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酵母细胞超高浓度乙醇连续发酵振荡行为的研究

生产成本过高是制约燃料乙醇大规模推广应用的主要因素。目前以淀粉质为原料生产燃料乙醇的成本构成中,能耗成本约占30%,仅决于原料成本(约占60%),因此降低能耗是降低燃料乙醇生产成本的主要方向之一。超高浓度乙醇发酵技术可以减少单位产量乙醇的物料总量,进而减少精馏过程及废糟液处理的能耗,是燃料乙醇生产领域最具发展前景的技术之一。超高浓度乙醇连续发酵过程中极易出现大幅度的参数振荡现象,影响发酵过程的稳定性,而对于诱发这类振荡现象的机理至今没有深入的研究报道。酵母细胞在超高浓度乙醇连续发酵过程中呈现的振荡现象,具有周期长、振幅大的特点,与文献中报道的酵母细胞连续培养时,在特定条件下由于不对称芽殖导致子母细胞分裂周期同步激发的周期短、振幅小的振荡行为不同。代谢通量分析表明在一个完整的振荡周期内,酵母细胞代谢状态没有根本性改变,乙醇代谢途径碳通量占总碳通量的比例始终保持在80%以上,占绝对优势;而振荡过程中酵母细胞代谢网络上关键代谢节点处碳  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

酿酒酵母高浓度乙醇连续发酵体系振荡行为

超高浓度(Very high gravity, VHG)发酵可以显著提高发酵终点乙醇浓度,节省精馏能耗,同时减少废糟液量。虽然VHG发酵技术已经在批式乙醇发酵中得到应用,但是批式发酵辅助操作时间长和人工成本高的特点,使其难以满足燃料乙醇大规模生产的需求,因此研究开发VHG乙醇连续发酵技术具有十分重要的意义。然而在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) VHG乙醇连续发酵过程中,包括残糖、乙醇和生物量浓度等发酵参数呈现长周期大振幅的振荡行为,不仅严重影响系统的乙醇发酵性能,而且不利于下游精馏装置的稳定运行。本研究通过过程工程策略、代谢轮廓及转录组分析对诱发S. cerevisiae VHG连续乙醇发酵过程振荡行为的机理进行了探讨。VHG乙醇连续发酵过程中酵母细胞受乙醇抑制和渗透压胁迫,且这两个胁迫因素是偶联的。通过向低糖(Low gravity, LG)培养基中添加乙醇,使乙醇抑制与渗透压胁迫解偶联,考察了乙...  (本文共212页) 本文目录 | 阅读全文>>

《核农学通报》1988年02期
核农学通报

应用辐照技术进行微生物和酵母细胞的固定化及其在生物量转化中的应用

通过生物量转化过程从不同的纤维质废物中生产葡萄糖及其发酵产物,近10年来得到了广泛研究。电...  (本文共3页) 阅读全文>>

山西大学
山西大学

酵母对铅和铬胁迫的信号响应机制及吸附作用研究

随着工业快速发展,环境中铅(Pb)、六价铬(Cr(Ⅵ))含量急剧升高,对人类、动植物和微生物均造成了大量毒害,因此,Pb、Cr(Ⅵ)毒性机制已在世界范围内引起了广泛关注。但是,目前关于Pb、Cr(Ⅵ)毒性机制研究主要集中在动植物方面,关于Pb、Cr(Ⅵ)对微生物的毒性机制研究甚少。微生物在促进物质循环,调节植物生长,治理环境污染等方面起着重要作用,因此阐明Pb、Cr(Ⅵ)胁迫微生物的毒性机制,从而提出提高微生物对重金属胁迫的耐受性和增强微生物对重金属去除能力的具体措施,对环境保护具有重要的现实意义和理论价值。因此,本研究以模式生物酵母细胞为研究对象,研究了Pb,Cr(Ⅵ)对酵母细胞的毒性作用和毒性机制;金属硫蛋白过表达对Pb,Cr(Ⅵ)毒性效应的影响以及转金属硫蛋白(MT)酵母菌分别对电镀废水中Cr(Ⅵ)和含铅废水中Pb的去除效果。研究结果如下:1.浓度0~100 mg/L硝酸铅可抑制酵母细胞生长,降低酵母细胞活性,诱导酵母细胞...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

铝诱导的酵母细胞程序性死亡及其信号调控研究

铝(aluminum,Al)毒害严重影响着酸性土壤中农作物的产量,因此,Al毒和耐Al机制已成为植物逆境生物学研究的焦点之一。目前,对有机酸胞外排Al机制的研究已达到基因调控的水平,但对胞内耐Al的机制还知之甚少。Al能否诱导植物细胞发生程序性死亡(programmed cell death,PCD),PCD的负调控是否是潜在的耐Al机制,以及Al胁迫与细胞内信号转导之间有何联系等问题已逐渐引起科学家们的兴趣和关注。本研究以真核模式生物酵母为主要的研究对象,利用其简单的遗传背景、较短的生长周期、丰富的突变体材料以及进化上的保守性等优点,为解答上述问题进行了探索。本研究的结果可以概括为几个方面:(1)通过摸索建立酵母实验的简易方法,比如用醋酸锂法将质粒转入酵母细胞,用蜗牛酶去壁法提取酵母总DNA,用自行设计和制作的玻璃仪器测定酵母生长曲线。发现1-4 mM Al处理可以加快酵母细胞生长,尤以2mM Al最显著。酵母接种后的初始细胞...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南农业大学
湖南农业大学

新型微胶囊化壁材—改性酵母细胞的研究与应用

具有抗氧化功能的植物提取物特别是多酚类化合物由于其独特的保健作用正引起人们的广泛关注。水溶性的绿原酸和脂溶性的白藜芦醇就是其中的2种具有广泛生物和药理活性的多酚化合物,但它们的不稳定性制约了其有效应用。由于微胶囊技术不仅能够防止活性物质的氧化变质,延长存储期,而且还可以控制核心释放,已在制药、化妆品和食品工业领域得到了广泛应用,所用的壁材大多为聚合物或价格昂贵的卵磷脂。如何只用食品级的壁材防止活性物质的变质是微胶囊工业领域的一大挑战。酵母细胞颜色浅而无刺激性气味,可以大规模培养,其天然的真核生物结构使其具有优良的包埋物质的潜能,并已成功用于精油和风味物质的微胶囊化。酵母细胞的这些特性使其具有其它微胶囊壁材无法比拟的优点,而且在微胶囊的制备过程中除了酵母细胞壁材、待包埋的芯物质和溶剂以外,无需添加任何其它的助剂。本论文从酵母细胞(Saccharomyces cerevisiae Han.)的培养出发,通过适当改性后用于抗氧化剂的微...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

山西大学
山西大学

不同浓度硒对酵母细胞的毒性效应与保护作用

硒作为一种类金属元素,在机体中发挥着重要功能。人类工业生产活动会产生一些硒化合物,使其成为一种潜在的环境污染物,进而对生态环境和物种等造成危害。硒在最佳浓度和致毒浓度之间有较为窄小的安全使用范围。饮食硒缺乏与各种地方病有关,会产生克山病,骨关节炎,心肌功能异常等病症。当动物摄入高剂量硒时,会发生呼吸窘迫,运动失调,腹痛、腹泻,甚至死亡等,摄入过量的硒不仅会对动物及人体产生严重的毒性,还有明显的蓄积作用,但是目前关于硒毒性作用的分子机制尚不清楚。酵母是第一个完成全基因组测序的真核生物,具有易于培养,生长周期短,遗传背景简单,可操作性强等特点,已经成为研究真核生物细胞学的一种模式生物,已被广泛应用于细胞分裂和死亡等研究。用酵母细胞得到的研究结果与高等动物、植物细胞的一致性达90%以上。本论文以酵母细胞为实验材料,采用分光光度法,美蓝染色法等研究硒的毒性效应及对铬毒性的影响。主要实验结果如下:1.0.5-10 mmol/L Se对酵母...  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>