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• 生物技术进展
  2014年 第4卷 第5期 发布日期：2014-09-25

进展评述

• 加快我国纤维乙醇产业发展的建议
• 刘钺,杜风光
• 2014 Vol. 4 (5): 305-309. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.01
• 摘要 ( 1730 ) PDF (1067KB)( 1027 )
• 随着我国汽车保有量的不断增长，机动车尾气排放成为影响空气质量的重要因素之一。燃料乙醇具有绿色、环保、可再生的资源优势，能够促进燃烧、减少排放污染。本文从国家能源安全、粮食安全、农民增收和环境污染等多方面综述了发展纤维乙醇产业的重要性和必要性，同时结合当前纤维乙醇产业的发展现状对纤维乙醇产业政策提出了建议。

• 转基因技术在能源植物育种中的应用
• 谭芙蓉,代立春,吴波,秦晗,祝其丽,王文国,汤晓玉,潘科,苏海锋,胡启春,何明雄,
• 2014 Vol. 4 (5): 310-317. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.02
• 摘要 ( 2030 ) PDF (1171KB)( 1716 )
• 由于能源危机与环境污染问题日益严重，能源植物以其安全、环保、可再生和低成本等特性，成为能源开发的一个热点。随着转基因技术的不断进步，利用转基因技术培育高产、优质、高效新型能源植物新品种也取得了相应的成果。本文简要介绍了能源植物的概念和分类，概述了转基因技术在提高植物总生物量、降低植物木质素的含量、在植物中过表达纤维素降解酶、以及提高油料植物含油量等方面的应用现状，并探讨了该技术在能源植物遗传改良中的应用前景，以期为后续的能源植物新品种培育等研究和应用提供参考。

• 植物油体在生物技术中的应用研究进展
• 姚正颖,张卫明,孙力军
• 2014 Vol. 4 (5): 318-324. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.03
• 摘要 ( 1895 ) PDF (1161KB)( 1082 )
• 油体是植物种子尤其是油料植物种子的重要贮脂细胞器，具有较强的物化稳定性，而且易于通过离心法分离提取。研究表明，油体是由外层的磷脂和油体结合蛋白以及包裹在内部的液态基质（主要为三酰甘油）形成的弹性球体或椭球体。目前，在植物中共发现三类油体结合蛋白，它们主要存在于油体表面。鉴于油体和油体结合蛋白的结构特殊性，二者在生物技术领域得到了广泛应用。本文重点综述了油体在表达纯化外源蛋白方面的优势、策略以及在生产药用蛋白、制备固定化酶、捕捉抗体和药用酶、生产营养素和提高植物抗性等多个领域的研究进展，并介绍了人工油体和油体乳化剂方面的开发应用情况。

• 我国生物丁醇分离提取技术研究进展
• 刘晓洁,沈兆兵,张丽丽,刘莉,史吉平
• 2014 Vol. 4 (5): 325-330. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.04
• 摘要 ( 1818 ) PDF (1105KB)( 2000 )
• 本文概述了目前国内外生物丁醇生产体系中的分离提取技术，包括液液萃取、气提、吸附、精馏和渗透汽化技术等的应用研究现状，详细阐述了上述几种方法在分离提取生物丁醇方面的优势与不足，对各类方法的分离特性和效果进行了比较，并展望了生物丁醇分离提取技术的发展前景。

• 运动发酵单胞菌在生物炼制中的研究进展
• 何明雄,吴波,谭芙蓉,王景丽,税宗霞,秦晗,代立春,胡启春,
• 2014 Vol. 4 (5): 331-339. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.05
• 摘要 ( 1899 ) PDF (1223KB)( 1895 )
• 以木质纤维素生物质为原料的生物炼制技术已成为全球研发的热点和难点。欧盟国家和美国的中长期生物质能源发展路线图中均将木质纤维素生物炼制技术作为重要目标，但是目前整体水平尚处于中试阶段。我国的纤维素类生物质原料非常丰富，将其转化成燃料乙醇及生物基础化学品等具有较大的潜力，但当前要想实现商业化生产，还面临着很多瓶颈问题亟待解决。缺乏能够同时高效利用纤维素类水解物的发酵菌株，已成为纤维素生物质高效与高值转化的关键制约因素。运动发酵单胞菌是目前唯一一种通过ED途径兼性厌氧发酵葡萄糖的微生物，其独特的代谢途径使其成为构建产乙醇工程菌的优选宿主之一；同时由于该菌具有较高的糖利用效率等优点，也是其他生物基化学品生产的重要候选平台微生物，如山梨醇、葡萄糖酸、丁二酸和异丁醇等。本文从该菌的研究历程、分子生物学基础、菌种改良及该菌在生物能源及生物基化学品等生物炼制体系中的应用研究角度进行了综述，并提出该菌可作为纤维素生物质生物炼制系统的新的重要平台微生物。

• 嗜热β-甘露聚糖酶的研究进展
• 王彩虹,牛灿芳,罗会颖,杨培龙,姚斌
• 2014 Vol. 4 (5): 340-345. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.06
• 摘要 ( 1979 ) PDF (1121KB)( 2002 )
• β-甘露聚糖酶在生物能源、饲料、食品和纺织等工业中均有着重要的应用前景。其属于半纤维素酶类，广泛存在于动植物和微生物中，微生物来源尤为广泛。随着极端微生物和极端酶的广泛研究，嗜热甘露聚糖酶因其在高温环境中具有较高酶活性和稳定性而倍受关注，并取得了较大的研究进展。本文综述了β-甘露聚糖酶的来源、分类和水解催化方式，以及嗜热甘露聚糖酶的优势和其在基因资源挖掘、重组表达以及分子改良方面的研究进展，展望了嗜热β-甘露聚糖酶未来可能的研究方向和发展前景。

• 海产品加工废弃物再利用研究进展
• 高秀君,闫培生
• 2014 Vol. 4 (5): 346-354. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.07
• 摘要 ( 2192 ) PDF (1189KB)( 2532 )
• 利用生物技术回收利用海产品加工副产品日益受到国内外研究者的重视。充分回收利用海产品副产品，既可回收废弃资源保护环境，又可带来可观的经济效益。本文综述了国内外海产品加工废弃物再利用现状和存在的问题，以及生物技术在海产品加工废弃物回收再利用中应用的研究进展，并展望了海产加工副产品再利用的发展趋势。

• 微生物技术去除抗生素残留污染的研究进展
• 张欣阳,许旭萍
• 2014 Vol. 4 (5): 355-360. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.08
• 摘要 ( 2114 ) PDF (1104KB)( 1571 )
• 抗生素进入环境会对生物造成深远的影响，如何去除抗生素的残留引起许多国家的关注。抗生素在环境中主要发生生物降解，而具有抗性的微生物菌株发挥主要的功效，因此近些年利用微生物技术处理抗生素残留污染成为研究热点。本文对具有抗生素降解功能的微生物资源和利用复合菌系处理抗生素残留的生物技术进行概括总结，并对微生物处理技术的不足和发展方向进行展望。

研究论文

• 拜氏梭菌Clostridium beijerinckii NCIMB 8052发酵玉米皮生产丁醇
• 沈兆兵,刘晓洁,刘莉,史吉平
• 2014 Vol. 4 (5): 361-367. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.09
• 摘要 ( 1862 ) PDF (1288KB)( 1570 )
• 玉米皮作为玉米淀粉加工的副产物，是一种可用于生产液体燃料的潜在廉价优质的生物质资源。本文以玉米皮为原料，对拜氏梭菌发酵生产丁醇进行了研究。实验结果表明，玉米皮首先在最优的预处理温度140℃下使用0.5%硫酸水溶液以固液比1∶8处理20 min，再添加200 IU/g底物糖化酶、1.0 IU/g底物木聚糖酶进行酶解，可以使原料中的淀粉和半纤维素转化为可发酵糖，此时水解液中的总糖浓度为50.46 g/L。然后使用1.0%的活性炭对水解液进行脱毒处理以去除发酵抑制物，再进行丁醇发酵，丁醇产量为9.72 g/L，总溶剂产量可达14.09 g/L，糖醇转化率为35.1%。上述研究结果证明玉米皮作为一种粮食加工废弃物用于液体燃料丁醇的生产在技术上是完全可行的。

• 生物基尼龙聚丁内酰胺单体γ-氨基丁酸的纯化工艺研究
• 赵鹤飞,夏泉鸣,邱勇隽,王耀松,蒋丽华,赵黎明
• 2014 Vol. 4 (5): 368-372. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.10
• 摘要 ( 2165 ) PDF (1947KB)( 1133 )
• 为掌握从谷氨酸发酵液提取生物基尼龙聚丁内酰胺单体γ-氨基丁酸（GABA）的技术，本文研究了膜过滤联合离子交换吸附和洗脱的工艺，并且使用活性炭进行脱色。膜过滤过程中初始大跨膜压差为0.85 bar，过滤温度控制在38℃；离子交换过程采用QY\|021\|a强酸型阳离子交换树脂，常温下吸附-洗脱的操作方法；经旋转蒸发浓缩后，添加15%（碳对固形物含量之比）活性炭，温度为65℃，搅拌40 min脱色。结果表明：平均膜通量为128 L/m2·h，浓缩倍数为33.3倍。经取样检测膜透过液样品，浓缩液样品计算GABA收率为97.7%，微滤膜以及膜表面污染物上无GABA截留和吸附截留；离子交换经5 BV洗脱后计算收率，吸附-洗脱过程的收率为92.8%；使用活性碳B的脱色率为94.2%，GABA收率为99.2%。该工艺的总收率为85%，该工艺具有工业化应用前景，并且可以通过优化离子交换工艺和设备进一步提高收率。

• 游离脂肪酶催化蓖麻油制备蓖麻油酸
• 杨威,杜伟,刘德华
• 2014 Vol. 4 (5): 373-378. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2014.05.11
• 摘要 ( 1852 ) PDF (1302KB)( 1415 )
• 游离脂肪酶与固定化脂肪酶相比具有成本低、反应速率快等优势，是油脂化工中新的研究方向。前期研究表明，游离脂肪酶NS81006能高效催化多种油脂水解，进一步研究其对含独特羟基的绿色石油材料蓖麻油的水解过程，对于促进游离脂肪酶在新能源领域的应用具有重要意义。本文对影响游离脂肪酶NS81006催化蓖麻油水解过程的主要因素，温度、酶用量、水用量和搅拌速率进行了研究和优化，在优化后的条件下48 h水解率可达94.8%，且发现通过离心分离可有效实现NS81006的重复使用，连续回用5个批次，游离脂肪酶仍能有效催化水解反应。而对比高温高压法水解蓖麻油，发现游离脂肪酶NS81006具有明显优势。