13有機廢棄物的資源化——能源、材料、蛋白-在線瀏覽
2025-04-05 11:07本頁面
【正文】 丁酰 CoA經(jīng)過兩個立體專一的烯?；?CoA水合酶先后作用而轉(zhuǎn)變成 D()3羥基丁酰 CoA – 單體的 D()3羥基丁酰 CoA由 PHB聚合酶催化聚合生成PHB ? PHA聚合酶是關(guān)鍵酶 54 Founded in 1895 從不同的底物合成PHAs的途徑 55 Founded in 1895 PHAs生產(chǎn)工藝 —— 細菌發(fā)酵生產(chǎn) PHB ? 細菌發(fā)酵生產(chǎn) PHB – 盡可能提高細胞密度 – 保證高的胞內(nèi)累積量 – 縮短發(fā)酵周期以提高生產(chǎn)強度 ? 多采用流加培養(yǎng) ? 自然條件下，產(chǎn) PHB的細菌中 PHB含量為 1%3%，控制發(fā)酵條件下， PHB含量可達細胞干重的 70%80% ? 細菌發(fā)酵生產(chǎn)價格較高，在醫(yī)藥業(yè)有市場 56 Founded in 1895 PHB生產(chǎn)比較 57 Founded in 1895 細菌發(fā)酵需要解決的問題 ? 定向育種，提高菌種底物轉(zhuǎn)化率和生長速度 ? 控制聚合物分子質(zhì)量分布 ? 提高提取過程的收率和產(chǎn)品純度，采用非有機溶劑提取產(chǎn)物以降低污染 ? 聚合物分子設(shè)計、修飾和共混加工技術(shù)等縮小聚合物和化工合成塑料的性能差異 ? 優(yōu)化流加發(fā)酵技術(shù) ? 重組 E. coli等使其獲得 PHB發(fā)酵能力 58 Founded in 1895 發(fā)酵法生產(chǎn) PHB工業(yè)化需具備的條件 59 Founded in 1895 PHAs生產(chǎn)工藝 —— 植物生產(chǎn) PHB ? 1992年美國科學(xué)家首次進行了植物生產(chǎn) PHB的嘗試 60 Founded in 1895 各種 PHB提取方法的比較 61 Founded in 1895 PHAs合成的代謝工程策略 62 Founded in 1895 微生物合成PHA的代謝機理及關(guān)鍵酶 63 Founded in 1895 PHB的降解及 PHB解聚酶 ? 一般在厭氧污水中降解最快，在海水中降解最慢 ? PHB的生物降解機制 – PHB表面的 OH和 COOH基團數(shù)量增加 – 細菌解聚反應(yīng)，酶將高聚物降解成單體 ? 分解產(chǎn)物有 β羥基丁酸、乙酰乙酸和少量乙酸，在有氧條件下大多被氧化成為二氧化碳和水 ? 較低的 pH能阻止聚合物的分解 ? 很多微生物均可分泌 PHB解聚酶 64 Founded in 1895 PHB生產(chǎn)的前景及展望 ? PHB本身有缺陷性，如低的熱穩(wěn)定性、硬脆性等，共聚物的韌性也有待提高 ? 生產(chǎn) PHB的關(guān)鍵在于產(chǎn)量提高 ? 目前 PHB及其共聚物的生產(chǎn)仍以發(fā)酵為主，價格昂貴， DNA重組技術(shù)可使其生產(chǎn)價格得到下降 ? 轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn) PHB的成功，有望使其價格降至石油產(chǎn)品聚乙烯的水平，前景樂觀 65 Founded in 1895 生物技術(shù)生產(chǎn) PHAs的不同策略 66 Founded in 1895 5 生產(chǎn)單細胞蛋白 ? 單細胞蛋白（ single cell protein, SCP）是通過培養(yǎng)單細胞生物而獲得的生物體蛋白質(zhì)，又稱微生物蛋白，包括細菌、放線菌中的非病原菌、酵母菌、霉菌和微型藻類等 ? 可利用各種廢物，如碳水化合物、碳氫化合物、石油加工副產(chǎn)品等，在適宜的培養(yǎng)條件下生產(chǎn)微生物蛋白 ? 營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高達 40%～ 80%，含有多種氨基酸、維生素、脂類、礦物質(zhì)、碳水化合物等 67 Founded in 1895 微生物與動物生產(chǎn)蛋白質(zhì)速率的比較 ? 農(nóng)業(yè)、林產(chǎn)或家畜工業(yè)的廢棄物，甘蔗、甜菜糖廠的廢糖蜜，造紙廠的亞硫酸鹽廢液，纖維素水解液，酒精廢液，食品發(fā)酵廢液等均可用作原料 68 Founded in 1895 單細胞的化學(xué)組成（干物質(zhì)） ? 微生物菌體的 70%～ 85%為水分，干物質(zhì)中的主要成分是糖類、蛋白質(zhì)、核酸、脂類及灰分 69 Founded in 1895 微生物細胞和傳統(tǒng)食品中的氮含量和蛋白質(zhì)含量 70 Founded in 1895 干酵母中典型氨基酸組成 71 Founded in 1895 酵母的典型元素組成 72 Founded in 1895 細菌、真菌和藻類生產(chǎn)的單細胞蛋白組分的比較 73 Founded in 1895 黑曲霉細胞的氨基酸含量與 FAO標準非常相符 74 Founded in 1895 生產(chǎn)單細胞蛋白的微生物
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