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有机废弃物发酵液中氨氮对己酸巨球菌产酸性能的影响机制

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环境科学学报 2024年第4期44卷 198-205页

作者：王泽宇范红叶刘灵秀柏萌薇陈浚浙江树人学院交叉科学研究院浙江省污染暴露与健康干预重点实验室杭州310015 浙江树人学院生物与环境工程学院杭州310015 浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004 浙江工业大学环境学院杭州310014

如今,有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而形成的发酵液中不可避免地会导致氨氮(NH_(4)^(+)-N)积累,这对于碳延长微生物厌氧生产高附加值产物的工艺来说是一个未知的挑战.因此本文探究了不同浓度的NH_(4)^(+)-N对Megasphaera... 详细信息

如今,有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而形成的发酵液中不可避免地会导致氨氮(NH_(4)^(+)-N)积累,这对于碳延长微生物厌氧生产高附加值产物的工艺来说是一个未知的挑战.因此本文探究了不同浓度的NH_(4)^(+)-N对Megasphaera hexanoica(己酸巨球菌)厌氧发酵过程中代谢活性和己酸生产性能的影响.结果表明,低浓度(5 g·L^(-1))的NH_(4)^(+)-N诱导了菌株的最大己酸产量从41 mmol·L^(-1)增加至55 mmol·L^(-1),生物量也从800.15 mg·L^(-1)提升至992.74 mg·L^(-1).不仅如此,低浓度的NH_(4)^(+)-N促进了胞外聚合物的分泌,其中与电子转移相关的蛋白分泌量从81 mg·L^(-1)增加至117 mg·L^(-1),电子传递系统活性也从0.19 mg·g·min^(-1)提升至0.45 mg·g·min^(-1).最后,基因表达水平的结果显示低浓度的NH_(4)^(+)-N促进了与己酸合成、氨同化关键功能基因的表达,其中,1、3和5 g·L^(-1)的NH_(4)^(+)-N分别提升了菌株glt D功能基因表达水平的116%、124%和128%.本研究为发酵液中NH_(4)^(+)-N在厌氧发酵生物合成方面的影响机制及治理策略提供了一定的技术参考.

关键词：氨氮碳延长氨同化己酸胞外聚合物

Fe-Pd/MWCNTs提升己酸巨球菌产酸性能的影响机理

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环境科学学报 2024年第1期44卷 333-340页

作者：王泽宇范红叶吕思妮刘灵秀陈浚浙江树人学院交叉科学研究院浙江省污染暴露与健康干预重点实验室杭州310015 浙江树人学院生物与环境工程学院杭州310015 浙江工业大学环境学院杭州310014 浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004

目前,纳米复合材料在促进生物降解和厌氧发酵方面引起了人们的极大关注.然而,有关Fe/Pd-MWCNTs对己酸菌的链延长过程的可行性和机制尚不清楚.因此,本研究考察了Fe/Pd-MWCNTs对Megasphaera hexanoica(己酸巨球菌)己酸产量的影响.结果表明... 详细信息

目前,纳米复合材料在促进生物降解和厌氧发酵方面引起了人们的极大关注.然而,有关Fe/Pd-MWCNTs对己酸菌的链延长过程的可行性和机制尚不清楚.因此,本研究考察了Fe/Pd-MWCNTs对Megasphaera hexanoica(己酸巨球菌)己酸产量的影响.结果表明,Fe-Pd/MWCNTs的添加可使最大己酸产量从1393 mg·L^(-1)增加至2562 mg·L^(-1),菌株最大生物量也从775.58 mg·L^(-1)提升至1145.82 mg·L^(-1).胞外聚合物(EPS)中与电子转移相关的蛋白质(PN)分泌量从67 mg·L^(-1)增加至88 mg·L^(-1),菌株产酸系统中的总电子当量从1589 mmol e-提升至1773 mmol e-,电子传输系统活性(ETSA)也从0.18 mg·g^(-1)·min^(-1)提升至0.39 mg·g^(-1)·min^(-1).电化学结果表明,EPS的电子转移能力从0.76μmol·g^(-1)提升至1.15μmol·g^(-1).基因结果显示,与乳酸氧化、己酸合成的关键功能基因的表达均不同程度得到了提升.机理分析表明,Fe/Pd-MWCNTs通过多种机制促进电子转移,包括刺激EPS分泌与上调碳延长途径中的关键代谢酶与合成酶的基因表达.本研究为纳米复合材料在厌氧发酵生物合成方面的利用提供了有效的策略.

关键词： Fe-Pd/MWCNTs 碳延长电子传递己酸胞外聚合物

TMT定量蛋白质组学解析Rummeliibacillus suwonensis 3B-1生长及己酸代谢机制

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生物技术通报 2024年第3期40卷 135-145页

作者：陈晓松刘超杰郑佳乔宗伟罗惠波邹伟四川轻化工大学生物工程学院宜宾644005 中国轻工业浓香型白酒固态发酵重点实验室宜宾644007 宜宾五粮液股份有限公司宜宾644007

【目的】从蛋白水平阐明水源拉梅尔芽孢杆菌(Rummeliibacillus suwonensis)的生长及己酸代谢机理,为水源拉梅尔芽孢杆菌的基因工程改造提供一定技术基础。【方法】以R.suwonensis 3B-1为研究对象,应用串联质谱标签(tandem mass tags,TMT... 详细信息

【目的】从蛋白水平阐明水源拉梅尔芽孢杆菌(Rummeliibacillus suwonensis)的生长及己酸代谢机理,为水源拉梅尔芽孢杆菌的基因工程改造提供一定技术基础。【方法】以R.suwonensis 3B-1为研究对象,应用串联质谱标签(tandem mass tags,TMT)蛋白组学技术对该菌在好氧与厌氧条件下的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行挖掘,并对鉴定到的DEPs进行亚细胞定位、GO功能富集、KEGG信号通路注释、蛋白相互作用等生物信息学分析。【结果】从比较组中共鉴定获得810个DEPs,其中上调蛋白423个,下调蛋白387个,亚细胞定位到6个条目上,主要涉及细胞质蛋白,细胞膜蛋白和细胞壁等蛋白。GO功能富集分析结果显示,肽的生物合成、翻译和肽代谢过程等生物学过程;核糖体的结构组成和结构分子活性等分子功能;核糖体和核糖核蛋白复合物等细胞组分发生了显著变化。810个DEPs注释到113条KEGG信号通路,主要涉及辅因子生物合成,双组分系统,磷酸戊糖代谢,糖酵解/糖异生,以及氧化磷酸化等信号通路。苯丙氨酸-tRNA连接酶β亚基和核黄素生物合成蛋白RibD在蛋白互作网络中关联度最高。【结论】厌氧条件下,糖酵解途径中丙酮酸脱氢酶和丙酮酸激酶表达下调,氨基酸代谢和生物素蛋白连接酶等辅因子相关蛋白表达均呈现下调,表明该菌适合在好氧环境中生长。己酸合成方面,酰基辅酶A硫酯酶的表达量显著上调,同时,糖酵解/糖异生途径、三羧酸循环和磷酸戊糖途径为己酸合成提供了充足的前体物质和还原当量,共同促进了己酸合成。

关键词： TMT蛋白质组学 Rummeliibacillus suwonensis 己酸生物信息学

厌氧发酵中硝态氮和亚硝态氮对己酸巨球菌产酸性能的影响机制

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环境科学研究 2024年第5期37卷 1046-1054页

作者：王泽宇范红叶刘灵秀柏萌薇陈浚浙江树人学院交叉科学研究院浙江省污染暴露与健康干预重点实验室浙江杭州310015 浙江树人学院生物与环境工程学院浙江杭州310015 浙江师范大学地理与环境科学学院浙江金华321004 浙江工业大学环境学院浙江杭州310014 拉科鲁尼亚大学理学院化学与生物学跨学科中心拉科鲁尼亚15001

目前有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而在发酵过程中不可避免地会积累硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N),它们对链延长微生物在脂肪酸合成过程中的影响尚鲜见报道.为了揭示无机氮污染对厌氧发酵过程可能产生... 详细信息

目前有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而在发酵过程中不可避免地会积累硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N),它们对链延长微生物在脂肪酸合成过程中的影响尚鲜见报道.为了揭示无机氮污染对厌氧发酵过程可能产生的影响及其机理,探究了1、3、5 g/L的NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N对Megasphaera hexanoica(己酸巨球菌)厌氧发酵过程中己酸生产性能的影响.结果表明:①1、3、5 g/L的NO_(3)^(-)-N对菌株的生长代谢特性无明显促进或抑制作用,而同浓度的NO_(2)^(-)-N则严重抑制了菌株的生长代谢和己酸产生,其中5 g/L的NO_(2)^(-)-N导致菌株最大生长量仅为2.21 g/L,显著低于对照组的5.83 g/L,同时菌株的乳酸消耗量和己酸产量也分别从5.9和3.8 g/L降至2.2和1.1 g/L.②进一步的代谢活性实验表明,5 g/L的NO_(2)^(-)-N抑制了碳源氧化〔还原型辅酶Ⅰ产量为6.2 nmol/(mg·protein)〕和能量运输〔电子传递系统活性为0.04 mg/(g·protein·min)〕,且导致了菌株膜完整性受到破坏(乳酸脱氢酶释放量为92 mU/mL)以及胞外聚合物分泌增加(多糖含量为94 mg/L).③己酸巨球菌的基因表达结果显示,NO_(2)^(-)-N显著降低了链延长相关功能基因的表达丰度.研究显示,NO_(2)^(-)-N作为厌氧发酵液中的常见污染物,通过抑制己酸巨球菌中链延长相关基因和酶的代谢活性,从而显示出对己酸合成的明显抑制作用.

关键词：亚硝酸己酸巨球菌(Megasphaera hexanoica) 链延长己酸胞外聚合物

基于TMT定量蛋白质组学技术解析Rummeliibacillus suwonensis 3B-1生长及己酸代谢机制

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生物技术通报 2024年

作者：陈晓松刘超杰郑佳乔宗伟罗惠波邹伟中国轻工业浓香型白酒固态发酵重点实验室四川轻化工大学生物工程学院宜宾五粮液股份有限公司

【目的】从蛋白水平阐明水源拉梅尔芽孢杆菌（Rummeliibacillus suwonensis）的生长及己酸代谢机理，为水源拉梅尔芽孢杆菌的基因工程改造提供一定技术基础。【方法】以R.suwonensis 3B-1为研究对象，应用串联质谱标签（tandem mass tag... 详细信息

【目的】从蛋白水平阐明水源拉梅尔芽孢杆菌（Rummeliibacillus suwonensis）的生长及己酸代谢机理，为水源拉梅尔芽孢杆菌的基因工程改造提供一定技术基础。【方法】以R.suwonensis 3B-1为研究对象，应用串联质谱标签（tandem mass tags,TMT）蛋白组学技术对该菌在好氧与厌氧条件下的差异表达蛋白（differentially expressed proteins, DEPs）进行挖掘，并对鉴定到的DEPs进行亚细胞定位、GO功能富集、KEGG信号通路注释、蛋白相互作用等生物信息学分析。【结果】从比较组中共鉴定获得810个DEPs，其中上调蛋白423个，下调蛋白387个，亚细胞定位到6个条目上，主要涉及细胞质蛋白，细胞膜蛋白和细胞壁等蛋白。GO功能富集分析结果显示，肽的生物合成、翻译和肽代谢过程等生物学过程；核糖体的结构组成和结构分子活性等分子功能；核糖体和核糖核蛋白复合物等细胞组分发生了显著变化。810个DEPs注释到113条KEGG信号通路，主要涉及辅因子生物合成，双组分系统，磷酸戊糖代谢，糖酵解/糖异生，以及氧化磷酸化等信号通路。苯丙氨酸-t RNA连接酶β亚基和核黄素生物合成蛋白RibD在蛋白互作网络中关联度最高。【结论】厌氧条件下，糖酵解途径中丙酮酸脱氢酶和丙酮酸激酶表达下调，氨基酸代谢和生物素蛋白连接酶等辅因子相关蛋白表达均呈现下调，表明该菌适合在好氧环境中生长。己酸合成方面，酰基辅酶A硫酯酶的表达量显著上调，同时，糖酵解/糖异生途径、三羧酸循环和磷酸戊糖途径为己酸合成提供了充足的前体物质和还原当量，共同促进了己酸合成。

关键词： TMT蛋白质组学 Rummeliibacillus suwonensis 己酸生物信息学

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气相色谱法测定白酒中的乙酸、己酸含量

实验室检测

实验室检测 2024年第1期2卷 17-22页

作者：彭晓鲲黄小芳肖慧徐鸿翔赣州市综合检验检测院赣州341000

目的准确测量在白酒生产和质量控制中的两个关键成分:乙酸和己酸。方法采用直接进样-气相色谱技术(GC),快速且准确地同时测定了白酒中的乙酸和己酸含量。结果利用本方法,乙酸的检出限达到了0.012 g/L,己酸的检出限为0.0050 g/L。所有相... 详细信息

目的准确测量在白酒生产和质量控制中的两个关键成分:乙酸和己酸。方法采用直接进样-气相色谱技术(GC),快速且准确地同时测定了白酒中的乙酸和己酸含量。结果利用本方法,乙酸的检出限达到了0.012 g/L,己酸的检出限为0.0050 g/L。所有相关系数均超过0.999。相对标准偏差(RSD)分别为0.32%(乙酸)和0.33%(己酸),加标回收率分别为96.15%(乙酸)和96.69%(己酸)。结论本研究提出的新检测方法,不仅克服了传统检测方法和气相色谱在诸多方面的限制,而且展示了高效率、高灵敏度和优良选择性。这一方法对于提升白酒的生产工艺、确保产品风味的一致性和安全性具有重要的实际意义。

关键词：气相色谱法乙酸己酸白酒定量分析

白酒中甲醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和己酸的测定

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酿酒科技 2024年

作者：冯思雨田红云曹雯雯李昊马雅婷刘彩霞邹弯刘娟北京红星股份有限公司

建立了气相色谱（GC）内标法同时检测清香型、浓香型或浓酱兼香型白酒中甲醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和己酸含量，试验以叔戊醇、乙酸正戊酯和2-乙基丁酸为内标，采用DB-WAX UI色谱柱和氢火焰离子化检测器（FID）检测，以保留时... 详细信息

建立了气相色谱（GC）内标法同时检测清香型、浓香型或浓酱兼香型白酒中甲醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和己酸含量，试验以叔戊醇、乙酸正戊酯和2-乙基丁酸为内标，采用DB-WAX UI色谱柱和氢火焰离子化检测器（FID）检测，以保留时间定性，内标法定量。结果表明，甲醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和己酸能够有效分离，在各自的质量浓度范围内线性关系良好，相关系数R2均＞0.999；甲醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和己酸的检出限（LOD）分别为3.04 mg/L、1.46 mg/L、1.36 mg/L、0.92 mg/L、0.67mg/L，定量限（LOQ）分别为10.13 mg/L、4.88 mg/L、4.53 mg/L、3.08 mg/L、2.23 mg/L；精密度测定结果的相对标准偏差（RSD）分别为0.57%、0.33%、0.59%、0.12%、2.04%；加标回收率分别为97.6%～102.8%、102.3%～104.0%、96.0%～99.9%、98.2%～102.4%、91.7%～94.2%。本方法可用于清香型、浓香型或浓酱兼香型白酒中甲醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和己酸的定性定量分析。

关键词：气相色谱白酒甲醇乙酸乙酯乳酸乙酯己酸乙酯己酸

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己酸菌富集及其利用餐厨垃圾产己酸的研究

中国环境科学 2022年第6期42卷 2724-2733页

作者：张艳艳白佳喆左剑恶清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

采用批式发酵的方式,考察3种不同电子供体(乙醇、乳酸、乙醇和乳酸)对己酸菌的富集情况,进而选取产己酸最优的混合菌,探究在不外加电子供体情况下,餐厨垃圾厌氧发酵产己酸的性能.结果表明:当以乙醇和乳酸共同作为电子供体时,己酸浓度可... 详细信息

采用批式发酵的方式,考察3种不同电子供体(乙醇、乳酸、乙醇和乳酸)对己酸菌的富集情况,进而选取产己酸最优的混合菌,探究在不外加电子供体情况下,餐厨垃圾厌氧发酵产己酸的性能.结果表明:当以乙醇和乳酸共同作为电子供体时,己酸浓度可达(2303.06±499.56)mgCOD/L,产己酸效果最佳,并显著富集到了3种碳链延长菌:Clostridium_sensu_stricto_12(16.04%±0.16%),Caproiciproducens(28.78%±0.15%),Oscillibacter(2.32%±0.03%);将产己酸最优的混合菌接种于餐厨垃圾进行厌氧发酵,己酸浓度最高可达(8657.36±996.21)mg COD/L,己酸产率为(230.05±26.47)mg COD/gVS,己酸选择度为27.74%±3.19%.以上结果验证了以乙醇和乳酸共同作为电子供体时对己酸菌具有明显的富集作用,富集到的混合菌可有效用于餐厨垃圾的产己酸发酵,为餐厨垃圾的资源化利用提供了理论支撑.

关键词：电子供体己酸餐厨垃圾厌氧发酵

共培养时酿酒酵母对速生梭菌己酸代谢的影响及其机理

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食品科学 2022年第18期43卷 121-126页

作者：晋湘宜赵婷王家胜李良李俊薇陈茂彬方尚玲湖北工业大学生物工程与食品学院湖北武汉430068 黄鹤楼酒业有限公司湖北武汉430050

以1株可以产己酸的速生梭菌(Clostridium celerecrescens)JSJ-1与1株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)C-1为研究对象,在不同营养条件下,比较2种微生物纯培养、共培养过程中生长代谢(菌落数、葡萄糖、乙醇、丁酸、己酸)的差异,分析S.c... 详细信息

以1株可以产己酸的速生梭菌(Clostridium celerecrescens)JSJ-1与1株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)C-1为研究对象,在不同营养条件下,比较2种微生物纯培养、共培养过程中生长代谢(菌落数、葡萄糖、乙醇、丁酸、己酸)的差异,分析S.cerevisiae对己酸菌己酸代谢的影响及其机理。结果发现:在厌氧条件下,34℃静置培养,S.cerevisiae C-1比C.celerecrescens JSJ-1更具有生长优势,会优先利用培养基中的葡萄糖。当培养基中唯一碳源为葡萄糖时,S.cerevisiae C-1会利用葡萄糖代谢生成乙醇,为C.celerecrescens JSJ-1合成己酸提供底物。当培养基中含0.5%葡萄糖和2%乙醇时,共培养相比C.celerecrescens JSJ-1单独培养,己酸的生成时间提前了4 d。葡萄糖对C.celerecrescens JSJ-1生成己酸有较强的抑制作用,共培养时S.cerevisiae C-1利用葡萄糖可缓解葡萄糖对己酸生成的抑制。在浓香型白酒发酵过程中,S.cerevisiae不仅可以为己酸菌合成己酸提供底物,而且可以缓解葡萄糖对己酸生成的抑制作用。

关键词：速生梭菌酿酒酵母纯培养共培养己酸微生物相互作用