中試厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)與調(diào)控

唐崇儉，鄭平，陳建偉，等

生物工程

中試厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)與調(diào)控

唐崇儉，鄭平，陳建偉，等

研究了中試厭氧氨氧化（Anaerobic ammonium oxidation，Anammox）反應(yīng)器的啟動(dòng)性能。結(jié)果表明，以硝化反硝化污泥、短程硝化污泥、厭氧絮體污泥和厭氧顆粒污泥混合接種，經(jīng)過255 d的運(yùn)行，可在常溫下（5～27℃）成功啟動(dòng)中試Ananunox反應(yīng)器，反應(yīng)器的基質(zhì)氮去除速率可達(dá)1.30 kg/（m3·d）。厭氧氨氧化是致堿反應(yīng)，厭氧氨氧化成為反應(yīng)器內(nèi)的主導(dǎo)反應(yīng)后，進(jìn)水pH宜控制在厭氧氨氧化適宜范圍的偏低水平（6.8左右）。亞硝酸鹽既是Anammox菌的基質(zhì)，也是抑制劑，控制進(jìn)水亞硝酸鹽濃度（13～36 mg/L）有助于厭氧氨氧化反應(yīng)。菌種是生物反應(yīng)器的功能之源，向中試裝置投加少量厭氧氨氧化污泥（投加比2%），可大大加速中試Anammox反應(yīng)器的啟動(dòng)進(jìn)程。

中試厭氧氨氧化反應(yīng)器；啟動(dòng)；調(diào)控

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2009， 25（3）: 406-412

入選年份：2014

響應(yīng)面法優(yōu)化熱帶假絲酵母104菌株產(chǎn)羰基還原酶發(fā)酵培養(yǎng)基

王普，孫立明，何軍邀

通過菌種優(yōu)選得到產(chǎn)高選擇性羰基還原酶的熱帶假絲酵母（Candida tropicalis）104菌株，可不對(duì)稱還原1-（3，5-二三氟甲基）苯基乙酮生成（S）-1-（3，5-二三氟甲基）苯基乙醇，對(duì)映體過量值＞99.9%。采用部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察發(fā)酵培養(yǎng)基中各組分對(duì)產(chǎn)酶的影響，結(jié)果表明，酵母粉。葡萄糖和NH4Cl濃度對(duì)產(chǎn)酶影響顯著。繼而采用最陡爬坡路徑逼近最大響應(yīng)區(qū)域，并結(jié)合中心組合實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面對(duì)3個(gè)顯著性因素進(jìn)行分析，得到優(yōu)化的發(fā)酵培養(yǎng)基組成：葡萄糖 47.14 g/L，酵母粉13.25 g/L，NH4C1 2.71 g/L，MgSO4·7H2O 0.4 g/L，KH2PO41 g/L和K2HPO41 g/L。采用該優(yōu)化培養(yǎng)基，供試菌株的羰基還原酶活力達(dá)851.13 U/L。較優(yōu)化前提高了65.2%。

熱帶假絲酵母；羰基還原酶；（S）-1-（3，5-二三氟甲基）苯基乙醇；響應(yīng)面；培養(yǎng)基優(yōu)化

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2009， 25（6）: 863-868

入選年份：2014

中國(guó)作物秸稈資源評(píng)估研究現(xiàn)狀

謝光輝，王曉玉，任蘭天

文中分析了中國(guó)的農(nóng)作物秸稈資源量，對(duì)實(shí)現(xiàn)秸稈資源化具有重要意義。首先明確了秸稈的概念，即收獲作物主產(chǎn)品之后所有大田剩余的副產(chǎn)物及主產(chǎn)品初加工過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，根據(jù)不同產(chǎn)出環(huán)節(jié)將秸稈分為田間秸稈和加工副產(chǎn)物。其次，闡述了秸稈評(píng)估的計(jì)算方法，給出了各種作物秸稈計(jì)算方法。第三，總結(jié)了近10年發(fā)表文獻(xiàn)和作者近期研究對(duì)1991年以來中國(guó)秸稈資源量評(píng)估結(jié)果，對(duì) 1991—1999年中國(guó)作物田間秸稈資源量評(píng)估的值多數(shù)為6.0～6.8億t，對(duì)加工副產(chǎn)物資源量未見報(bào)道；對(duì)2000—2007年田間秸稈產(chǎn)量的評(píng)估的值多數(shù)為 5.9～7.3億 t，作物加工副產(chǎn)物量為 0.9～1.1億 t。第四，分析了對(duì)中國(guó)秸稈資源量評(píng)估值差異的原因等問題，包括以往研究作物秸稈的概念不明確，草谷比取值差異大而不符合當(dāng)前作物生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及對(duì)于農(nóng)作物產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成認(rèn)識(shí)不清楚等。第五，報(bào)道了作者以最近5年測(cè)定的各省作物收獲指數(shù)，采用完全統(tǒng)計(jì)方法評(píng)估了2006—2007年中國(guó)作物秸稈量及其在 8個(gè)地區(qū)的分布，結(jié)果表明秸稈資源總量為7.4億t，包括6.5億t田間秸稈和0.9億t作物加工副產(chǎn)物。

田間秸稈；加工副產(chǎn)物；草谷比

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2010， 26（7）: 855-863

入選年份：2014

類彈性蛋白多肽的從頭設(shè)計(jì)、非色譜純化及鹽效應(yīng)

黃凱宗，李晶晶，李巍，等

旨在克隆、表達(dá)與純化類彈性蛋白多肽，并測(cè)定類彈性蛋白的相變溫度對(duì)不同的鹽敏感程度。從頭設(shè)計(jì)了類彈性蛋白多肽的序列并人工合成其編碼基因片段，克隆至改造后的表達(dá)載體pET-22b（+）中，構(gòu)建重組表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化至大腸桿菌BL2l（DE3）中并誘導(dǎo)表達(dá)，采用可逆相變循環(huán)經(jīng)高速離心對(duì)其進(jìn)行純化，并考察了鹽類型及濃度對(duì)類彈性蛋白相變溫度的影響。結(jié)果表明：0.4 mmol/L的Na2CO3能使25 μmol/L類彈性蛋白多肽［KV8F-20］相變溫度降低至19℃，此類彈性蛋白多肽序列有望開發(fā)成一新型純化標(biāo)簽，為今后重組蛋白的非色譜分離純化奠定基礎(chǔ)。

類彈性蛋白多肽；非色譜法純化；可逆相變循環(huán)；相變溫度；純化標(biāo)簽

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2011， 27（4）: 653-658

入選年份：2014

聚合級(jí)L-乳酸的非糧生物質(zhì)發(fā)酵研究進(jìn)展

于波，曾艷，姜旭，等

乳酸在化工、醫(yī)藥和食品加工等領(lǐng)域有著廣泛的用途。隨著聚乳酸產(chǎn)業(yè)的興起，對(duì)聚合級(jí)L-乳酸的需求量也不斷增加。開發(fā)低成本的非糧生物質(zhì)乳酸發(fā)酵工藝、實(shí)現(xiàn)發(fā)酵-分離耦合是降低聚合級(jí) L-乳酸成本、擺脫原料價(jià)格不斷上漲壓力的技術(shù)趨勢(shì)。文中簡(jiǎn)要綜述了近2～3年使用非糧生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)聚合級(jí)L-乳酸的技術(shù)進(jìn)展，并對(duì)未來乳酸發(fā)酵工藝作了展望。

L-乳酸；非糧生物質(zhì)；發(fā)酵-分離耦合

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2013， 29（4）: 411-421

入選年份：2014

碳源種類及碳氮比對(duì)眼點(diǎn)擬微綠球藻生長(zhǎng)密度、油脂含量和脂肪

竇曉，陸向紅，盧美貞，等

研究了三種碳源Na2CO3、NaHCO3、葡萄糖對(duì)眼點(diǎn)擬微綠球藻生長(zhǎng)密度和油脂含量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對(duì)于葡萄糖，無機(jī)碳源NaHCO3更利于眼點(diǎn)擬微綠球藻的生長(zhǎng)。以NaHCO3為碳源，研究了在不同的接種密度、NaNO3濃度下，C/N對(duì)眼點(diǎn)擬微綠球藻生長(zhǎng)密度和油脂含量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，C/N對(duì)眼點(diǎn)擬微綠球藻生長(zhǎng)密度的影響與接種密度和NaNO3濃度有關(guān)，在高的NaNO3濃度時(shí)，C/N對(duì)眼點(diǎn)擬微綠球藻生長(zhǎng)密度的影響很小；在低的NaNO3濃度時(shí)，隨著C/N比的增加，微綠球藻的生長(zhǎng)密度先增加后下降，存在最佳的C/N比。最佳的C/N比隨接種密度而變化，在接種密度為OD440= 0.10時(shí)，最佳C/N比為3，當(dāng)接種密度提高到OD440=0.70時(shí)，最佳C/N比增加到5。NaNO3濃度和C/N對(duì)微藻油脂含量均有較大影響，在不同的接種密度和NaNO3濃度下都表現(xiàn)為 C/N=1時(shí)最利于微藻油脂的積累，這與卡爾文循環(huán)過程中核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶的活性有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)的最佳產(chǎn)油培養(yǎng)條件為以NaHCO3為碳源，初始接種密度為OD440=0.70，C/N=1∶1，CNaNO3= 0.225 g/L，此時(shí)油脂產(chǎn)率為56.77 mg/（L·d），EPA產(chǎn)率為6.5 mg/（L·d）。

碳源；C/N；眼點(diǎn)擬微綠球藻；核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2013， 29（3）: 358-369

入選年份：2014

合成氣發(fā)酵制取乙醇微生物的對(duì)比

宋安東，馮新軍，王風(fēng)芹，等

為了驗(yàn)證富集菌群利用合成氣產(chǎn)乙醇的能力，以富集培養(yǎng)獲得的4種菌群A-fm 4、G-fm 4、LP-fm 4、B-fm 4為研究對(duì)象，在10%接種量和25%接種量?jī)煞N情況下，與合成氣發(fā)酵菌株梭狀芽胞桿菌 Clostridium autoethanogenum進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：10%接種量時(shí)，A-fm 4、G-fm 4、LP-fm 4、B-fm 4與C. autoethanogenum乙醇產(chǎn)量分別為349.15、232.16、104.25、79.90和26.99 mg/L；25%接種量發(fā)酵時(shí)，乙醇產(chǎn)量分別為485.81、472.73、348.58、272.52和242.15 mg/L。提高接種量能增加乙醇的產(chǎn)量。富集菌群乙醇產(chǎn)量與目前報(bào)道的 C. autoethanogenum最高產(chǎn)量（259.64 mg/L）相比具有顯著優(yōu)勢(shì)，提供了一種提高合成氣發(fā)酵生產(chǎn)乙醇產(chǎn)量的方法。

合成氣；乙醇；富集；發(fā)酵；菌群

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2013， 29（3）: 342-349

入選年份：2014

利用溫度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)新型重組菌高效轉(zhuǎn)化甘油為D-乳酸

田康明，周麗，陳獻(xiàn)忠，等

油脂水解來源的甘油將是未來發(fā)酵工業(yè)主要原料之一。文中探索 D-乳酸高產(chǎn)大腸桿菌 Escherichia coli CICIM B0013-070菌株不同培養(yǎng)溫度下好氧與厭氧代謝甘油的特征后，建立并優(yōu)化了一種新型D-乳酸變溫發(fā)酵工藝，甘油到乳酸的得率由64%提高到82.6%。另外，在B0013-070中引入了溫度誘導(dǎo)型乳酸脫氫酶的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)，甘油到乳酸的得率進(jìn)一步提高到88.9%。

D-乳酸；甘油；變溫發(fā)酵

來源出版物：生物工程學(xué)報(bào)， 2013， 29（1）: 111-114

入選年份：2014