌的1,3-丙二醇浓度、甘油转化率和生产强度比野生克雷伯菌依次提高了19.2%、8.3%和19.2%。采用重组克雷伯肺炎杆菌结合微氧和加糖的补料批式发酵,1,3-丙二醇浓度(69.5g/l)、甘油转化率(0.65mol/mol)和生产强度(2.32g/lh)比最初的野生型厌氧发酵的1,3-丙二醇浓度(55.6g/l)、甘油转化率(0.54mol/mol)和生产强度(1.25glh)依次提高了25%、20.4%和85.6%,而且发酵过程中乳酸含量极低。为了提高重组K. pneumoniae的产物耐受力从而提高产量,本研究使用紫外线一氯化锂复合诱变联合菌种驯化的方法,对构建的重组K pneumoniae进行了诱变与筛选工作,获得了可耐受较高1,3-丙二醇浓度的优良突变菌株M-5。与诱变驯化前相比,1,3-丙二醇产量提高了24%,乙酸产量也有相应的提高,而乙醇产量有所降低。与最初的野生克雷伯肺炎杆菌厌氧发酵相比,1,3-丙二醇产量提高了56.1%,生产强度提高了131.5%。经过30L发酵罐放大,产量基本维持在87g/l。通过同源重组的手段敲除了K pneumoniae的乙醛脱氢酶基因。摇瓶筛选得到了三株突变菌株,将乙醇产量最低的6号突变株应用于发酵中,发酵进行到12h~16h,菌体停止生长,代谢也基本停止,不再产生1,3-丙二醇,和亲株同期相比,生物量少了3个OD,乙醇浓度减少了37%,乙酸浓度比亲株同期增大了一倍,菌体生长受到明显影响。通过驯化提高菌体对乙酸的耐受力有望改变这种不利状况。
任良栋[7](2013)在《克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇工艺研究》文中研究说明1,3-丙二醇(1,3-propanediol,简称1,3-PD)是一种重要的化工原料,被广泛应用于印染、涂料、油墨、药物、抗冻剂、润滑剂等领域,尤其作为单体合成新型聚酯材料PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)受到人们广泛关注。1,3-PD的生产方法主要有化学合成和微生物发酵法,由于石化资源的短缺,近年来微生物发酵法生产1,3-PD成为国内外研究的热点。本文从工业化角度出发,研究了5L发酵罐中1,3-PD分批和补料分批发酵工艺,并在摇瓶中研究了Klebsiella pneumoniae固定化发酵1,3-PD的可行性,最后研究了发酵液中1,3-PD的分离纯化工艺,为1,3-PD工业化生产提供了指导数据。首先,在5L发酵罐中研究了Klebsiella pneumonia2-1的分批发酵条件,通过单因素分析和正交实验,确定了最佳工艺条件:初始甘油浓度50g/L,(NH4)2SO4浓度6g/L,最适温度37℃,最适pH7.0,最佳接种量为10%,在此条件下菌体的生长速率和1,3-PD的生成速率都较快,其中1,3-PD最大浓度为24.79g/L,发酵强度为2.479g/(L·h),转化率达到54%(g/g)。其次,在分批发酵优化条件的基础上,对Klebsiella pneumonia2-1补料分批发酵工艺进行了研究,通过对不同补料起始时间和不同补料方式(连续恒速流加、间歇定量流加、甘油反馈流加)对发酵结果影响的比较,确定了该菌补料分批发酵的最优条件:在对数生长中期,按照甘油反馈流加方式,使底物甘油浓度保持在20g/L左右。研究表明,按照甘油反馈流加方式发酵到第24h时,菌体650nm吸光值为10.38,1,3-PD的浓度为80.45g/L,生产强度为3.35g/(L·h),其中甘油对1,3-PD的质量转化率达到了62.8%,明显优于其他补料方式的发酵结果。第三,研究了固定化Klebsiella pneumonia2-1发酵生产1,3-PD的可行性。通过对四种常见的包埋材料固定化Klebsiella pneumonia2-1发酵生产1,3-丙二醇的研究发现,海藻酸钙固定化无论在制备难易还是在发酵强度上都有很大优势,并进一步确定了海藻酸钙固定化的最优条件:海藻酸钠浓度6%(w/v),CaCl2浓度4%(w/v),交联时间4h。相对于游离发酵,固定化发酵1,3-丙二醇终浓度提高了7.4%,发酵强度达到了1.04g/(L h)。此外,固定化颗粒连续发酵6批次,机械强度和发酵水平并没有明显降低。最后,初步探索了Klebsiella pneumonia2-1发酵液中1,3-PD的分离纯化工艺,对1,3-PD发酵液中菌体、蛋白和盐类的去除工艺进行了研究。实验表明,壳聚糖是一种很好的有机大分子絮凝剂,其最佳的絮凝条件为:壳聚糖终浓度为0.6g/L,温度为37℃,pH为5.0,搅拌时间20min,静置20min,此时1,3-PD发酵液中菌体的去除率达到了99.87%。此外,利用添加氯化钙并煮沸的方法可以去除发酵液中84.7%的蛋白质;采用醇沉-超滤除盐工艺,盐的去除率达到了79.2%,并且得到了纯度为85.68%的1,3-PD粗提液。
任良栋,王瑞明,马春玲,黎丽[8](2012)在《克雷伯氏菌固定化技术发酵生产1,3-丙二醇》文中进行了进一步梳理通过对4种常见的包埋材料固定化克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇的研究发现,海藻酸钙固定化无论在制备难易还是在发酵强度上都有很大优势,并进一步确定了海藻酸钙固定化的最优条件:海藻酸钠质量浓度6%,CaCl2质量浓度4%,交联时间4 h。相对于游离发酵,固定化发酵1,3-丙二醇终浓度提高了7.4%,发酵强度达到了1.04 g/(L.h)。此外,固定化克雷伯氏菌还能用于1,3-丙二醇半连续发酵。
郑战伟,夏德水,孙娟[9](2011)在《微胶囊技术及其在发酵产品中的研究进展》文中研究说明随着发酵产品在食品中所占比例日益增长,采用微胶囊技术使得被包埋的内含物更好地发挥其功能成为研究热点。主要阐述了微胶囊技术在发酵产品方面的应用进展,并对微胶囊技术在食品中的应用前景做出了展望。
李武岳[10](2010)在《发酵法产1,3-丙二醇的应用基础研究》文中认为1,3-丙二醇是一种重要的化工原料,它具有多种用途,可作为润滑剂、抗冻剂、溶剂、粘合剂和保护剂等,在化妆品、纺织、食品和医药等领域都有广阔的应用。1,3-丙二醇可作为杂环中间体,并且可以作为单体合成多种聚酯,聚氨酯等聚合物。发酵生产1,3-丙二醇的底物一般为甘油,最近几年,甘油的产量随生物柴油产业的发展而增加,其价格有所下降,为发酵法生产1,3-丙二醇降低了成本,加快了这种方法的商业化进程。本文对发酵法生产1,3-丙二醇的基础工艺条件进行了优化。菌种培养选用酵母粉与(NH4)2SO4混合的复合氮源,适宜的碳氮比为5。发酵培养基中选用玉米浆作为有机氮源,添加8g/L的葡萄糖能够提高1,3-丙二醇得率。发酵副产物对1,3-丙二醇的生成有一定的影响,少量的乙酸能够促进1,3-丙二醇的形成,乙酸浓度为0.6g/L时,促进效果最明显,而增加到1g/L则起到抑制作用。乙醇浓度为2g/L时也有一定的促进作用,而大于4 g/L就会对1,3-丙二醇的生成产生抑制。摇瓶条件下单批发酵96 h,1,3-丙二醇浓度可达9.65g/L,甘油利用率为87.2%,1,3-丙二醇得率为67.0%。在3.7L自控式发酵罐中批式发酵生产1,3-丙二醇,适宜的工艺参数为:通气量0.2 vvm,搅拌速率300 rpm,发酵96 h,1,3-丙二醇的浓度为8.12 g/L,甘油利用率和1,3-丙二醇得率分别为79.2%和62.1%。补料分批发酵研究结果表明:甘油、玉米浆和葡萄糖作混合补料的发酵条件效果最好。发酵48 h后每12 h添加2g/L甘油,1.6 g/L葡萄糖,1.2g/L玉米浆(终浓度),到240 h 1,3-丙二醇浓度达26.97 g/L,甘油利用率为82.8%,1,3-丙二醇得率为62.6%。双阶段补料发酵在144 h之前的操作同前,144 h后,每隔12 h添加的补料浓度增加一倍,发酵360 h,1,3-丙二醇浓度为58.78g/L,甘油总利用率和1,3-丙二醇得率分别为:88.2%和67.2%。采用海藻酸钠包埋法固定化克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae),对固定化细胞发酵生产1,3-丙二醇的工艺进行了研究,确立了适宜的工艺参数为:固定化凝胶珠用量15%(V/V),温度37℃,pH 6.7,初始甘油浓度40g/L。固定化细胞发酵生产1,3-丙二醇的发酵周期为72 h,与游离细胞相比缩短了24 h。利用固定化细胞重复分批发酵生产1,3-丙二醇,6批发酵平均甘油利用率可达92.5%,1,3-丙二醇浓度为15.6g/L。固定化细胞稳定性较好,可以重复利用,有利于连续发酵及自动化控制。甘油是生物柴油发酵生产过程中的副产物,利用甘油发酵生产1,3-丙二醇具有良好的经济效益和社会效益。本论文的研究结果为进一步实现1,3-丙二醇的规模化生产奠定了基础。
二、克雷伯杆菌微胶囊化生产1,3-丙二醇的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、克雷伯杆菌微胶囊化生产1,3-丙二醇的研究(论文提纲范文)
(1)克雷伯氏菌高强度发酵生产1,3-丙二醇的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 1,3-丙二醇研究及应用 |
1.2 1,3-丙二醇的生产方法 |
1.2.1 化学合成法 |
1.2.2 微生物合成法 |
1.3 微生物法生产1,3-丙二醇的菌株 |
1.4 生产1,3-丙二醇的代谢途径 |
1.5 固定化技术的研究进展 |
1.5.1 固定化技术的方法 |
1.5.2 固定化技术发酵生产1,3-丙二醇 |
1.5.3 固定化载体材料—纤维素 |
1.6 细菌磷酸转移酶系统的概况 |
1.6.1 磷酸转移酶系统中糖的转运机制 |
1.6.2 磷酸转移酶系统在代谢工程中的应用 |
1.7 课题研究内容 |
第2章 克雷伯氏菌细胞的固定化研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料与设备 |
2.2.1 主要试剂及菌种来源 |
2.2.2 主要仪器设备与试剂 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 固定化克雷伯氏菌颗粒的制备 |
2.3.2 游离菌体细胞发酵实验 |
2.3.3 固定化颗粒的发酵实验 |
2.4 分析方法 |
2.4.1 固定化颗粒的机械强度 |
2.4.2 固定化颗粒的外观及其内部结构的表征 |
2.4.3 固定化颗粒的溶胀率 |
2.4.4 生物量的检测 |
2.4.5 1,3-丙二醇的检测方法 |
2.4.6 甘油的检测方法 |
2.4.7 发酵强度的计算方式 |
2.5 实验结果与讨论 |
2.5.1 机械强度及韧性 |
2.5.2 固定化颗粒的溶胀情况 |
2.5.3 固定化颗粒的扫描电镜结果 |
2.5.4 固定化条件的优化 |
2.6 本章小结 |
第3章 固定化克雷伯氏菌连续发酵生产1,3-丙二醇的优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与设备 |
3.2.1 主要菌种来源 |
3.2.2 主要仪器设备 |
3.2.3 实验试剂 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 固定化颗粒制备 |
3.3.2 固定化颗粒连续发酵 |
3.3.3 培养基 |
3.4 分析方法 |
3.4.1 生物量检测 |
3.4.2 1,3-丙二醇的检测方法 |
3.4.3 甘油的检测方法 |
3.4.4 发酵强度的计算方式 |
3.5 发酵条件的优化 |
3.6 实验结果与讨论 |
3.7 本章小结 |
第4章 克雷伯氏菌磷酸转移酶系统的改造 |
4.1 引言 |
4.1.1 克雷伯氏菌crr基因敲除意义 |
4.1.2 λRed重组技术 |
4.2 实验材料与设备 |
4.2.1 菌株及主要试剂来源 |
4.2.2 实验仪器与设备 |
4.2.3 主要溶液的配制 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 克雷伯氏菌葡萄糖特异性转运酶的克隆 |
4.3.2 卡那霉素抗性基因的克隆 |
4.3.3 同源重组片段C1-Kan-C3的构建 |
4.3.4 crr基因的敲除 |
4.3.5 Klebsiella pueumouia2-1△crr的发酵验证 |
4.4 实验结果与讨论 |
4.4.1 crr基因的克隆与纯化 |
4.4.2 卡那霉素抗性基因的克隆与纯化 |
4.4.3 同源重组片段C1-Kan-C3的构建 |
4.4.4 Klebsiella pueumouia2-1△crr的构建 |
4.4.5 Klebsiella pueumouia2-1△crr的发酵特性研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 全文总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间主要科研成果 |
一、发表学术论文 |
二、发明专利 |
(2)罗伊氏乳杆菌发酵制备抑菌物质及其特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 乳酸菌及其主要抑菌产物 |
1.1.1 乳酸菌 |
1.1.2 乳酸菌的主要抑菌产物 |
1.1.3 罗伊氏乳杆菌 |
1.1.4 罗伊氏乳杆菌的主要抑菌产物 |
1.2 乳酸菌发酵液抑菌效果的影响因素 |
1.2.1 发酵条件 |
1.2.2 环境因素 |
1.3 蛋白质类抑菌物质的分离方法 |
1.3.1 盐析 |
1.3.2 有机溶剂萃取 |
1.3.3 膜分离 |
1.3.4 离子交换层析 |
1.3.5 凝胶过滤层析 |
1.3.6 高效液相色谱 |
1.4 分子量测定方法 |
1.4.1 聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
1.4.2 生物质谱技术 |
1.5 罗伊氏乳杆菌在食品中的应用 |
1.5.1 在食品中的防腐保鲜应用 |
1.5.2 在食品中的其他应用 |
1.6 立题依据及研究内容 |
1.6.1 立题依据 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 罗伊氏乳杆菌发酵液的抑菌特性研究 |
2.1 前言 |
2.2 材料与仪器 |
2.2.1 菌种 |
2.2.2 主要试剂 |
2.2.3 主要仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 培养基及试剂的制备 |
2.3.2 罗伊氏乳杆菌的活化培养与发酵上清液制备 |
2.3.3 罗伊氏乳杆菌发酵液的参数测定 |
2.3.4 罗伊氏乳杆菌发酵液的抑菌特性研究 |
2.3.5 数据处理 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 指示菌对LYS-1发酵液抑菌活性的影响 |
2.4.2 pH值对LYS-1发酵液抑菌活性的影响 |
2.4.3 热处理温度对LYS-1发酵液抑菌活性的影响 |
2.4.4 酶解处理对LYS-1发酵液抑菌活性的影响。 |
2.5 本章小结 |
第三章 碳氮源对罗伊氏乳杆菌发酵液抑菌效果的影响研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与仪器 |
3.2.1 菌种 |
3.2.2 主要试剂 |
3.2.3 主要仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 培养基及试剂的制备 |
3.3.2 罗伊氏乳杆菌的活化培养与发酵上清液制备 |
3.3.3 碳源对LYS-1发酵液抑菌效果的影响 |
3.3.4 氮源对LYS-1发酵液抑菌效果的影响 |
3.3.5 碳氮比对LYS-1发酵液活菌数和抑菌效果的影响 |
3.3.6 数据处理 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 碳源对LYS-1发酵液抑菌效果的影响 |
3.4.2 氮源对LYS-1发酵液抑菌效果的影响 |
3.4.3 碳氮比对LYS-1发酵液抑菌效果的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 罗伊氏乳杆菌发酵液抑菌成分的分析研究 |
4.1 前言 |
4.2 材料与仪器 |
4.2.1 菌种 |
4.2.2 主要试剂 |
4.2.3 主要仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 培养基及试剂的制备 |
4.3.2 罗伊氏乳杆菌的活化培养与发酵上清液制备 |
4.3.3 罗伊氏乳杆菌发酵上清液的抑菌效果测定 |
4.3.4 罗伊氏乳杆菌发酵液中3-羟基丙醛(3-HPA)的分析 |
4.3.5 罗伊氏乳杆菌发酵液的真空蒸馏处理 |
4.3.6 罗伊氏乳杆菌发酵液的强酸水解处理 |
4.3.7 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)测定挥发性成分 |
4.3.8 罗伊氏乳杆菌发酵上清液肽类物质的分离与分析 |
4.3.9 数据处理 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 LYS-1发酵液中3-羟基丙醛的分析 |
4.4.2 LYS-1发酵液的真空蒸馏处理 |
4.4.3 LYS-1发酵液的强酸水解处理 |
4.4.4 HS-SPME-GC-MS测定挥发性成分 |
4.4.5 LYS-1发酵上清液肽类物质的分离与分析 |
4.5 本章小结 |
结论 |
1 结论 |
2 创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(3)微生物菌群发酵粗甘油生产1,3-丙二醇的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 生物基化学品的概况 |
1.1.1 生物基平台化合物 |
1.1.2 生物炼制 |
1.2 1,3-丙二醇的研究进展 |
1.2.1 生产1,3-丙二醇的菌种 |
1.2.2 生物法生产1,3-丙二醇的原料 |
1.2.3 甘油生物转化1,3-丙二醇的代谢途径 |
1.2.4 生物法生产1,3-丙二醇的工艺类型 |
1.2.5 生物法生产1,3-丙二醇的分离提取工艺 |
1.3 微生物组的研究进展 |
1.3.1 微生物与微生物组 |
1.3.2 工业微生物组的应用 |
1.3.3 微生物组的研究方法 |
1.3.4 人工微生物菌群的研究 |
1.3.5 微生物组中细胞间的相互作用 |
1.4 微生物菌群结构与代谢调控方式 |
1.4.1 离子液体在生物炼制中的应用 |
1.4.2 抗生素对微生物的作用机制 |
1.5 本文主要研究思路 |
2 微生物菌群的筛选及发酵性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 接种物 |
2.2.4 培养基配制 |
2.2.5 实验方法 |
2.2.6 分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 微生物菌群的筛选 |
2.3.2 微生物菌群的结构分析 |
2.3.3 微生物菌群DL38的发酵性能实验 |
2.3.4 微生物菌群CJD-3的发酵性能实验 |
2.3.5 微生物菌群DL38中单菌的发酵性能实验 |
2.4 本章小结 |
3 微生物菌群的稳定性研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 接种物 |
3.2.4 培养基配制 |
3.2.5 实验方法 |
3.2.6 分析方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 微生物菌群发酵性能的变化 |
3.3.2 微生物菌群结构的变化 |
3.3.3 微生物菌群中单菌发酵性能的变化 |
3.3.4 单菌W3-BH底物耐受性实验 |
3.3.5 单菌Y5-BH转化甘油生产1,3-PD和乙醇性能实验 |
3.3.6 单菌W3-BH、Y5-BH和Y1-BH混合发酵实验 |
3.4 本章小结 |
4 离子液体对微生物菌群发酵粗甘油生产1,3-丙二醇的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 接种物 |
4.2.4 培养基和试剂的配制 |
4.2.5 实验方法 |
4.2.6 分析方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 不同离子液体对微生物菌群间歇发酵的影响 |
4.3.2 不同浓度离子液体对微生物菌群间歇发酵的影响 |
4.3.3 不同底物浓度对含离子液体的微生物菌群间歇发酵的影响 |
4.3.4 [Emim][TfO]对微生物菌群胞内氧化还原状态的影响 |
4.3.5 [Emim][TfO]对3-羟基丙醛浓度的影响 |
4.3.6 [Emim][TfO]对微生物菌群甘油代谢中关键酶活性的影响 |
4.3.7 [Emim][TfO]对单菌转化粗甘油性能的影响 |
4.3.8 [Emim][TfO]对微生物菌群结构组成的影响 |
4.4 本章小结 |
5 微生物菌群结构调整对甘油代谢的影响 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 实验仪器 |
5.2.3 接种物 |
5.2.4 培养基配制 |
5.2.5 实验方法 |
5.2.6 分析方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 不同浓度抗生素对微生物生长的影响 |
5.3.2 抗生素对微生物菌群发酵性能的影响 |
5.3.3 抗生素对微生物菌群结构组成的影响 |
5.3.4 添加单菌对微生物菌群甘油代谢的影响 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
附录A 16S rDNA序列和高通量测序图 |
(4)固定化罗伊氏乳杆菌在非严格厌氧条件下产1,3-丙二醇的研究(论文提纲范文)
1 结果与分析 |
1.1 不同固定化材料对罗伊氏乳杆菌SCTCC102260发酵产1, 3-丙二醇的影响 |
1.2 固定化细胞重复利用情况 |
2 讨论 |
2.1 乳杆菌在不同培养条件下产1, 3-丙二醇研究 |
2.2 不同固定化材料对产1, 3-丙二醇的影响 |
2.3 氧化还原电势对1, 3-丙二醇合成的影响 |
3 材料与方法 |
3.1 菌种及培养基 |
3.2 试验材料 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 固定化方法 |
3.3.2 固定化细胞形态观察 |
3.3.3 色谱条件 |
3.3.4 回收固定化细胞 |
3.3.5 统计学分析 |
(5)1,3-丙二醇离子交换工艺优化与应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 1,3-PDO生产方法研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.1.1 丙烯醛法 |
1.2.1.2 环氧乙烷法 |
1.2.1.3 微生物发酵法 |
1.2.1.4 微生物发酵法的研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.2.2.1 上海石化 |
1.2.2.2 黑龙江石化院 |
1.2.2.3 兰州石化院 |
1.2.2.4 北化院 |
1.2.2.5 清华大学 |
1.2.2.6 大连理工大学 |
1.3 国内1,3-PDO生产现状和市场需求 |
1.3.1 国内生产现状 |
1.3.2 市场需求分析 |
1.4 1,3-PDO脱盐技术 |
1.4.1 电渗析 |
1.4.1.1 概述 |
1.4.1.2 电渗析原理 |
1.4.1.3 电渗析特点 |
1.4.2 电去离子 |
1.4.2.1 概述 |
1.4.2.2 电去离子原理 |
1.4.2.3 电去离子技术特点 |
1.4.3 离子交换 |
1.4.3.1 概述 |
1.4.3.2 离子交换原理 |
1.4.3.3 离子交换技术的特点 |
1.4.4 1,3-丙二醇脱盐技术研究和应用进展 |
1.5 课题提出的背景 |
1.5.1 脱盐时间长 |
1.5.2 收率低 |
1.5.3 结垢严重 |
1.5.4 运行成本偏高 |
第2章 静态吸附法筛选离子交换树脂 |
2.1 前言 |
2.2 实验材料 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 树脂的预处理 |
2.3.2 交换容量 |
2.3.3 吸附量 |
2.3.4 物质浓度的测定 |
2.4 实验结果与讨论 |
2.4.1 交换容量 |
2.4.2 酸根吸附效果 |
2.4.3 中性物质吸附效果 |
2.4.4 静态吸附过程中摇瓶物料pH变化图 |
2.4.5 静态吸附过程中电导率变化图 |
2.4.6 树脂再生与漂洗 |
2.5 小结 |
第3章 动态柱法优化过程工艺参数 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 样品的收集 |
3.3.2 样品的测定 |
3.3.3 树脂的预处理方法 |
3.3.3.1 膨胀净化 |
3.3.3.2 酸碱处理 |
3.3.3.3 转型 |
3.3.4 进料停止和水顶洗停止 |
3.3.5 计算公式 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 动态柱实验 |
3.4.2 树脂选型 |
3.4.2.1 出料混合液电导率对比 |
3.4.2.2 出料混合液色值对比 |
3.4.2.3 出料混合液色值对比 |
3.4.2.4 出料混合液的1,3—PDO收率和2.3—BD收率对比 |
3.4.2.5 出料混合液的乳酸收率和洗脱收率对比 |
3.4.2.6 出料混合液的丁二酸收率和洗脱收率对比 |
3.4.2.7 出料混合液的乙酸收率和洗脱收率对比 |
3.4.3 树脂填充比例 |
3.4.4 树脂填充高径比实验 |
3.4.5 流速实验 |
3.5 小结 |
第4章 生产规模的过程评价 |
4.1 前言 |
4.2 实验材料 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 样品的收集 |
4.3.2 样品的测定 |
4.3.3 树脂的预处理方法 |
4.3.3.1 膨胀净化 |
4.3.3.2 酸碱处理 |
4.3.3.3 转型 |
4.3.4 进料停止和水顶洗停止 |
4.3.5 收率计算方法 |
4.4 实验结果与讨论 |
4.5 经济效益评价 |
4.6 小结 |
第5章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
参考文献 |
作者简历 |
教育简历 |
攻读硕士学位论文期间主要科研成果 |
(6)产1,3-丙二醇基因工程菌的构建(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 文献综述 |
1.1 1,3-丙二醇概况 |
1.1.1 1,3-丙二醇的理化性质 |
1.1.2 1,3-丙二醇的用途 |
1.1.3 1,3-丙二醇的生产方法 |
1.2 微生物发酵生产1,3-丙二醇 |
1.2.1 产生1,3-丙二醇的微生物 |
1.2.2 1,3-丙二醇的代谢途径 |
1.2.3 1,3-丙二醇代谢中的关键酶及基因 |
1.2.3.1 甘油脱水酶(GDHt) |
1.2.3.2 甘油脱水酶再激活酶 |
1.2.3.3 1,3-PD氧化还原酶(PDOR) |
1.2.3.4 1,3-PD氧化还原酶的同功酶 |
1.2.3.5 甘油脱氢酶(GDH) |
1.2.3.6 二羟基丙酮激酶(DHAK) |
1.2.4 1,3-丙二醇的发酵过程的研究与开发 |
1.2.4.1 菌株选择 |
1.2.4.2 底物和产物耐受型菌株的筛选 |
1.2.4.3 发酵工艺的研究 |
1.2.4.4 产物和代谢中间产物对1,3-丙二醇发酵的影响 |
1.2.4.5 发酵过程的动力学研究 |
1.2.5 代谢网络工程的研究 |
1.2.5.1 1,3-丙二醇代谢网络分析 |
1.2.5.2 代谢网络调控 |
1.2.6 产1,3-丙二醇基因工程菌的研究 |
1.2.6.1 基因工程菌的构建策略 |
1.2.6.2 甘油转化1,3-丙二醇 |
1.2.6.3 葡萄糖转化1,3-丙二醇 |
1.2.6.4 副产物途径的敲除 |
1.2.7 1,3-丙二醇的分离纯化 |
1.3 存在的问题及展望 |
1.4 本课题的研究意义和立题依据 |
参考文献 |
第二章 1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达 |
2.1 引言 |
2.2 材料和方法 |
2.2.1 菌株和质粒 |
2.2.2 试验试剂及仪器设备 |
2.2.3 培养基 |
2.2.4 实验方法 |
2.2.4.1 克雷伯肺炎杆菌基因组DNA的提取 |
2.2.4.2 聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因dhaT |
2.2.4.3 琼脂糖凝胶电泳 |
2.2.4.4 从普通琼脂糖凝胶中回收DNA片段 |
2.2.4.5 目的基因与T载体的连接 |
2.2.4.6 重组DNA的电转化 |
2.2.4.7 阳性克隆的筛选 |
2.2.4.8 PCR产物的克隆和序列分析 |
2.2.4.9 重组表达质粒的构建 |
2.2.4.10 重组子的鉴定 |
2.2.4.11 大肠杆菌中诱导表达1,3-丙二醇氧化还原酶 |
2.2.4.12 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白浓度测定 |
2.2.4.13 超声波破碎细胞以及蛋白定位 |
2.2.4.14 亲和层析纯化1,3-丙二醇氧化还原酶 |
2.2.4.15 1,3-丙二醇氧化还原酶酶活测定 |
2.3 结果和讨论 |
2.3.1 克雷伯肺炎杆菌(K.pneumoniae K4)基因组的提取 |
2.3.2 PCR扩增dhaTa和dhaTb |
2.3.3 T载体重组子的鉴定 |
2.3.4 dhaT基因的序列分析 |
2.3.5 重组表达载体的构建和鉴定 |
2.3.5.1 菌落PCR鉴定 |
2.3.5.2 酶切鉴定 |
2.3.6 重组1,3-丙二醇氧化还原酶的表达 |
2.3.6.1 重组大肠杆菌(pET-28a-dhaTa)胞内表达1,3-丙二醇氧化还原酶 |
2.3.6.2 重组大肠杆菌(pET-22b-dhaTb)胞间质分泌表达1,3-丙二醇氧化还原酶 |
2.3.7 重组1,3-丙二醇氧化还原酶的活性分析 |
2.3.8 重组1,3-丙二醇氧化还原酶的分离纯化及性质研究 |
2.3.8.1 Ni离子亲和层析纯化重组1,3-丙二醇氧化还原酶 |
2.3.8.2 pH值对重组1,3-丙二醇氧化还原酶的影响 |
2.3.8.3 温度对重组1,3-丙二醇氧化还原酶的影响 |
2.4 小结 |
参考文献 |
第三章 甘油脱水酶及其再激活因子基因的克隆、表达及再激活作用 |
3.1 引言 |
3.2 材料和方法 |
3.2.1 菌株和质粒 |
3.2.2 试验试剂及仪器设备 |
3.2.3 培养基 |
3.2.4 实验方法 |
3.2.4.1 克雷伯肺炎杆菌基因组DNA的提取 |
3.2.4.2 dhaB基因的克隆及表达载体的构建 |
3.2.4.3 重组质粒的酶切鉴定 |
3.2.4.4 大肠杆菌中诱导表达甘油脱水酶 |
3.2.4.5 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白浓度测定 |
3.2.4.6 甘油脱水酶酶活测定 |
3.2.4.7 甘油脱水酶的纯化和序列测定 |
3.2.4.8 甘油脱水酶再激活因子基因gdrAB的克隆及表达载体的构建 |
3.2.4.9 甘油脱水酶的再激活反应 |
3.3 结果和讨论 |
3.3.1 PCR扩增甘油脱水酶基因dhaB及序列分析 |
3.3.2 重组表达载体的构建和酶切鉴定 |
3.3.3 重组甘油脱水酶的表达 |
3.3.4 重组甘油脱水酶酶活测定 |
3.3.5 重组甘油脱水酶的纯化和序列测定 |
3.3.6 甘油脱水酶再激活因子的克隆及表达载体的构建 |
3.3.6.1 甘油脱水酶再激活因子基因gdrAB的克隆 |
3.3.6.2 再激活因子表达载体的构建 |
3.3.6.3 甘油脱水酶再激活因子的表达 |
3.3.7 再激活因子对甘油脱水酶的再激活作用 |
3.4 小结 |
参考文献 |
第四章 大肠杆菌中共表达1,3-丙二醇关键酶基因及重组大肠杆菌的发酵 |
4.1 引言 |
4.2 材料和方法 |
4.2.1 菌株和质粒 |
4.2.2 试验试剂及仪器设备 |
4.2.3 培养基和培养条件 |
4.2.3.1 菌种培养基 |
4.2.3.2 发酵用培养基和培养条件 |
4.2.4 实验方法 |
4.2.4.1 dhaB与dhaT共表达载体的构建 |
4.2.4.2 重组载体pET-22b-gdrAB的构建 |
4.2.4.3 重组质粒pET-28a-dhaBT和pET-22b-gdrAB共转化E.coli BL21(DE3) |
4.2.4.4 不相容质粒稳定性测定 |
4.2.4.5 重组菌共表达甘油脱水酶、1,3-丙二醇氧化还原酶及再激活因子 |
4.2.4.6 yqhD替代dhaT的重组菌的构建和发酵 |
4.2.4.7 发酵液中甘油的测定方法-改进的高碘酸钠氧化法 |
4.2.4.8 发酵液中葡萄糖的测定方法 |
4.2.4.9 发酵液中代谢产物的高效液相色谱分析 |
4.3 结果和讨论 |
4.3.1 重组表达载体pET-28a-dhaBT的构建 |
4.3.2 重组载体pET-22b-gdrAB的酶切鉴定 |
4.3.3 重组质粒pET-28a-dhaBT和pET-22b-gdrAB共转化E.coil BL21(DE3)及不相容质粒稳定性的测定 |
4.3.4 重组菌共表达甘油脱水酶、1,3-丙二醇氧化还原酶及再激活因子 |
4.3.5 重组菌的批式流加发酵 |
4.3.6 yqhD替代dhaT的重组菌的构建和发酵 |
4.4 小结 |
参考文献 |
第五章 克雷伯肺炎杆菌中质粒载体的构建及1,3-丙二醇代谢途径关键酶活性的增强 |
5.1 引言 |
5.2 材料和方法 |
5.2.1 菌株和质粒 |
5.2.2 试验试剂及仪器设备 |
5.2.3 培养基 |
5.2.4 实验方法 |
5.2.4.1 克雷伯肺炎杆菌基因组及大肠杆菌基因组DNA的提取 |
5.2.4.2 克雷伯肺炎杆菌感受态细胞的制备 |
5.2.4.3 重组质粒pKP-28a-dhaBY的构建 |
5.2.4.4 重组质粒pKP-28a-dhaBY在K.pneumoniae中的稳定性 |
5.2.4.5 重组质粒pKP-28a-dhaBY在K.pneumoniae中的表达 |
5.2.4.6 细胞粗提液的制备及酶活分析 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 E.coli K12基因组的提取 |
5.3.2 大肠杆菌醇氧化还原酶基因(yqhD)的克隆 |
5.3.3 组成型启动子Pk的克隆 |
5.3.4 重组质粒pKP-28a-dhaBY的构建及鉴定 |
5.3.5 重组质粒pKP-28a-dhaBY在K.pneumoniae中的稳定性 |
5.3.6 重组质粒pKP-28a-dhaBY在K.pneumoniae中的表达 |
5.3.7 重组菌中关键酶酶活分析 |
5.4 小结 |
参考文献 |
第六章 重组克雷伯肺炎杆菌发酵产1,3-丙二醇 |
6.1 引言 |
6.2 材料和方法 |
6.2.1 菌株和质粒 |
6.2.2 试验试剂及仪器设备 |
6.2.3 培养基 |
6.2.4 发酵条件和培养方法 |
6.2.5 发酵参数分析 |
6.2.5.1 生物量的测定 |
6.2.5.2 底物和产物的测定 |
6.3 结果和讨论 |
6.3.1 供氧对重组克雷伯肺炎杆菌产1,3-丙二醇的影响 |
6.3.2 底物浓度对发酵的影响—底物抑制现象 |
6.3.3 葡萄糖作为辅助碳源对重组克雷伯肺炎杆菌产1,3-丙二醇的影响 |
6.3.3.1 发酵初始加糖对1,3-丙二醇发酵的影响 |
6.3.3.2 补料加糖对1,3-丙二醇发酵的影响 |
6.3.4 微氧条件下初始和补料均加糖时1,3-丙二醇的发酵 |
6.4 小结 |
参考文献 |
第七章 复合诱变联合菌种驯化提高重组菌的产物耐受性 |
7.1 引言 |
7.2 材料和方法 |
7.2.1 菌株 |
7.2.2 培养基 |
7.2.3 实验方法 |
7.2.3.1 紫外诱变 |
7.2.3.2 菌种驯化 |
7.2.3.3 摇瓶筛选 |
7.2.3.4 发酵实验 |
7.2.3.5 发酵参数分析 |
7.3 结果和讨论 |
7.3.1 诱变结果 |
7.3.2 驯化结果 |
7.3.3 摇瓶筛选 |
7.3.4 发酵罐实验 |
7.4 小结 |
参考文献 |
第八章 重组菌副产物乙醇途径中醛脱氢酶基因aldH的敲除及突变株的发酵 |
8.1 引言 |
8.2 材料和方法 |
8.2.1 菌株和质粒 |
8.2.2 试验试剂及仪器设备 |
8.2.3 培养基 |
8.2.4 实验方法 |
8.2.4.1 克雷伯肺炎杆菌基因组的提取 |
8.2.4.2 克雷伯肺炎杆菌感受态细胞的制备 |
8.2.4.3 乙醛脱氢酶基因(aldH)的克隆 |
8.2.4.4 PCR扩增四环素抗性基因(Tet) |
8.2.4.5 重组质粒pMD18-T-aldH-Tet的构建 |
8.2.4.6 同源重组构建aldH基因缺失的重组克雷伯肺炎杆菌 |
8.2.4.7 摇瓶筛选及基因组鉴定 |
8.2.4.8 发酵罐实验 |
8.2.4.9 发酵罐参数分析 |
8.3 结果和讨论 |
8.3.1 乙醛脱氢酶基因(aldH)的克隆 |
8.3.2 PCR扩增四环素编码基因Tet |
8.3.3 基因敲除载体pMD18-T-aldH-Tet的构建和鉴定 |
8.3.4 aldH基因缺失的重组克雷伯肺炎杆菌的构建 |
8.3.5 摇瓶筛选及基因组PCR鉴定 |
8.3.6 发酵罐实验 |
8.4 小结 |
参考文献 |
第九章 实验总结与建议 |
9.1 本论文得到的主要结果 |
9.2 本论文的创新点 |
9.3 本论文结果工业化前景 |
9.4 问题与建议 |
附录1 试剂 |
附录2 仪器与设备 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
(7)克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 1,3-丙二醇的理化性质和主要用途 |
1.2 1,3-丙二醇的生产概况 |
1.3 1,3-丙二醇的生产方法 |
1.3.1 化学合成法 |
1.3.2 微生物发酵法 |
1.4 1,3-丙二醇发酵工艺的研究现状 |
1.4.1 1,3-PD 发酵菌种 |
1.4.2 1,3-PD 发酵机理 |
1.4.3 1,3-PD 发酵工艺 |
1.5 固定化技术研究进展 |
1.5.1 微生物细胞的固定化方法 |
1.5.2 固定化菌体发酵生产 1,3-丙二醇 |
1.6 发酵液中 1,3-PD 的分离提取工艺 |
1.6.1 发酵液生物大分子物质的去除 |
1.6.2 盐的去除 |
1.6.3 醇的去除 |
1.7 本课题的研究内容 |
第2章 1,3-丙二醇批次发酵研究 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验菌种 |
2.1.2 培养基 |
2.1.3 主要试剂 |
2.1.4 主要仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 种子培养方法 |
2.2.2 发酵方法 |
2.3 分析方法 |
2.3.1 生物量测定方法 |
2.3.2 1,3-丙二醇测定方法 |
2.3.3 甘油测定方法 |
2.3.4 计算方法 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 碳源优化 |
2.4.2 氮源优化 |
2.4.3 最适温度选择 |
2.4.4 最适 pH 的选择 |
2.4.5 接种量的影响 |
2.4.6 发酵条件的正交优化 |
2.4.7 优化后发酵曲线 |
2.5 本章小结 |
第3章 1,3-丙二醇分批补料发酵研究 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 种子培养方法 |
3.2.3 分批补料发酵方法 |
3.3 分析方法 |
3.4 实验结果与讨论 |
3.4.1 开始补料时间确定 |
3.4.2 补料方式选择与优化 |
3.4.3 几种补料方式的比较 |
3.5 本章小结 |
第4章 固定化 Klebsiella pneumoniae 发酵生产1,3-丙二醇 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 菌种 |
4.1.2 主要试剂 |
4.1.3 培养基 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 固定化克雷伯氏菌的制备 |
4.2.2 游离发酵实验 |
4.2.3 固定化发酵实验 |
4.2.4 固定化半连续发酵 |
4.3 分析方法 |
4.3.1 生物量测定 |
4.3.2 1,3-PD 测定方法 |
4.3.3 甘油测定方法 |
4.3.4 机械强度测定方法 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 不同固定化方法的比较 |
4.4.2 固定化条件的优化 |
4.4.3 海藻酸钙固定化克雷伯氏菌的形态图 |
4.4.4 固定化发酵和游离发酵的比较 |
4.4.5 固定化半连续发酵工艺 |
4.5 本章小结 |
第5章 1,3-丙二醇发酵液提取技术初步研究 |
5.1 实验材料 |
5.2 实验方法 |
5.3 分析方法 |
5.3.1 菌体量的计算 |
5.3.2 蛋白含量测定方法 |
5.3.3 发酵液中盐浓度的分析方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 不同絮凝剂絮凝结果的比较 |
5.4.2 絮凝最佳工艺条件确定 |
5.4.3 发酵液除蛋白方法研究 |
5.4.4 除盐工艺研究 |
5.5 本章小结 |
第6章 全文总结 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表论文 |
(8)克雷伯氏菌固定化技术发酵生产1,3-丙二醇(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.1.1 菌种 |
1.1.2 主要试剂 |
1.1.3 培养基 |
1.2 实验方法 |
1.2.1 种子培养 |
1.2.2 固定化克雷伯氏菌的制备 |
1.2.2.1 明胶固定 |
1.2.2.2 琼脂固定 |
1.2.2.3 海藻酸钙固定 |
1.2.2.4 聚乙烯醇 (PVA) 固定 |
1.2.3 游离发酵实验 |
1.2.4 固定化发酵实验 |
1.2.5 固定化半连续发酵 |
1.3 分析方法 |
1.3.1 生物量测定 |
1.3.2 1, 3-PD测定方法 |
1.3.3 甘油测定方法 |
1.3.4 机械强度测定方法 |
2 结果与分析 |
2.1 不同固定化方法的比较 |
2.2 固定化条件的优化 |
2.2.1 海藻酸钠浓度对产量的影响 |
2.2.2 CaCl2浓度对产量的影响 |
2.2.3 交联时间的影响 |
2.3 固定化发酵和游离发酵的比较 |
2.4 固定化半连续发酵工艺 |
3 结论 |
(9)微胶囊技术及其在发酵产品中的研究进展(论文提纲范文)
1.1微胶囊及微胶囊技术 |
1.2微胶囊的分类 |
1.2.1缓释型微胶囊 |
1.2.2压敏型微胶囊 |
1.2.3热敏型微胶囊 |
1.2.4 p H敏感型微胶囊 |
1.2.5光敏型微胶囊 |
1.2.6膨胀型微胶囊 |
1.3微胶囊的制备方法 |
1.4微胶囊的优缺点 |
1.4.1能改变物料的状态 |
1.4.2能控制芯材释放 |
1.4.3能进行组分隔离 |
1.4.4能降低或掩盖不适味道 |
1.4.5能保护敏感成分, 增强其稳定性 |
2 微胶囊技术在发酵产品中的应用 |
2.1 微胶囊技术在固定化菌种发酵方面的应用 |
2.2 微胶囊技术在微生物制剂方面的应用 |
2.3 微胶囊技术在发酵乳制品中的应用 |
2.4 微胶囊技术在酿酒生产中的应用 |
2.5 微胶囊技术在发酵生产纳豆激酶中的应用 |
2.6 微胶囊技术在食醋中的应用 |
3 展望 |
(10)发酵法产1,3-丙二醇的应用基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 绪论 |
1.1 1,3-丙二醇的应用 |
1.2 微生物法生产1,3-丙二醇 |
1.2.1 生产1,3-丙二醇的菌种 |
1.2.2 1,3-丙二醇生产所用的酶 |
1.3 1,3-丙二醇的生产工艺 |
1.3.1 转化甘油生成1,3-丙二醇 |
1.3.2 两步发酵工艺 |
1.3.3 共底物发酵工艺 |
1.3.4 发酵动力学模型 |
1.3.5 微氧发酵工艺 |
1.3.6 耐受菌株发酵 |
1.3.7 代谢工程的应用 |
1.3.8 固定化细胞发酵工艺 |
1.4 1,3-丙二醇的分离方法 |
1.4.1 反应萃取法 |
1.4.2 液液萃取法 |
1.4.3 蒸发蒸馏法 |
1.4.4 色谱层析法 |
1.4.5 其它方法 |
1.5 前景与展望 |
2 发酵法产1,3-丙二醇的基础研究 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 菌种 |
2.1.2 培养基 |
2.1.3 实验方法 |
2.1.4 分析方法 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 种培的优化 |
2.2.2 发酵条件的优化 |
2.2.3 副产物对发酵的影响 |
2.2.4 发酵法产1,3-丙二醇的时间进程 |
2.3 小结 |
3 发酵罐放大试验 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 菌种 |
3.1.2 培养基 |
3.1.3 实验方法 |
3.1.4 分析方法 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 酵母粉做有机氮源的发酵 |
3.2.2 玉米浆做有机氮源的发酵 |
3.2.3 通气量对发酵罐发酵的影响 |
3.2.4 搅拌速率对发酵罐发酵的影响 |
3.2.5 发酵罐产1,3-丙二醇的时间进程 |
3.3 小结 |
4 批式补料(fed-batch process)发酵生产1,3-丙二醇 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 菌种 |
4.1.2 培养基 |
4.1.3 实验方法 |
4.1.4 分析方法 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 补料培养基成分不同对发酵的影响 |
4.2.2 补料培养基添加量对发酵的影响 |
4.2.3 分段补料策略的探索 |
4.3 小结 |
5 固定化细胞发酵生产1,3-丙二醇 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 菌种 |
5.1.2 培养基 |
5.1.3 菌体固定化 |
5.1.4 发酵实验 |
5.1.5 分析方法 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 固定化凝胶珠用量对发酵的影响 |
5.2.2 温度对固定化细胞发酵的影响 |
5.2.3 初始甘油浓度 |
5.2.4 pH对固定化细胞发酵的影响 |
5.2.5 固定化细胞与游离细胞发酵进程的比较 |
5.2.6 重复分批发酵试验 |
5.3 小结 |
6 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
作者简历 |
四、克雷伯杆菌微胶囊化生产1,3-丙二醇的研究(论文参考文献)
- [1]克雷伯氏菌高强度发酵生产1,3-丙二醇的研究[D]. 高逸峰. 齐鲁工业大学, 2020(02)
- [2]罗伊氏乳杆菌发酵制备抑菌物质及其特性研究[D]. 吴惠贞. 华南理工大学, 2020(02)
- [3]微生物菌群发酵粗甘油生产1,3-丙二醇的研究[D]. 姜莉莉. 大连理工大学, 2018(02)
- [4]固定化罗伊氏乳杆菌在非严格厌氧条件下产1,3-丙二醇的研究[J]. 刘琳,曹曦跃,颜佳超,陈国成,彭婕,邹宜均,付佳琪,陈天盈,曹毅. 基因组学与应用生物学, 2018(07)
- [5]1,3-丙二醇离子交换工艺优化与应用研究[D]. 毕生雷. 浙江大学, 2016(02)
- [6]产1,3-丙二醇基因工程菌的构建[D]. 王凤寰. 北京化工大学, 2007(06)
- [7]克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇工艺研究[D]. 任良栋. 齐鲁工业大学, 2013(04)
- [8]克雷伯氏菌固定化技术发酵生产1,3-丙二醇[J]. 任良栋,王瑞明,马春玲,黎丽. 食品与发酵工业, 2012(11)
- [9]微胶囊技术及其在发酵产品中的研究进展[J]. 郑战伟,夏德水,孙娟. 食品工业科技, 2011(08)
- [10]发酵法产1,3-丙二醇的应用基础研究[D]. 李武岳. 浙江大学, 2010(02)