李小莹[1]（2021）在《嗜热菌群高温转化玉米秸秆为乳酸的研究》文中研究表明乳酸（Lactic acid）作为一种重要C3平台化合物,广泛应用于食品、化妆品、医药、材料、化工等领域。生物转化木质纤维素生产乳酸可实现可再生资源的有效利用,缓解由农业废弃物焚烧所造成的环境污染等问题。木质纤维素预处理过程中产生的大量抑制物一般需要通过生物脱毒或水洗等流程脱除。本研究利用微生物菌群可以利用复杂基质的特性,实现未脱毒玉米秸秆高温高效转化生产乳酸,减少木质纤维素乳酸生产的废水、废渣排放,降低二代乳酸的生产成本。首先,筛选耐毒、耐高温、能同时利用五/六碳糖、发酵性能稳定的微生物菌群DUT37、DUT45和DUT47。16S r RNA宏基因组结果表明随着筛选温度的提高,肠球菌属成为优势菌。DUT37主导菌属为肠杆菌属（69.22%）和肠球菌属（29.49%）;DUT45和DUT47主导菌属分别为肠球菌属（96.58%）和肠球菌属（97.79%）。DUT37、DUT45和DUT47转化未脱毒玉米秸秆水解液分别可得42.64、43.91和43.56 g/L的乳酸。其次,为实现同步糖化过程中纤维素酶与发酵温度的一致性,通过高温适应进化工程筛选得到嗜热、耐毒、能同时利用五/六碳糖、发酵性能稳定的微生物菌群DUT50,16S r RNA宏基因组测序结果表明DUT50以肠球菌属为主（93.66%）,另以乳杆菌属（1.05%）和芽孢杆菌属（0.87%）作为共生。再次,考察了不同料液比、抑制物浓度、酶用量、玉米浆干粉用量及预糖化时间对微生物菌群DUT50同步糖化未脱毒玉米秸秆生产乳酸的影响。优化结果为:20%（w/v）料液比,35 FPU/g-秸秆酶用量,20 g/L玉米浆干粉,预糖化4 h时,微生物菌群DUT50高温同步糖化未脱毒玉米秸秆生产乳酸浓度最高,为71.04 g/L,转化率为0.49 g/g秸秆。最后,通过构建稀释菌群和优势单菌对微生物菌群DUT50的互作机制进行探讨。随着稀释倍数的增加,菌群转化木糖速率和生产乳酸的能力逐渐降低。微生物菌群DUT50稀释至不含乳杆菌属菌株和芽孢杆菌属菌株,屎肠球菌为99.62%时,乳酸浓度下降了30%;优势单菌——屎肠球菌生产乳酸浓度下降了27%;由两株优势单菌——屎肠球菌构建的人工菌群生产乳酸浓度下降了25%。表明微生物菌群DUT50中乳杆菌属菌株和芽孢杆菌属菌株对木质纤维素发酵生产乳酸有促进作用。本研究提出利用微生物菌群高温开放转化未脱毒木质纤维素水解液生成乳酸,缩短了预处理工艺、减少了废水排放、降低了生产成本。为微生物菌群高效利用木质纤维素生产生物基化学品提供了借鉴。
刘娜[2]（2021）在《乳酸菌与酵母菌协同发酵米酸特征风味形成机理研究》文中认为酸汤,作为贵州苗、侗民族传统“酸食文化结晶”,倍受消费者青睐。米酸（白酸汤）与红酸汤制成的复合调味料,被广泛用于烹饪酸汤鱼等风味美食。但目前米酸发酵仍停留于传统工艺,对产酸增香菌株挖掘及其发酵体系优化少有研究,常出现风味劣变甚至腐败。因此,本课题以传统发酵米酸风味品质提升为研究目标,剖析米酸发酵菌群多样性及其风味品质关联,筛选产酸产香优良菌株,构建米酸强化发酵模型,以特征风味物质为切入点,结合组学技术从基因水平和蛋白水平揭示双菌协同发酵米酸风味形成机理,以期为发酵米酸的开发进行功能菌株挖掘、风味品质改良等提供科学依据,对优质米酸的产业化应用具有指导意义。主要结论如下:（1）发酵米酸微生物多样性与风味品质关联剖析供试的10个米酸样品经高通量测序（High-throughput Sequencing）检测到62个细菌属,以乳酸杆菌相对丰度最高（达94%）,其次为醋杆菌和普氏杆菌,而检测到的57个真菌属丰度差异不大,主要有Naumovica、毕赤酵母、Emericella、霉菌、念珠菌、拟青霉属、克鲁维酵母、马拉色菌属、酿酒酵母属和红酵母属;与米酸关键有机酸形成密切相关的微生物有乳酸杆菌、醋酸杆菌、毕赤酵母、克鲁维酵母等,与挥发性风味成分形成密切相关的微生物包括醋酸杆菌、普氏杆菌、克鲁维酵母、酿酒酵母等;与乳酸形成显着正相关的微生物有乳酸杆菌、毕赤酵母、马拉色霉菌、克拉维孢菌、根霉等,与乙酸乙酯和乙醇形成显着正相关的微生物有克鲁维酵母、酿酒酵母、曲霉等。（2）产酸产香乳酸菌和酵母菌优选及米酸强化发酵模型构建以特征风味为指标,从米酸86株乳酸菌和33株酵母菌中筛选确定高产酸的菌株为L.paracasei H4-11和强产香的菌株为K.marxianus L1-1。米酸强化发酵模型为:硒米含量为8.0%,温度为30℃,L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1接种量分别为7.80×107 CFU/m L和4.95×105 CFU/m L,发酵时间为96 h。发酵期L-乳酸含量显着增加（P<0.05）,双菌发酵（H组）第3 d的L-乳酸含量达22.08±0.42 g/kg,高于单菌组;OAV值显示,潜在风味化合物主要包括乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙醇等13种,其中Y组（K.marxianus L1-1发酵米酸）和H组第3 d的乙酸乙酯浓度分别达241.37±6.20 mg/L和193.83±6.94 mg/L。结果表明,双菌强化发酵米酸特征风味成分含量显着高于自然发酵米酸（P<0.05）。（3）L.paracasei H4-11发酵米酸滋味物质及L-乳酸高产机理对比第3 d和第1 d发酵米酸体系,L.paracasei H4-11参与核糖体转录、ABC转运器、嘌呤代谢的相关基因和蛋白的表达量均呈现一定的差异。与氨基酸代谢相关上调基因和蛋白主要有5个,与米酸滋味物质形成密切相关,而与乙醛酸和二羧酸酯代谢相关的下调蛋白主要有6个,与色氨酸代谢相关的下调蛋白主要有3个,与米酸发酵过程中涩味、苦味减少有关;在氨基糖和核苷酸糖代谢、淀粉和蔗糖代谢中的差异表达基因和蛋白为L-乳酸等有机酸形成提供能量;糖酵解通路中有4个基因呈上调,其中LSEI＿2549与L-乳酸的形成密不可分;丙酮酸代谢通路有7个上调基因和10个下调基因,尤其LSEI＿2156基因显着上调;TCA循环通路中主要有1个上调基因和6个下调基因,与L-乳酸形成的前体物质有关。采用ELISA酶联免疫和PRM定量分析技术,分别验证了L.paracasei H4-11与滋味物质和L-乳酸形成相关的4个关键代谢酶和14个蛋白,与4D LFQ定量分析结果一致。（4）K.marxianus L1-1发酵米酸乙酸乙酯增量机理对比第3 d和第1 d发酵米酸体系,在K.marxianus L1-1中与淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢相关的上调差异表达基因和蛋白主要有3个,为酸、醇和酯的形成提供能量;与糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢相关的上调差异表达基因和蛋白主要有7个以及1个下调的ALD蛋白,在乙酸乙酯为主的酯类形成中起重要作用;在TCA循环和丙酮酸代谢中,7个主要上调的差异表达基因和蛋白和1个下调的DLD1蛋白在有机酸中起重要作用。采用ELISA酶联免疫和PRM定量分析技术,分别验证了K.marxianus L1-1与乙酸乙酯和有机酸相关的5个关键代谢酶和15个蛋白,与4D LFQ定量分析结果一致。（5）L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1协同发酵米酸风味强化机理RNA-和4D LFQ蛋白组学技术联合分析结果表明,对比双菌协同发酵第1 d和第3 d的米酸体系,L.paracasei H4-11中差异表达基因和蛋白注释上调的KEGG途径主要包括淀粉和蔗糖代谢、丙酮酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢和糖酵解/糖异生,而K.marxianus L1-1中差异表达基因和蛋白注释上调的KEGG途径主要为糖酵解/糖异生、TCA循环、丙酮酸代谢以及与抗氧化能力相关的通路;与单菌发酵米酸体系相比,双菌协同发酵米酸的特征风味更加丰富,其中有机酸滋味物质以L-乳酸为主、挥发性风味成分以乙酸乙酯为主,同时涩味和苦味信号强度降低,挥发性含硫化合物浓度降低。双菌协同发酵米酸第3 d时,L.paracasei H4-11中存在2个关键上调基因和7关键下调基因,及10个关键上调蛋白和8个关键下调蛋白富集表达在氨基糖和核苷酸糖代谢等7条KEGG通路中。K.marxianus L1-1中存在7个关键上调基因和2个关键下调基因,及6个关键上调蛋白和23个关键下调蛋白富集表达在淀粉和蔗糖代谢等7条KEGG通路中;双菌协同发酵体系风味形成代谢路径中L.paracasei H4-11中L-乳酸脱氢酶、磷酸葡萄糖突变酶、乙酸激酶、乙醇脱氢酶、乙酰辅酶A上调和D-乳酸脱氢酶、N-乙酰转移酶下调,而K.marxianus L1-1中乙酰辅酶A、乙醛脱氢酶、酰基辅酶A、N-乙酰转移酶、L-乳酸脱氢酶上调,己糖激酶、乙醇脱氢酶和乙醇O-乙酰基转移酶等下调,正因它们的协同作用强化了米酸特征风味（以L-乳酸和乙酸乙酯为主）的形成。采用ELISA酶联免疫和PRM定量分析技术,分别验证了L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1 L1-1与米酸特征风味相关的5个关键代谢酶和27个蛋白,与4D LFQ定量分析结果一致。
张一凡[3]（2020）在《基于CRISPR/Cas9平台构建拟干酪乳杆菌高效生产L-乳酸生产菌株及其代谢分析研究》文中研究说明乳酸是自然界中应用最为广泛的天然有机酸,同时也是可降解高分子材料聚乳酸的前体物质。近年来,随着人们对生态环境的保护意识日益增强,极大地带动了聚乳酸行业的发展,进而扩大了市场对高质量乳酸的需求。拟干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）作为一株潜在的工业乳酸生产菌,前期研究表明其具有高效的L-乳酸生产能力,但生成的产物中仍含有少量D-乳酸,从而使L-乳酸的光学纯度达不到聚乳酸级别（>99.0%）。本研究通过建立拟干酪乳杆菌CRISPR/Cas9基因编辑平台,成功将高转录水平的ldhL1基因替换出发菌株中的ldhD基因,从而获得一株高效生产高质量L-乳酸的生产菌株,并对其在高糖浓度下发酵的生理代谢特性进行初步分析。首先,对拟干酪乳杆菌电转条件进行优化,确定了适用于拟干酪乳杆菌的最佳转化方法,使得转化效率可以达到104（CFU/μg DNA）以上。通过RT-PCR对拟干酪乳杆菌中存在的三个乳酸脱氢酶基因（ldhL1、ldhL2和ldhD）进行相对转录水平分析,确定以高转录水平的ldhL1基因为表型基因,构建CRISPR/Cas9基因编辑系统,从而实现拟干酪乳杆菌的高效编辑。其次,探究环境因素中温度、pH对拟干酪乳杆菌生产L-乳酸光学纯度的影响,发现在温度在37℃,pH为6时有最佳光学纯度（95.0%左右）,但这种环境调控无法有效提高L-乳酸光学纯度。通过CRISPR/Cas9基因编辑方法将ldhD基因替换为ldhL1基因,获得一株高质量L-乳酸生产菌株。通过摇瓶发酵分析,突变株L-乳酸的光学纯度从原来的95.2%提高到99.0%,生产速率由原来的1.65 g/L/h提高到1.86 g/L/h,转化率从83.2%提高到 93.0%。最后,将ldhL1过表达突变株与出发菌株进行初始葡萄糖浓度为130 g/L的5 L发酵罐实验,分析对比两株菌的发酵特性,并且通过拟合生长动力学和生产动力学曲线得出,突变株最大比生长速率μm从0.440 h-1提高到0.497 h-1,生长相关系数α从7.46 g/g提高到8.20 g/g,表明拟干酪乳杆菌乳酸生产是一个与生长非常相关的过程,并且在突变株中其相关型更加紧密。此外,通过高糖浓度（200g/L）发酵,结果表明突变株拥有更快的细胞生长速率,从而持续高效生产L-乳酸,生产速率和转化率相对于出发菌株分别提高了 3 7.0%和9.3%,L-乳酸的光学纯度从95.2%提高到99.0%,而且胞外副产物乙酸含量明显减少,从而使得突变株不但拥有高光学纯度,而且其化学纯度也达到99.0%以上。通过对比文献报道中优良性能乳酸生产菌的关键性能指标参数,本课题构建的突变株不但在耐初糖浓度、乳酸产量、乳酸转化率上具有良好的可比性,而且乳酸产率要远远高于文献报道值,从而使其成为一株具有巨大应用潜力的工业乳酸生产菌株。
蔡玉缘[4]（2020）在《副干酪乳杆菌NJ利用菊芋粉同步糖化发酵生产乳酸的研究》文中提出乳酸是工业领域必不可少的化学品。以乳酸为前体物聚合而成的聚乳酸是一种可生物降解且可再生的新型生物基材料,是目前最有潜力替代传统塑料的环保材料。近年来,由于以传统粮食为底物进行乳酸发酵造成的粮食安全问题和传统工艺中精制糖底物的高成本问题,寻求廉价非粮食作物作为乳酸发酵底物成为研究热点。菊芋是一种非粮食的生态和经济作物,在我国西北部种植范围广,因其根茎富含菊粉而成为一种良好的发酵底物来源。本课题筛选出一株副干酪乳杆菌NJ,其可以直接利用菊芋粉原料为底物发酵生产乳酸;探索了一种利用菊芋粉生产乳酸的发酵工艺,其发酵过程不需要原料酶解或酸解,不需要外加氮源,不需要灭菌。这种简单、低成本兼具高得率高纯度的L-乳酸发酵工艺使菊芋在乳酸工业生产中具有广阔的应用前景。主要结果如下:（1）从本实验室现有的乳酸菌中通过对菊糖和菊芋粉的利用情况对比选出了一株副干酪乳杆菌NJ,其利用菊芋粉生产乳酸产量最高,转化率最高（32.65 g/L和0.65 g/g JAP）,表现出可直接利用菊芋粉生产乳酸的能力。同时在单一碳源（糖类）下NJ的的生长曲线和其乳酸发酵能力结果表明,NJ可以有效利用葡萄糖、果糖和蔗糖,对不同聚合度的菊粉均表现出了较高的乳酸转化率。（2）探究p H、温度、氮源来源、底物浓度、酶的添加与否和培养基灭菌与否对NJ利用菊芋粉发酵生产乳酸的影响。得到的结果为最适p H 5.5;最适温度40℃;最适氮源来源为玉米浆粉;不外加氮源条件下的转化率仅次于玉米浆粉实验组;不灭菌实验组的乳酸产量与转化率均和灭菌实验组的水平一致,并且副干酪乳杆菌仍占总菌数的99%以上。（3）在5-L和50-L厌氧发酵罐中,NJ在非无菌、不添加外源氮源条件下将215g/L菊芋粉直接转化为高浓度L-乳酸。乳酸产量、产率、平均生产率分别达到144.08g/L和139.57 g/L、0.67 g/g和0.65 g/g、4.37 g/L/h和3.32 g/L/h,转化效率为理论产率的99%。同时,生产的L-乳酸其光学纯度为99%。（4）对副干酪乳杆菌NJ的基因组进行测序、组装、编码基因功能注释和分析。通过在KEGG数据库对NJ进行代谢通路分析,发现其基因组含有大量参与磷酸转移酶系统和ABC转运系统的基因,以及多种糖苷酶基因,糖的转运和代谢活动丰富。其中尤以果糖/甘露糖介导的磷酸转移酶系统相关基因居多,并发现了两种与菊粉降解相关的关键酶基因,其编码的氨基酸序列在经典数据库中经BLAST比对预测具有菊粉酶活性,分别为β-果糖苷酶（3.2.1.80）和蔗糖-6-磷酸水解酶（或称β-呋喃果糖苷酶）（3.2.1.26）。
杨勇[5]（2020）在《微生物转化葡萄糖废母液及陈稻谷制备乳酸》文中研究指明乳酸作为三大有机酸之一,广泛应用在食品、医疗、农业等领域。近年来,以乳酸聚合而成的生物降解材料聚乳酸（PLA）,被认为是化石燃料的重要替代物之一,能够极大的改善生态环境。但是,因其上游乳酸发酵经济成本相对昂贵,限制了乳酸及其衍生产品的广泛应用。本课题旨在通过比较分析多株乳酸菌利用不同碳源生产乳酸的能力,筛选出高产乳酸的乳酸菌;并利用廉价生物质原料（葡萄糖废母液、陈稻谷等）高效生物转化生产乳酸,探讨利用陈稻谷生产乳酸的不同工艺,提供经济有效的乳酸生产路线,实现乳酸的低成本生产。首先,比较分析了大肠杆菌、粪肠球菌、产气荚膜梭菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌利用碳源的能力,其中副干酪乳杆菌DUT2023和鼠李糖乳杆菌DUT2048具有较强转化葡萄糖生产乳酸的能力,且鼠李糖乳杆菌DUT2048具有耐高温的特点。考察了通气条件、葡萄糖浓度、发酵培养基等因素对副干酪乳杆菌DUT2023发酵乳酸性能的影响以及其利用廉价葡萄糖废母液和糖蜜生产乳酸的情况。结果表明:廉价玉米浆干粉（CSLP）可替牛肉膏等昂贵的氮源,且以葡萄糖废母液为碳源时,乳酸浓度为135.25g/L,转化率为94.01%,生产强度为2.41 g/L/h;以未处理糖蜜为基质时,乳酸浓度为40.04 g/L,转化率57.2%,生产强度为0.87 g/L/h。糖蜜中抑制物对副干酪乳杆菌DUT2023生长具有较强的抑制作用,导致转化率偏低。其次,探究了耐高温鼠李糖乳杆菌DUT2048发酵生产乳酸的性能。考察了MRS培养基、Salt-CSLP培养基、pH、糖浓度、温度对鼠李糖乳杆菌DUT2048利用葡萄糖生产乳酸的影响。鼠李糖乳杆菌DUT2048可耐50oC高温,为淀粉基原料的同步糖化提供了可行性。最适培养条件为:pH 6.0、培养基为Salt-CSLP。对比分析了同步糖化及生料发酵陈稻生产乳酸工艺的可行性。研究结果显示:生料发酵工艺（同步液化及糖化发酵）中乳酸浓度、转化率、生产强度优于同步糖化（先液化,后糖化发酵）工艺。生料发酵时,乳酸最终浓度为107.8 g/L,相对于葡萄糖转化率为89.5%,生产强度为3.36 g/L/h;同步糖化时,乳酸浓度为96.01 g/L,转化率为83.3%,生产强度为2.67 g/L/h。初步研究了335树脂对乳酸吸附能力的影响,以解决发酵后期乳酸对菌体生长抑制作用,实现发酵与分离偶联。研究结果表明,乳酸吸附率为:0.30.4 g/g之间。研究了鼠李糖乳杆菌DUT2048和副干酪乳杆菌DUT2023生长代谢过程乳酸生成与氢氧化钠消耗量间关系,二者符合线性关系,线性方程分别为Y1=0.277X1+1.039,Y2=0.279X2+1.285,X为氢氧化钠量,g;Y为乳酸浓度,g/L,发酵时可实时在线监测乳酸浓度。
江爱莲[6]（2019）在《基于高效的重离子束诱变技术选育高产L-乳酸菌株的研究》文中指出乳酸作为二十一世纪最具有发展潜力的有机酸之一,因其在食品、医药和环保等多个领域中的广泛应用,得到了人们的日益重视。近些年来在新型生物可降解高分子材料领域的研究中,因其具有无毒、耐热性高、强度高、生物相容性好、无刺激性、优良的生物可降解性、环境污染小等优势,以L-乳酸为单体合成的聚L-乳酸（PLA）研究成为一个亮点。因而绝大部分研究学者认为此可生物降解的高分子材料在未来是非常具有发展前景的,目前已投入较多人力物力,受到国内外普遍关注。嗜热乳杆菌可在50°C以上的高温下发酵,减少了其他微生物污染,对L-乳酸工业生产极具优势。虽然利用嗜热乳杆菌生产L-乳酸非常诱人,但其L-乳酸效率和生产能力都需要进一步提高,以满足商业需求。因此如何以嗜热乳杆菌出发选育性状优良的高产L-乳酸菌株是我们研究的方向。近些年重离子束诱变选育在微生物领域具有促进作用。本文以经过重离子束辐照诱变的嗜热乳杆菌SRZ-50为初始菌株,以筛选优良菌株、提高乳酸产量、降低乳酸生产成本为三个目标进行相关实验。（1）首先在24孔板筛选方法建立完善之后,对经过重离子束辐照的原始菌株SRZ-50进行初筛,得到16株产酸较高的菌株A21、A31、A34、A37、A45、A48、A56、A57、A58、A59、A62、A68、A69、A85、A86、A87保存进行第二轮复筛实验,得到菌株A59、A69产L-乳酸较高。接着对高产乳酸菌株A59、A69进行摇瓶验证实验,所得结果与24孔板筛选结果一致,最终得到突变株A59与A69分别比原始菌株L-乳酸积累提高了15.8%和16.2%;并且突变菌株A59、A69连续7代产酸较稳定。（2）在L-乳酸发酵工艺研究中,如何降低或者消除发酵产物对L-乳酸产量和菌体生长的抑制作用是一个需要重视的问题。当前分批补料工艺已成为国内外研究的主要发酵方式,在本实验中,种子液最佳培养时间为8 h,发酵培养基中最佳初始葡萄糖浓度、最佳初始pH分别为100 g/L和pH=7。经过24h一次补料L-乳酸产量达到104.87 g/L;经过16h一次补料L-乳酸产量达到114.23 g/L;经过16h、32h二次补料L-乳酸产量达到130.67 g/L;经过四次补料且调节pH L-乳酸积累达到154.8g/L;利用Ca（OH）2作为中和剂,得到L-乳酸产量可达到148g/L,但是相比于采用NaOH调节pH的培养基L-乳酸产量较低,所以此嗜热乳杆菌A69所用NaOH调节pH相比于Ca（OH）2更为适合。（3）使用廉价的氮源棉籽饼粉代替酵母粉来生产L-乳酸,可以降低L-乳酸的生产成本。棉籽饼粉和酵母粉的成分类似,其中蛋白质含量较高,营养成分除蛋白质外主要是是氨基酸、维生素等物质。所以本课题以单一氮源棉籽饼粉为研究对象论证替代酵母粉生产L-乳酸的可行性。当棉籽饼粉添加量为15 g/L时,L-乳酸产量可达到76.88 g/L;在相同时间内四次补料且调节pH时L-乳酸积累产量达到131 g/L,相对于使用酵母粉的产量较低;在发酵罐中经过两次补糖,L-乳酸产量在60 h可达到110.5 g/L。本结论为确定以棉籽饼粉生产L-乳酸为此菌的工业化大规模生产打下了基础。
刘慧慧[7]（2019）在《粪肠球菌DUT1805高温发酵生产乳酸》文中研究指明乳酸（α-羟基丙酸）作为一种平台化合物,在食品、化工、医疗等领域被广泛应用。以其为单体合成的可降解聚乳酸（PLA）,是石化资源的替代物之一,它的应用促进了生态环境的改善。近年来,因乳酸的生产成本居高不下,制约了生物基乳酸及其衍生产品的大规模应用。本课题拟通过低成本的可再生生物质原料（稻谷粉、玉米秸秆等）,高效生物转化生产乳酸。通过梯度升温策略优化粪肠球菌DUT1805高温发酵性能,实现稻谷粉及玉米秸秆等生物质资源的高温同步转化生产乳酸,为乳酸的生产提供一条低成本、可再生、环境友好的技术路线。首先,对粪肠球菌DUT1805进行生理生化实验以及性能研究。发现该菌生产乳酸的最佳碳源是葡萄糖,高温下（50-55℃）发酵状况良好。以葡萄糖为底物,通过梯度升温的方式探索该菌在高温下生产乳酸的性能。结果表明:最适发酵温度、pH、葡萄糖浓度和升温时间依次是50℃、6.5、80 g/L和6 h,且最佳发酵方式是批式发酵。此条件下,最终获得65.41 g/L的乳酸,产率为0.88 g/g,生产强度可达到4.09 g/（L·h）。其次,在50℃下,利用粪肠球菌DUT1805同步糖化发酵稻谷粉生产乳酸。结果表明:生料发酵乳酸性能（乳酸浓度、淀粉转化率、生产强度）约是熟料工艺的一倍。生料发酵时,乳酸最终浓度为73.36 g/L,相对于淀粉的转化率为0.89 g/g,生产强度为2.06g/（L·h）。同时,采用玉米浆干粉替代MRS培养基中的有机氮源以降低发酵培养基中氮源成本,乳酸的最终浓度、相对于淀粉的转化率和生产强度分别为73.75 g/L、0.87 g/g和2.06 g/（L·h）。结果表明:廉价氮源与MRS培养基相比,发酵性能持平,氮源成本下降了90%。经济性分析表明:以稻谷粉为原料、玉米浆干粉为氮源,不灭菌时,三者总成本为4542元/吨,约占市场乳酸价格的35-45%。最后,考察了粪肠球菌DUT1805高温同步糖化玉米秸秆水解液发酵生产乳酸。结果表明:该菌可以代谢混合糖（葡萄糖、木糖）生产乳酸,当葡萄糖与木糖浓度比例为2:1时,发酵性能最佳。以玉米秸秆水解液为碳源、玉米浆干粉为氮源发酵,可获得21.59g/L的乳酸,相对于葡萄糖的产率为0.93 g/g,生产强度为0.86 g/（L·h）。综上所述,粪肠球菌DUT1805可以高温利用淀粉基原料或纤维素基原料生产乳酸,同时可实现开放操作,节省原料成本、设备投资及操作成本。
孙靓[8]（2018）在《鼠李糖乳杆菌利用木薯淀粉发酵产乳酸工艺及组学研究》文中研究表明乳酸是一种重要的基础化学品,广泛应用于食品、医药、饲料、农药、日用化工、皮革和纺织等行业。乳酸有两个旋光异构体,分别为L-（+）和D-（-）乳酸,由于人体只具有代谢L-乳酸的L-乳酸脱氢酶,因此人体仅能代谢L-（+）乳酸。近年来,以乳酸为单体通过聚合法生产的聚乳酸（polylactic acid,PLA）作为生物降解材料中的一员,具有的无毒、无刺激、高强度,良好的可塑性、易加工成型性且可替代当前广泛使用的塑料材料而成为科学家们的研究热点。目前乳酸主要通过三种方法进行合成:即化学合成法、酶合成法和微生物发酵法,其中,由于微生物发酵法具有反应条件温和、原料来源广泛、生产成本较低、产品光学纯度高、能耗小以及安全可靠性好等优点,已成为目前世界上乳酸制备行业主要的生产方法。国内外大多数以微生物法发酵生产乳酸的工艺研究主要是以玉米、甘薯、马铃薯等粮食作物的淀粉为原料,而对以非粮作物木薯的淀粉为原料发酵生产乳酸的研究则鲜有报道。为了建立木薯淀粉微生物法发酵生产乳酸的工艺,开展了对木薯淀粉生产乳酸发酵工艺条件的优化、通过育种技术获得适合以木薯淀粉为原料生产L-乳酸的乳酸菌、以及鼠李糖乳杆菌组学比较分析这三方面的研究。1.木薯淀粉生产乳酸发酵工艺条件的优化通过单因素实验方法和Plackett-Burman实验方法相结合,对木薯淀粉发酵生产乳酸的发酵条件及培养基的主要因子进行了优化和筛选。实验结果表明:鼠李糖乳杆菌发酵木薯淀粉生产乳酸的种龄为12 h,培养基氮源为酵母粉,MgSO4·7H2O含量为0.4%,MnSO4含量为0.01%,CaCO3含量为707%,接种量为6%;木薯淀粉发酵乳酸的最适温度为37℃,最适pH值为 6.3。通过 Plackett-Burman 实验,从酵母粉、MgSO4·7H2O、MnSO4、CaCO3、接种量、Tween-80、K2HPO4、乙酸钠、柠檬酸二铵等9个因素中筛选出了对乳酸产量具有明显影响的因素为:酵母粉、K2HPO4和MgSO4C7H20,并得到了乳酸产量为响应值的线性回归方程。在单因素和Plackett-Burman实验结果的基础上,对发酵工艺条件优化前后的乳酸产量和糖酸转化率进行比较,结果表明对发酵条件及培养基主要因子的优化能显着地提高木薯淀粉发酵生产乳酸的产量及糖酸转化率,从而为构建以木薯淀粉为原料工业化生产乳酸提供了借鉴和理论依据。2.适合以木薯淀粉为原料生产L-乳酸的乳酸菌选育为了提高鼠李糖乳杆菌的L-乳酸产量及发酵产物中L-乳酸的光学纯度,构建了 D-乳酸脱氢酶基因（ldhD）敲除质粒pUC-ldhD-Ter,并将其转化至鼠李糖乳杆菌JCM1553,筛选获得2株ldhD基因缺陷型的重组鼠李糖乳杆菌。ldhD缺陷型菌株在含10%葡萄糖的摇瓶发酵培养基发酵结果显示:37℃,200rpm发酵 40h,菌体密度 OD600最大达到 12.75士0.21 和 12.33±0.08,残糖含量为（4.31±0.22）g/L 和（4.77±0.74）g/L,乳酸最高产量为（80.07±0.48）g/L和（80.48土 1.94）g/L,葡萄糖转化率则为80.36%和81.04%;在含20%葡萄糖的摇瓶发酵培养基发酵结果显示:37℃,200rpm发酵72h,菌体密度OD60 最大达到 14.52士0.31 和 14.05士0.68,残糖含量为（9.27士0.62）g/L 和（9.39士0.36）g/L,乳酸最高产量为（166.07士2.75）g/L 和（167.90士 1.86）g/L,葡萄糖转化率达到83.83%和84.51%。ldhD缺陷型菌在乳酸产量,糖酸转化率以及发酵残糖上与出发菌株JCM1553无显着区别,这说明ldhD的敲除不能提高鼠李糖乳杆菌L-乳酸的光学纯度和产量。为了进一步探索提高鼠李糖乳杆菌发酵L-乳酸产量的方法,对鼠李糖乳杆菌JCM1553采用传统诱变方法进行诱变选育。通过紫外线和Co60照射的联合诱变,筛选获得1株L-乳酸产量提高的突变株SCT-10-10-60。对SCT-10-10-60抽取不同代数进行L-乳酸发酵性能检测,发现该菌株的L-乳酸发酵性能具有遗传稳定性。在37℃,200 rpm下,该菌株摇瓶发酵葡萄糖60 h的发酵液L-乳酸产量可达195.67 g/L,发酵糖酸转化率达到95.33%,L-乳酸产量、发酵速率和糖酸转化率比出发菌株分别提高了 16.24%、50.13%和17.81%;发酵木薯淀粉84 h的L-乳酸产量最高为227.33 g/L,糖酸转化率达到88.20%,比出发菌株最大L-乳酸产量和发酵速率均提高了 36.95%,且糖酸转化率也提高31.74%。SCT-10-10-60的L-乳酸发酵性能显着优于出发菌株和现有的L-乳酸工业化生产菌株,因此具有较高的潜在工业应用价值。3.鼠李糖乳杆菌组学比较分析研究为了进一步了解微生物产L-乳酸的代谢机制,对出发菌株JCM1553以及通过诱变获得的L-乳酸高产菌株SCT-10-10-60分别进行基因组测序和转录组测序,并在此基础上开展了基因组合转录组层面的比较分析。JCM1553和SCT-10-10-60的基因组测序结果表明两株菌株均为一个长度为2.99 Mb的环状染色,且两株菌株的GC含量也均约为46.8%。通过比较两株菌株的基因组,发现在鼠李糖乳杆菌SCT-10-10-60中有8个该菌株特有的断裂基因,其中包括2个LytR家族转录调控子、2个Rex氧化还原敏感型转录抑制子和4个ABC转运子。对JCM1553和SCT-10-10-60的转录组测序和比较中,发现两株菌株之间有60个表达显着上调的基因（log2fold-change≥2）和39个表达显着下调的基因（log2fold-change≤-2）。对两株菌株的差异表达基因进行KEGG富集分析,结果表明L-乳酸合成前体丙酮酸的代谢途径上两株菌株的基因表达有着显着差异（P<0.05）。基因组层面的断裂基因和转录组层面的丙酮酸代谢途径上表达差异的基因可能就是SCT-10-10-60菌株高产L-乳酸的原因。JCM1553和SCT-10-10-60基因组和转录组的测序信息及比较分析结果为进一步阐明鼠李糖乳杆菌L-乳酸的合成代谢机理,以及为下阶段利用基因工程法提高L-乳酸产量提供了理论依据。综合上述,本论文主要优化和筛选了木薯淀粉发酵生产乳酸过程中发酵的条件及培养基主要因子,并通过尝试不同育种方法最终获得了高产、高效的鼠李糖乳杆菌。在此基础上,对突变菌株和原始菌株进一步开展了基因组学和转录组学方面的比较分析,从而为鼠李糖乳杆菌L-乳酸的合成机制及相关调控机理提供了基因组和转录组层面的信息。这些研究为将来实现高效低成本木薯淀粉L-乳酸发酵工艺的构建以及推动我国L-乳酸工业化发展的进程奠定了基础,同时在理论上加深L-乳酸的合成机制和相关调控机理方面的认知则为乳酸菌的基因工程改造提供了相应的理论指导,因此具有一定的理论和应用意义。
王娟[9]（2018）在《苦参药渣的预处理及开放式发酵产L-乳酸的研究》文中研究说明随着中草药和中成药的应用日益广泛,不可避免地产生了大量中药渣。中药渣的资源化利用对提高药厂经济效益、保护环境具有重要的意义。本论文以苦参药渣为原料,通过开放式发酵制取有广泛用途的L-乳酸,对预处理和发酵的工艺条件进行了优化,并对发酵过程的细菌群落变化和产物生成动力学进行了探讨。通过比较NaOH、稀H2SO4和水热预处理后苦参药渣的纤维素酶解产糖效果,得知最适宜的预处理方法为NaOH预处理,这是因为NaOH预处理可去除苦参药渣中大部分木质素,使半纤维素发生脱乙酰反应,使得药渣表面原本光滑致密的结构变得粗糙松散,从而增加了纤维素对酶的可及度,提高了酶解产糖效果。NaOH预处理最适宜的操作条件为:NaOH浓度1%（w/v）、固液比1:10、温度80℃、预处理时间60min。在此条件下,药渣酶解时的还原糖产率可达到85.0%。通过牛津杯等试验发现,苦参药渣中残留的药用成分—苦参总碱浓度不高,不影响干酪乳杆菌的生长和乳酸发酵。进一步通过比较苦参药渣不同发酵方式和不同pH值调节频率下产L-乳酸的效果,得知本研究最适宜的发酵方式为开放式同步糖化发酵,并间隔12 h用氢氧化钠调节发酵液pH值至8.5。经过60 h发酵后,乳酸的浓度、产率和生产速率分别达到51.1 g/L、0.85 g/g和0.85 g/（Lh）。对开放式乳酸发酵过程中细菌的群落结构进行分析,发现在乳酸积累阶段,发酵系统中接种的干酪乳杆菌的丰度均在99.6%以上,占据绝对优势。当乳酸浓度达到稳定后,杂菌Bacillus和Clostridium的丰度有所上升,导致副产物乙酸的浓度有所增加。将发酵液pH值间歇地调节至8.5能够有效地抑制产乙醇酵母的生长和代谢,从而抑制副产物乙醇的生成。将NaOH预处理产生的废液（PL）回用于乳酸发酵过程能够有效提高乳酸的产量。当发酵液中PL比例为50%时可使乳酸浓度达到55.1 g/L,比不加入PL的对照组提高了34.3%,而耗水量降低了 67.6%。这可能是由于PL的加入使得发酵液的pH值更为稳定,从而提高了纤维素酶活的稳定性,同时,PLL比例为50%时抑制了产乙醇酵母的生长而对乳酸菌影响不大,因此减少了副产物乙醇的生成,提高了乳酸的浓度和产率。对苦参药渣开放式同步糖化发酵过程中的动力学进行分析,确定了乳酸的生成符合重新参数化的Logistic模型和Gompertz模型。本研究为乳酸的生产提供廉价原料的同时,实现中药渣的资源化利用,具有重要的现实意义和应用前景。
刘冬梅,周全兴,周劲松[10]（2017）在《芽孢杆菌BCS 13002的鉴定及同步糖化发酵生产高光学纯度L-乳酸》文中研究表明从泡菜中分离得到一株芽孢杆菌,经16S RNA及生理生化鉴定为凝结芽孢杆菌（BCS 13002）.文中研究了碳源、中和剂对菌株生产L-乳酸的影响,并在5 L发酵罐中分别以葡萄糖及玉米淀粉为碳源进行分批补料发酵和同步糖化发酵（SSF）的研究.结果表明,葡萄糖是最合适的碳源,使用木糖和玉米淀粉作为碳源均不利于L-乳酸的产生;使用NaOH作为中和剂的效果优于Ca（OH）2和CaCO3.在发酵罐中以葡萄糖为碳源进行分批补料发酵,得到L-乳酸含量为115.86 g/L,糖酸转化率约为82.31%,并证明MnSO4·H2O和MgCl2·6H2O在发酵中有特殊的作用.以玉米淀粉为原料同步糖化发酵,得到L-乳酸123.3 g/L,糖酸转化率约为70.03%,产品中L-乳酸的光学纯度均达到99.8%以上.
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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。
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。
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 生物基化学品 |
| 1.1.1 生物基化学品的发展前景 |
| 1.1.2 生物基化学品的生物炼制 |
| 1.2 生物可降解材料——聚乳酸 |
| 1.2.1 聚乳酸的合成 |
| 1.2.2 聚乳酸的降解 |
| 1.2.3 聚乳酸的应用 |
| 1.3 聚乳酸的单体——乳酸 |
| 1.3.1 乳酸简介及应用 |
| 1.3.2 乳酸生产方法 |
| 1.3.3 微生物发酵法生产乳酸 |
| 1.4 微生物转化木质纤维素生产乳酸 |
| 1.4.1 生产乳酸的菌株 |
| 1.4.2 木质纤维素的预处理和酶解 |
| 1.4.3 生产乳酸的发酵工艺 |
| 1.5 本课题的研究内容及意义 |
| 2 嗜热、耐毒微生物菌群的筛选 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与仪器 |
| 2.2.1 样品来源 |
| 2.2.2 培养基 |
| 2.2.3 实验试剂 |
| 2.2.4 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 玉米秸秆成分的测定 |
| 2.3.2 玉米秸秆的预处理 |
| 2.3.3 微生物菌群的筛选与富集 |
| 2.3.4 微生物菌群发酵性能的研究 |
| 2.3.5 分析方法 |
| 2.4 实验结果与讨论 |
| 2.4.1 玉米秸秆成分的测定 |
| 2.4.2 玉米秸秆水解液成分的测定 |
| 2.4.3 微生物菌群的筛选与富集 |
| 2.4.4 微生物菌群丰度分析 |
| 2.4.5 微生物菌群发酵性能的研究 |
| 2.5 小结 |
| 3 耐高温微生物菌群的适应进化工程 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与仪器 |
| 3.2.1 样品来源 |
| 3.2.2 培养基 |
| 3.2.3 实验试剂 |
| 3.2.4 实验仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 微生物菌群的适应性进化工程 |
| 3.3.2 微生物菌群DUT50 的丰度分析 |
| 3.3.3 微生物菌群DUT50 发酵性能的研究 |
| 3.3.4 微生物菌群DUT50 耐木糖适应性进化 |
| 3.3.5 分析方法 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 微生物菌群的适应性进化 |
| 3.4.2 微生物菌群DUT50 的丰度分析 |
| 3.4.3 微生物菌群DUT50 发酵性能的研究 |
| 3.4.4 微生物菌群DUT50 的耐木糖适应性进化 |
| 3.5 小结 |
| 4 微生物菌群转化玉米秸秆为乳酸的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与仪器 |
| 4.2.1 实验菌种 |
| 4.2.2 培养基 |
| 4.2.3 实验试剂 |
| 4.2.4 实验仪器 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 纤维素酶用量的测定 |
| 4.3.2 发酵方式及发酵菌群的确定 |
| 4.3.3 同步糖化发酵方式的优化 |
| 4.3.4 分析方法 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.4.1 纤维素酶的最优酶用量 |
| 4.4.2 微生物菌群DUT47和DUT50 转化玉米秸秆生产乳酸 |
| 4.4.3 同步糖化发酵方式的优化 |
| 4.5 小结 |
| 5 微生物菌群互作机制的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与仪器 |
| 5.2.1 实验菌种 |
| 5.2.2 培养基 |
| 5.2.3 实验试剂 |
| 5.2.4 实验仪器 |
| 5.3 实验方法 |
| 5.3.1 稀释菌群的构建 |
| 5.3.2 优势单菌的分离 |
| 5.3.3 稀释菌群及单菌发酵性能的研究 |
| 5.3.4 人工菌群的构建及发酵性能的探索 |
| 5.3.5 分析方法 |
| 5.4 实验结果与讨论 |
| 5.4.1 稀释菌群丰度分析及单菌的鉴定 |
| 5.4.2 稀释菌群发酵性能的研究 |
| 5.4.3 单菌发酵性能的研究 |
| 5.4.4 人工菌群发酵性能的研究 |
| 5.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 传统发酵食品品质研究 |
| 1.1.1 发酵酒 |
| 1.1.2 奶酪 |
| 1.1.3 醋 |
| 1.1.4 发酵蔬菜 |
| 1.1.5 发酵豆类 |
| 1.2 发酵食品中微生物菌群与风味形成 |
| 1.2.1 发酵酒 |
| 1.2.2 奶酪 |
| 1.2.3 醋 |
| 1.2.4 发酵蔬菜 |
| 1.2.5 发酵豆类 |
| 1.3 发酵食品风味形成机理及调控 |
| 1.3.1 发酵酒 |
| 1.3.2 奶酪 |
| 1.3.3 醋 |
| 1.3.4 发酵蔬菜 |
| 1.3.5 发酵豆类 |
| 1.4 课题研究背景、意义及内容 |
| 1.4.1 研究背景及意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 发酵米酸微生物多样性与风味品质关联剖析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 材料与试剂 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 文库制备和Illumina Mi Seq测序 |
| 2.2.4 有机酸的测定 |
| 2.2.5 游离氨基酸的测定 |
| 2.2.6 滋味物质的测定 |
| 2.2.7 挥发性风味成分的测定 |
| 2.2.8 风味前体物、微生物细胞活力及感官评分的测定 |
| 2.2.9 GABA的测定 |
| 2.2.10 统计分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 不同米酸样品微生物多样性测序分析 |
| 2.3.2 米酸样品中的细菌菌群结构 |
| 2.3.3 米酸样品中的真菌菌群结构 |
| 2.3.4 不同发酵工艺对米酸风味成分的影响 |
| 2.3.5 不同发酵工艺对米酸风味前体物质和细胞活力的影响 |
| 2.3.6 米酸中微生物菌群与关键有机酸的相关性分析 |
| 2.3.7 米酸中微生物菌群与关键挥发性风味成分的相关性分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 产酸产香乳酸菌和酵母菌优选及米酸强化发酵模型构建 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 材料与试剂 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.2.3 乳酸菌和酵母菌的筛选 |
| 3.2.4 菌种鉴定 |
| 3.2.5 发酵米酸工艺及原料选择 |
| 3.2.6 强化发酵米酸模型的确定 |
| 3.2.7 米酸强化发酵实验的评价 |
| 3.2.8 米酸强化发酵风味和品质指标测定 |
| 3.2.9 统计分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 筛选及鉴定不同的乳酸菌和酵母菌 |
| 3.3.2 优选乳酸菌和酵母菌复配发酵米酸性能研究 |
| 3.3.3 米酸强化发酵正交实验结果 |
| 3.3.4 米酸强化发酵过程中品质及风味形成动态 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 L.paracasei H4-11 发酵米酸滋味物质及L-乳酸高产机理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 材料与试剂 |
| 4.2.2 仪器与设备 |
| 4.2.3 L.paracasei H4-11 的生长及培养 |
| 4.2.4 L.paracasei H4-11 发酵米酸的制备工艺 |
| 4.2.5 发酵米酸中L.paracasei H4-11 细胞活力及酶活的测定 |
| 4.2.6 发酵米酸中滋味物质及有机酸的测定 |
| 4.2.7 L.paracasei H4-11 转录组测序及数据分析 |
| 4.2.8 L.paracasei H4-11 蛋白组测序和数据分析 |
| 4.2.9 转录组和蛋白组关联分析 |
| 4.2.10 目标肽段PRM定量分析 |
| 4.2.11 统计分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 米酸发酵过程中L.paracasei H4-11 细胞活力的变化 |
| 4.3.2 L.paracasei H4-11 发酵米酸过程中滋味物质及有机酸的变化 |
| 4.3.3 米酸发酵过程中L.paracasei H4-11 转录组分析 |
| 4.3.4 米酸发酵过程中L.paracasei H4-11 蛋白组分析 |
| 4.3.5 L.paracasei H4-11 中转录组和蛋白组的相关性分析 |
| 4.3.6 滋味物质、有机酸与KEGG代谢途径的综合分析 |
| 4.3.7 滋味物质和L-乳酸形成相关的关键酶PRM定量分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 K.marxianus L1-1 发酵米酸乙酸乙酯增量机理 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.2.1 材料与试剂 |
| 5.2.2 仪器与设备 |
| 5.2.3 K.marxianus L1-1 的生长及培养 |
| 5.2.4 K.marxianus L1-1 发酵米酸的制备工艺 |
| 5.2.5 发酵米酸中K.marxianus L1-1 细胞活力和酶活的测定 |
| 5.2.6 发酵米酸中挥发性风味成分和有机酸的测定 |
| 5.2.7 K.marxianus L1-1 转录组测序和数据分析 |
| 5.2.8 K.marxianus L1-1 蛋白组测序和数据分析 |
| 5.2.9 转录组和蛋白组关联分析 |
| 5.2.10 目标肽段PRM定量分析 |
| 5.2.11 统计分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 米酸发酵过程中K.marxianus L1-1 细胞活力和关键酶活的变化 |
| 5.3.2 K.marxianus L1-1 发酵米酸过程中挥发性风味成分和有机酸的变化 |
| 5.3.3 米酸发酵过程中K.marxianus L1-1 转录组分析 |
| 5.3.4 米酸发酵过程中K.marxianus L1-1 蛋白组分析 |
| 5.3.5 K.marxianus L1-1 中转录组和蛋白组的相关性分析 |
| 5.3.6 挥发性风味成分、有机酸与KEGG代谢途径综合分析 |
| 5.3.7 挥发性风味成分和有机酸形成相关的关键酶PRM定量分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1 协同发酵米酸风味强化机理 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验材料与方法 |
| 6.2.1 材料与试剂 |
| 6.2.2 仪器与设备 |
| 6.2.3 L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1 的生长及培养 |
| 6.2.4 双菌发酵米酸的制备工艺 |
| 6.2.5 发酵米酸中微生物细胞活力及关键酶活的测定 |
| 6.2.6 发酵米酸中挥发性风味成分、滋味物质和有机酸的测定 |
| 6.2.7 双菌转录组测序和数据分析 |
| 6.2.8 双菌蛋白组测序和数据分析 |
| 6.2.9 转录组和蛋白组关联分析 |
| 6.2.10 目标肽段PRM定量分析 |
| 6.2.11 统计分析 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 双菌发酵米酸中L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1 细胞活力的变化 |
| 6.3.2 双菌发酵米酸风味代谢物分析 |
| 6.3.3 米酸强化发酵中双菌转录组分析 |
| 6.3.4 米酸强化发酵中双菌蛋白组分析 |
| 6.3.5 双菌中转录组和蛋白组的相关性分析 |
| 6.3.6 双菌发酵米酸风味形成相关的基因/蛋白 |
| 6.3.7 双菌发酵风味相关的关键酶PRM定量分析 |
| 6.3.8 L.paracasei H4-11和K.marxianus L1-1 协同发酵米酸风味强化机理 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 主要结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士期间主要研究成果 |
| 图版 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 乳酸概述 |
| 1.1.1 乳酸的性质及生产 |
| 1.1.2 聚乳酸的应用 |
| 1.1.3 乳酸的合成途径 |
| 1.2 乳酸菌概述 |
| 1.2.1 乳酸菌生理功能 |
| 1.2.2 乳酸生产菌介绍 |
| 1.3 乳酸菌遗传操作系统研究进展 |
| 1.3.1 基于质粒的同源重组 |
| 1.3.2 Red/RecET介导的DNA重组 |
| 1.4 CRISPR技术的发展与应用 |
| 1.4.1 CRISPR/Cas9系统作用原理 |
| 1.4.2 CRISPR技术拓展应用 |
| 1.4.3 Anti-CRISPRs蛋白的发现与应用 |
| 1.5 微生物发酵动力学研究 |
| 1.6 课题研究意义及内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 菌株和质粒 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.1.3 常用试剂 |
| 2.1.4 常用培养基与试剂 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 大肠杆菌DH5α和拟干酪乳杆菌的培养和保藏 |
| 2.2.2 大肠杆菌感受态细胞的制备 |
| 2.2.3 拟干酪乳杆菌感受态制备 |
| 2.2.4 拟干酪乳杆菌抗性筛选标记的选择 |
| 2.2.5 重组质粒的构建 |
| 2.2.6 质粒DNA的提取 |
| 2.2.7 DNA的胶回收 |
| 2.2.8 PCR片段的纯化 |
| 2.2.9 一步克隆连接 |
| 2.2.10 拟干酪乳杆菌基因组DNA提取 |
| 2.2.11 RNA反转录cDNA |
| 2.2.12 RT-PCR反应 |
| 2.2.13 发酵液中L/D-乳酸检测 |
| 2.2.14 菌体浓度测定 |
| 2.2.15 发酵液残余葡萄糖检测 |
| 第3章 拟干酪乳杆菌CRISPR/Cas9基因编辑平台的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验菌种 |
| 3.2.2 实验质粒 |
| 3.2.3 实验仪器 |
| 3.2.4 实验引物 |
| 3.2.5 ldhL1基因的sgRNA序列 |
| 3.2.6 培养基 |
| 3.2.7 L.paracasei电转条件的优化 |
| 3.2.8 RT-PCR |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 L.paracasei电转条件的优化 |
| 3.3.2 拟干酪乳杆菌ldhL1、ldhL2和ldhD基因转录情况分析 |
| 3.3.3 ldhL1基因敲除质粒构建 |
| 3.3.4 ldhL1基因缺失突变株的获得及摇瓶发酵特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高质量L-乳酸生产菌构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 实验菌种和质粒 |
| 4.2.2 实验仪器与试剂 |
| 4.2.3 培养基 |
| 4.2.4 菌体的培养和保藏 |
| 4.2.5 大肠杆菌DH5a感受态的制备及其热击转化 |
| 4.2.6 拟干酪乳杆菌(L.paracasei NCBIO01)电击转化 |
| 4.2.7 实验引物 |
| 4.2.8 融合PCR |
| 4.2.9 DNA胶回收方法 |
| 4.2.10 PCR片段纯化方法 |
| 4.2.11 连接反应 |
| 4.2.12 细菌基因组DNA的提取 |
| 4.2.13 ldhD基因的sgRNA序列 |
| 4.3 研究结果 |
| 4.3.1 环境条件对拟干酪乳杆菌乳酸光学纯度的影响 |
| 4.3.2 基于CRISPR/Cas9方法构建pNcas-ΔldhD-ldhL1重组质粒 |
| 4.3.3 拟干酪乳杆菌D-乳酸脱氢酶缺失L-乳酸脱氢酶过表达重组菌获得 |
| 4.3.4 ldhL1过表达突变株摇瓶发酵特性分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 高性能拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸代谢特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 培养方法 |
| 5.2.2 发酵副产物检测 |
| 5.2.3 建模方法和数据处理 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 5L发酵罐中ldhL1过表达突变株与出发菌株生长和生产情况比较 |
| 5.3.2 拟干酪乳杆菌发菌体生长和乳酸生成动力学模型建立 |
| 5.3.3 高葡萄糖浓度下L-乳酸发酵代谢特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 已发表或已录用的论文(专利) |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 乳酸和聚乳酸材料 |
| 1.1.1 乳酸 |
| 1.1.2 聚乳酸的应用 |
| 1.2 发酵乳酸的微生物 |
| 1.2.1 细菌 |
| 1.2.2 霉菌 |
| 1.2.3 基因工程菌 |
| 1.3 乳酸发酵底物 |
| 1.3.1 淀粉类原料 |
| 1.3.2 木质纤维素类原料 |
| 1.4 菊芋粉原料的生物炼制 |
| 1.4.1 菊芋的应用价值 |
| 1.4.2 菊粉生物炼制的研究 |
| 1.4.3 菊芋粉的预处理 |
| 1.4.4 产菊粉酶的微生物 |
| 1.5 菊粉原料生产乳酸的研究进展 |
| 1.6 研究目的与意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.1.1 菊芋粉 |
| 2.1.2 实验菌株 |
| 2.1.3 主要试剂 |
| 2.1.4 主要培养基及溶液 |
| 2.1.5 主要仪器 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 乳酸、乙酸、葡萄糖、果糖和蔗糖检测方法 |
| 2.2.2 L-乳酸的检测方法 |
| 2.2.3 菊芋粉基本成分检测 |
| 2.2.3.1 水分检测 |
| 2.2.3.2 粗脂肪检测 |
| 2.2.3.3 粗灰分检测 |
| 2.2.3.4 粗纤维检测 |
| 2.2.3.5 粗蛋白检测 |
| 2.2.3.6 总糖检测 |
| 2.2.4 乳酸出发菌株的筛选 |
| 2.2.4.1 初筛 |
| 2.2.4.2 16S r DNA保守序列的PCR扩增与分析 |
| 2.2.4.3 二次筛选 |
| 2.2.5 副干酪乳杆菌NJ生长曲线、pH曲线的测定 |
| 2.2.6 副干酪乳杆菌NJ在混合碳源下的生长实验 |
| 2.2.7 副干酪乳杆菌NJ的纯糖同步糖化发酵实验 |
| 2.2.8 副干酪乳杆菌NJ利用菊芋粉发酵生产乳酸的条件优化 |
| 2.2.8.1 菊芋粉浓度对NJ同步糖化发酵生产乳酸的影响 |
| 2.2.8.2 NJ在外加菊粉酶条件下生产乳酸 |
| 2.2.8.3 NJ在不同pH条件下利用菊芋粉发酵生产乳酸 |
| 2.2.8.4 NJ在不同温度下利用菊芋粉发酵生产乳酸 |
| 2.2.8.5 NJ利用不同氮源进行同步糖化乳酸发酵 |
| 2.2.8.6 灭菌与不灭菌条件下菊芋粉的乳酸发酵实验 |
| 2.2.8.7 Na OH和 Ca CO3对菊芋粉乳酸发酵的影响实验 |
| 2.2.9 NJ在5-L和50-L厌氧发酵罐中同步糖化乳酸发酵实验 |
| 2.2.9.1 5-L厌氧发酵罐中同步糖化乳酸发酵实验 |
| 2.2.9.2 菊芋的乳酸同步糖化发酵在50-L厌氧发酵罐中的放大实验 |
| 2.2.9.3 5-L厌氧发酵罐中同步糖化发酵体系的扩增子测序 |
| 2.2.10 副干酪乳杆菌NJ基因组的提取及测序 |
| 2.2.11 副干酪乳杆菌NJ基因组测序数据的基本生物信息分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 菊芋粉成分分析 |
| 3.2 乳酸发酵菌株筛选结果 |
| 3.2.1 不同菌株利用菊糖发酵生产乳酸 |
| 3.2.2 不同菌株利用菊芋粉发酵生产乳酸 |
| 3.3 副干酪乳杆菌NJ的基本性能 |
| 3.3.1 NJ在不同碳源下的生长曲线、pH曲线 |
| 3.3.2 NJ在混合碳源下产乳酸的碳源利用情况 |
| 3.3.3 NJ在不同纯糖为唯一碳源下的发酵性能 |
| 3.4 副干酪乳杆菌NJ利用菊芋粉发酵生产乳酸的条件优化 |
| 3.4.1 NJ利用不同浓度菊芋粉发酵产乳酸 |
| 3.4.2 外加菊粉酶对NJ利用菊芋粉生产乳酸的影响 |
| 3.4.3 pH对NJ利用菊芋粉生产乳酸的影响 |
| 3.4.4 温度对NJ利用菊芋粉生产乳酸的影响 |
| 3.4.5 不同氮源对NJ利用菊芋粉生产乳酸的影响 |
| 3.4.6 不灭菌发酵培养基对NJ利用菊芋粉生产乳酸的影响 |
| 3.4.7 CaCO_3和NaOH对NJ乳酸发酵产量的影响 |
| 3.5 5-L和50-L厌氧发酵罐中的同步糖化乳酸发酵实验结果 |
| 3.5.1 5-L和50-L厌氧发酵罐中的乳酸发酵 |
| 3.5.2 NJ在5-L厌氧发酵罐中的发酵体系微生物多样性分析 |
| 3.6 副干酪乳杆菌NJ基因组数据分析 |
| 3.6.1 副干酪乳杆菌NJ基因组测序数据的组装 |
| 3.6.2 副干酪乳杆菌NJ基因组功能注释 |
| 4 讨论 |
| 4.1 小结 |
| 4.2 菊芋粉同步糖化发酵乳酸工艺 |
| 4.3 副干酪乳杆菌NJ的菊粉代谢通路 |
| 4.4 课题展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 乳酸 |
| 1.1.1 乳酸简介 |
| 1.1.2 乳酸的应用 |
| 1.1.3 乳酸衍生物及应用 |
| 1.2 国内外乳酸市场与供需情况 |
| 1.2.1 国际乳酸市场概况 |
| 1.2.2 国内乳酸市场概况 |
| 1.3 乳酸的生产方法 |
| 1.3.1 化学合成法 |
| 1.3.2 微生物发酵法 |
| 1.4 发酵法生产乳酸的研究进展 |
| 1.4.1 发酵菌种 |
| 1.4.2 发酵原料 |
| 1.4.3 发酵方式 |
| 1.4.4 高温发酵生产乳酸 |
| 1.5 本课题研究内容和意义 |
| 1.5.1 本课题研究内容 |
| 1.5.2 本课题研究意义 |
| 2 副干酪乳杆菌DUT2023发酵葡萄糖废母液生产乳酸 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及仪器 |
| 2.2.1 实验菌种 |
| 2.2.2 培养基 |
| 2.2.3 实验试剂 |
| 2.2.4 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 种子培养 |
| 2.3.2摇瓶实验 |
| 2.3.3 批式发酵 |
| 2.3.4 分析方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 不同乳酸菌发酵性能比较分析 |
| 2.4.2 副干酪乳杆菌DUT2023发酵条件优化 |
| 2.4.3 不同葡萄糖浓度对菌体生长的影响 |
| 2.4.4 批式补料对发酵生产乳酸的影响 |
| 2.4.5 副干酪乳杆菌DUT2023发酵葡萄糖废母液生产乳酸 |
| 2.4.6 经济分析 |
| 2.5 本章小节 |
| 3 鼠李糖乳杆菌DUT2048高温转化陈稻谷生产乳酸 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 实验菌种 |
| 3.2.2 培养基 |
| 3.2.3 实验制剂 |
| 3.2.4 实验仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 稻谷成分的测定 |
| 3.3.2 鼠李糖乳杆菌DUT2048批式发酵 |
| 3.3.3稻谷粉水解实验 |
| 3.3.4 同步糖化发酵 |
| 3.3.5 生料发酵 |
| 3.3.6 分析方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 稻谷成分分析 |
| 3.4.2 鼠李糖乳杆菌DUT2048利用稻谷粉生产乳酸条件优化 |
| 3.4.3 葡萄糖浓度对鼠李糖乳杆菌DUT2048产乳酸的影响 |
| 3.4.4 CSLP浓度对鼠李糖乳杆菌DUT2048 产乳酸的影响 |
| 3.4.5稻谷粉水解实验 |
| 3.4.6 同步糖化发酵陈稻谷生产乳酸 |
| 3.4.7 生料发酵陈稻谷生产乳酸 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 335树脂对鼠李糖乳杆菌DUT2048发酵乳酸影响初探 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.2.1 实验菌种 |
| 4.2.2 培养基 |
| 4.2.3 实验试剂 |
| 4.2.4 实验仪器 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 335树脂处理 |
| 4.3.2摇瓶实验 |
| 4.3.3 分析方法 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 335树脂吸附乳酸结果 |
| 4.4.2 实时在线检测乳酸 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 乳酸简介 |
| 1.1.1 乳酸结构性质 |
| 1.1.2 乳酸及其衍生物的用途 |
| 1.1.3 乳酸生产方法 |
| 1.2 乳酸发酵菌种 |
| 1.2.1 细菌 |
| 1.2.2 真菌 |
| 1.3 菌种选育技术 |
| 1.3.1 自然选育 |
| 1.3.2 杂交育种 |
| 1.3.3 诱变育种 |
| 1.3.4 基因工程育种和基因组改组 |
| 1.4 分批补料发酵工艺 |
| 1.5 廉价原料 |
| 1.6 研究的意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验菌株 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.1.4 培养基 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 菌株保存与活化 |
| 2.2.2 重离子束辐照诱变 |
| 2.2.3 菌株筛选 |
| 2.2.4 验证 |
| 2.2.5 发酵条件优化 |
| 2.2.6 分批补料发酵 |
| 2.2.7 廉价N源产L-乳酸 |
| 2.2.8 5L发酵罐分批补料发酵 |
| 2.3 分析方法 |
| 2.3.1 pH测定 |
| 2.3.2 生物量测定 |
| 2.3.3 L-乳酸产量测定 |
| 2.3.4 残糖测定 |
| 第三章 实验结果与分析 |
| 3.1 筛选 |
| 3.1.1 建立筛选方法 |
| 3.1.2 初筛 |
| 3.1.3 复筛 |
| 3.1.4 验证 |
| 3.1.5 稳定性研究 |
| 3.2 分批补料发酵 |
| 3.2.1 发酵条件优化 |
| 3.2.2 补料 |
| 3.3 廉价N源代替 |
| 3.3.1 棉籽饼粉产L-乳酸 |
| 3.3.2 5L发酵罐分批补料发酵 |
| 第四章 结论 |
| 第五章 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 乳酸的简介 |
| 1.1.1 乳酸的结构和性质 |
| 1.1.2 乳酸的应用和生产方法 |
| 1.2 发酵法生产乳酸 |
| 1.2.1 微生物 |
| 1.2.2 原料 |
| 1.2.3 发酵方式 |
| 1.3 乳酸高温发酵的研究近况 |
| 1.3.1 高温发酵简介 |
| 1.3.2 高温发酵生产乳酸 |
| 1.4 课题的研究内容和意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 2 粪肠球菌DUT1805 高温转化葡萄糖生产乳酸 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 实验菌种 |
| 2.2.2 培养基 |
| 2.2.3 实验试剂 |
| 2.2.4 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 种子培养 |
| 2.3.2 摇瓶发酵 |
| 2.3.3 生理生化实验 |
| 2.3.4 批式发酵 |
| 2.3.5 梯度升温策略 |
| 2.3.6 分析方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 粪肠球菌DUT1805 生理生化实验结果 |
| 2.4.2 pH胁迫对粪肠球菌DUT1805 发酵性能的影响 |
| 2.4.3 50℃下,葡萄糖胁迫对粪肠球菌DUT1805 发酵性能的影响 |
| 2.4.4 50℃下,梯度升温策略对粪肠球菌DUT1805 发酵性能的影响 |
| 2.4.5 50℃下,发酵方式对粪肠球菌DUT1805 发酵性能的影响 |
| 2.4.6 温度胁迫对粪肠球菌DUT1805 发酵性能的影响 |
| 2.4.7 55℃下,梯度升温策略对粪肠球菌DUT1805 发酵性能的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 粪肠球菌DUT1805 高温同步糖化发酵稻谷粉生产乳酸 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 实验菌种 |
| 3.2.2 培养基 |
| 3.2.3 实验试剂 |
| 3.2.4 实验仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 原料成分的测定 |
| 3.3.2 酶活的测定 |
| 3.3.3 稻谷粉水解实验 |
| 3.3.4 种子培养 |
| 3.3.5 摇瓶发酵 |
| 3.3.6 同步糖化发酵 |
| 3.3.7 分析方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 稻谷成分测定 |
| 3.4.2 稻谷粉水解实验 |
| 3.4.3 摇瓶发酵 |
| 3.4.4 同步糖化发酵 |
| 3.4.5 经济性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 粪肠球菌DUT1805 高温转化玉米秸秆生产乳酸 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.2.1 实验菌种 |
| 4.2.2 培养基 |
| 4.2.3 实验试剂 |
| 4.2.4 实验仪器 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 原料预处理 |
| 4.3.2 酶活性测定 |
| 4.3.3 种子培养 |
| 4.3.4 摇瓶发酵 |
| 4.3.5 批式发酵 |
| 4.3.6 分析方法 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 粪肠球菌DUT1805 代谢混合糖模拟液转化生产乳酸 |
| 4.4.2 粪肠球菌DUT1805 高温转化玉米秸秆生产乳酸 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 乳酸及其应用 |
| 1.1.1 乳酸的化学结构及其他特性 |
| 1.1.2 乳酸的应用 |
| 1.2 乳酸的制备方法 |
| 1.2.1 化学合成法 |
| 1.2.2 酶合成法 |
| 1.2.3 微生物发酵法 |
| 1.3 乳酸发酵微生物 |
| 1.3.1 细菌 |
| 1.3.2 丝状真菌 |
| 1.3.3 酵母 |
| 1.4 乳酸菌基因组学研究 |
| 1.4.1 基因组概况 |
| 1.4.2 比较基因组学研究 |
| 1.4.3 代谢合成途径的基因组学研究 |
| 1.5 乳酸细菌发酵技术的研究 |
| 1.5.1 菌种育种 |
| 1.5.2 发酵培养基和发酵条件的优化 |
| 1.5.3 乳酸发酵工艺 |
| 1.6 本文的立论依据和意义 |
| 1.6.1 本文研究的目的和意义 |
| 1.6.2 本文研究的内容 |
| 第二章 材料和方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.2 主要实验设备 |
| 2.3 方法 |
| 2.3.1 鼠李糖乳杆菌利用木薯淀粉产乳酸的发酵条件构建 |
| 2.3.2 鼠李糖乳杆菌D-乳酸脱氢酶敲除对乳酸产量的影响 |
| 2.3.3 鼠李糖乳杆菌的诱变和高产菌株的选育 |
| 2.3.4 鼠李糖乳杆菌的比较基因组学研究 |
| 2.3.5 鼠李糖乳杆菌产L-乳酸的转录组学研究 |
| 第三章 结果和分析 |
| 3.1 鼠李糖乳杆菌利用木薯淀粉产乳酸的发酵条件构建 |
| 3.1.1 种龄的确定 |
| 3.1.2 不同氮源对木薯淀粉发酵乳酸的影响 |
| 3.1.3 不同MgSO_4·7H_2O、MnSO_4浓度对木薯淀粉发酵乳酸的影响 |
| 3.1.4 不同接种量对木薯淀粉发酵乳酸的影响 |
| 3.1.5 不同CaCO_3对木薯淀粉发酵乳酸的影响 |
| 3.1.6 不同温度对木薯淀粉发酵乳酸的影响 |
| 3.1.7 不同pH值对木薯淀粉发酵乳酸的影响 |
| 3.1.8 Plackett-Burman设计筛选发酵培养基成分 |
| 3.1.9 发酵工艺优化对乳酸产量的影响 |
| 3.2 鼠李糖乳杆菌D-乳酸脱氢酶敲除对乳酸产量的影响 |
| 3.2.1 ldhD基因和Ter基因的克隆 |
| 3.2.2 重组自杀质粒pUC-ldhD-Ter的构建与鉴定 |
| 3.2.3 重组鼠李糖乳杆菌的鉴定结果 |
| 3.2.4 重组鼠李糖乳杆菌生长状况结果 |
| 3.2.5 D-乳酸脱氢酶基因敲除对鼠李糖乳杆菌发酵乳酸的影响 |
| 3.3 鼠李糖乳杆菌的诱变和高产菌株的选育 |
| 3.3.1 菌株诱变和筛选 |
| 3.3.2 菌株的L-乳酸发酵遗传稳定性 |
| 3.3.3 突变菌株的L-乳酸发酵性能 |
| 3.3.4 突变菌株的生长速率 |
| 3.4 鼠李糖乳杆菌的比较基因组学研究 |
| 3.4.1 鼠李糖乳杆菌JCM1553和鼠李糖乳杆菌SCT-10-10-60菌株的全基因组测序 |
| 3.4.2 鼠李糖乳杆菌JCM1553和SCT-10-10-60的基因组比较分析 |
| 3.4.3 鼠李糖乳杆菌JCM1553和鼠李糖乳杆菌SCT-10-10-60在L-乳酸代谢途径上的基因比较分析 |
| 3.4.4 SCT-10-10-60断裂基因 |
| 3.5 鼠李糖乳杆菌产L-乳酸的转录组学研究 |
| 3.5.1 鼠李糖乳杆菌JCM1553和菌SCT-10-10-60的转录组测序 |
| 3.5.2 鼠李糖乳杆菌JCM1553和SCT-10-10-60的转录组比较 |
| 3.5.3 鼠李糖乳杆菌JCM1553和SCT-10-10-60 L-乳酸合成途径相关基因表达差异分析 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 鼠李糖乳杆菌利用木薯淀粉产乳酸的发酵条件构建 |
| 4.2 鼠李糖乳杆菌D-乳酸脱氢酶敲除对乳酸产量的影响 |
| 4.3 鼠李糖乳杆菌的诱变和高产菌株的选育 |
| 4.4 鼠李糖乳杆菌的比较基因组学研究 |
| 4.5 鼠李糖乳杆菌产L-乳酸的转录组学研究 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.1.1 鼠李糖乳杆菌利用木薯淀粉产乳酸的发酵条件构建 |
| 5.1.2 鼠李糖乳杆菌D-乳酸脱氢酶敲除对乳酸产量的影响 |
| 5.1.3 鼠李糖乳杆菌的诱变和高产菌株的选育 |
| 5.1.4 鼠李糖乳杆菌的比较基因组学研究 |
| 5.1.5 鼠李糖乳杆菌产L-乳酸的转录组学研究 |
| 5.2 展望 |
| 5.2.1 L-乳酸发酵工艺优化研究 |
| 5.2.2 鼠李糖乳杆菌L-乳酸发酵相关调控基因及菌株改造 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 中药渣的产生及处理现状 |
| 2.1.1 中药渣的产生现状及危害 |
| 2.1.2 中药渣的资源化利用概况 |
| 2.1.3 存在的问题 |
| 2.2 微生物发酵产乳酸概况 |
| 2.2.1 乳酸的性质及应用 |
| 2.2.2 产乳酸微生物简介 |
| 2.2.3 乳酸菌发酵产乳酸的代谢途径 |
| 2.2.4 乳酸发酵的模式 |
| 2.2.5 开放式乳酸发酵研究现状 |
| 2.3 纤维素类生物质发酵产乳酸现状 |
| 2.3.1 纤维素类物质的预处理 |
| 2.3.2 纤维素类物质的酶解 |
| 2.3.3 利用纤维素类物质发酵产乳酸 |
| 2.3.4 乳酸的分离与纯化 |
| 2.4 本课题组乳酸发酵的研究进展 |
| 2.5 存在的问题及本研究的目的与意义 |
| 3 研究内容与方法 |
| 3.1 研究内容与技术路线 |
| 3.2 试验材料与设备 |
| 3.2.1 苦参药渣的来源及性质 |
| 3.2.2 试验菌株和酶制剂 |
| 3.2.3 培养基 |
| 3.2.4 试验仪器设备及主要试剂 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 实验流程 |
| 3.3.2 菌种的保存、活化及种子培养 |
| 3.3.3 苦参药渣的预处理 |
| 3.3.4 苦参药渣的酶解 |
| 3.3.5 苦参药渣发酵产乳酸 |
| 3.3.6 牛津杯耐药性实验 |
| 3.4 分析方法 |
| 3.4.1 苦参药渣中纤维素、半纤维素和木质素含量的测定 |
| 3.4.2 苦参药渣的表面结构及化学结构分析 |
| 3.4.3 纤维素酶活力测定 |
| 3.4.4 苦参药渣酶解液的成分测定 |
| 3.4.5 发酵液中底物及产物的测定 |
| 3.4.6 乳酸菌和酵母菌的细胞浓度测定 |
| 3.4.7 开放式发酵中微生物群落变化分析 |
| 4 苦参药渣的预处理工艺优化及机理研究 |
| 4.1 预处理工艺的确定 |
| 4.1.1 不同预处理方法对苦参药渣组成的影响 |
| 4.1.2 不同预处理方法时抑制性物质的含量分析 |
| 4.1.3 不同预处理后苦参药渣酶解产糖效果的比较 |
| 4.1.4 苦参药渣预处理和酶解过程的质量平衡 |
| 4.2 NaOH预处理工艺条件的优化 |
| 4.2.1 NaOH浓度对酶解产糖效果的影响 |
| 4.2.2 固液比对酶解产糖效果的影响 |
| 4.2.3 温度对酶解产糖效果的影响 |
| 4.2.4 处理时间对酶解产糖效果的影响 |
| 4.3 苦参药渣NaOH预处理的机理研究 |
| 4.3.1 苦参药渣NaOH预处理前后的红外光谱分析 |
| 4.3.2 苦参药渣NaOH预处理前后的X射线衍射分析 |
| 4.3.3 苦参药渣NaOH预处理前后的扫描电镜分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 苦参药渣开放式发酵产L-乳酸的工艺优化及微生物群落分析 |
| 5.1 苦参药渣中残留药用成分对乳酸菌生长及乳酸发酵的影响 |
| 5.1.1 药用成分对干酪乳杆菌生长的影响 |
| 5.1.2 药用成分对干酪乳杆菌产乳酸的影响 |
| 5.2 不同发酵方式下的乳酸产量 |
| 5.3 调节pH值对乳酸发酵的影响 |
| 5.3.1 pH调节频率的影响 |
| 5.3.2 调至不同pH值时的乳酸发酵效果 |
| 5.3.3 pH调节对杂菌的抑制机理初探 |
| 5.4 开放式乳酸发酵过程中微生物的群落变化 |
| 5.4.1 样品基本信息 |
| 5.4.2 细菌群落多样性分析 |
| 5.4.3 细菌群落的结构组成 |
| 5.4.4 发酵过程中产乙醇酵母的浓度变化 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 NaOH预处理废液回用于乳酸发酵的可行性及动力学研究 |
| 6.1 NaOH预处理废液回用对乳酸发酵的影响 |
| 6.1.1 NaOH预处理废液回用对乳酸产量的影响 |
| 6.1.2 NaOH预处理废液回用对纤维素酶活的影响 |
| 6.1.3 NaOH预处理废液回用对乳酸菌及产乙醇酵母生长的影响 |
| 6.1.4 NaOH预处理废液回用时预处理和发酵过程的耗水量 |
| 6.2 不同比例预处理液回用时的乳酸生成动力学 |
| 6.2.1 Logistic模型和Gompertz模型介绍 |
| 6.2.2 重新参数化的Logistic模型拟合结果 |
| 6.2.3 重新参数化的Gompert模型拟合结果 |
| 6.2.4 模型的参数分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 课题研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 实验材料 |
| 1.1.1 实验菌株 |
| 1.1.2 材料和试剂 |
| 1.1.3 试剂溶液及培养基的配制 |
| 1.2 仪器与设备 |
| 1.3 实验方法 |
| 1.3.1 菌株的分子生物学和生理生化鉴定 |
| 1.3.2 HPLC测定发酵液中L-乳酸及葡萄糖含量 |
| 1.3.3 淀粉酶活力测定 |
| 1.3.4 碳源对BCS 13002发酵生产L-乳酸的影响 |
| 1.3.5 中和剂对BCS 13002发酵生产L-乳酸的影响 |
| 1.3.6 BCS 13002在5 L发酵罐中的分批补料发酵生产L-乳酸 |
| 1.3.7 以玉米淀粉为原料分批补料发酵生产L-乳酸 |
| 1.3.8 糖酸转化率的计算 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 BCS 13002的鉴定 |
| 2.2 培养基中3种碳源对BCS 13002发酵生产L-乳酸的影响 |
| 2.3 3种中和剂对BCS 13002发酵生产L-乳酸的影响规律 |
| 2.4 BCS 13002在5 L发酵罐中的分批补料发酵生产L-乳酸的规律 |
| 2.5 以玉米淀粉为原料同步糖化发酵生产L-乳酸的规律 |
| 3 结论 |
