曲酸发酵及生物合成途径研究进展
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发酵法生产氨基酸的技术研究新成果发酵法是合成氨基酸的一种常用方法,通过优化发酵条件和菌种选择,可以提高氨基酸产量和纯度。
最近的研究成果主要集中在以下几个方面。
首先,在菌种选择方面,研究人员发现,在发酵过程中使用工程菌株能够有效提高氨基酸产量。
工程菌株是对自然菌株进行DNA改造的菌株,通过改变菌株的代谢途径和基因表达水平,使其具有更高的代谢活性和产酸能力。
通过对工程菌株进行优化和改进,可以获得更高的氨基酸产量和更高的纯度。
其次,发酵条件的优化也是提高氨基酸产量的重要手段。
研究人员发现,调节发酵温度、pH值、发酵时间和培养基组成等因素,可以显著影响氨基酸的产量和纯度。
例如,在一些发酵条件下,通过增加培养基中特定成分的浓度,可以提高氨基酸的产量和纯度。
此外,研究人员还发现,光照条件对一些氨基酸的产量也有显著影响。
通过调节发酵条件,可以实现对氨基酸合成过程的精准控制,从而提高氨基酸的产量和质量。
此外,研究人员还通过对发酵代谢途径的研究,揭示了氨基酸合成过程的机理。
氨基酸合成过程涉及多个酶的催化作用和代谢途径的调控。
通过对这些关键酶的研究,可以了解氨基酸合成的关键环节和调控机制,从而为优化氨基酸发酵工艺提供理论基础。
最后,研究人员还通过基因工程技术,在菌种中引入外源基因,提高氨基酸的合成能力。
通过基因克隆和转化技术,可以将合成氨基酸所必需的基因从其他生物体中导入到菌种中,从而提高菌种对底物的利用效率和产酸能力。
基因工程技术的应用不仅可以提高氨基酸的产量,还可以调控其产物谱和功能特性。
总之,近年来,通过对发酵条件的优化、菌种选择和基因工程技术的应用,研究人员在发酵法生产氨基酸的技术研究方面取得了显著成果。
这些研究成果为氨基酸的高效生产和应用提供了重要参考和理论基础。
曲酸1. 产品概述曲酸又名曲菌酸、麴酸,英文名称:Kojic acid, kojic acid(2-Hydroxmethyl-5-hychoxy-y-pyrone),化学名称:5-羟基-2-羟甲基-1,4-吡喃酮,分子式:C6H6O4,分子量:142.1。
结构式如下:曲酸是一种黑色素专属性抑制剂,它进入皮肤细胞后能够与细胞中的铜离子络合,改变酪氨酸酶的立体结构,阻止酪氨酸酶的活化,从而抑制黑色素的形成。
曲酸类美白活性剂较其它美白活性剂具有更好的酪氨酸酶抑制效果。
它不作用于细胞中的其它生物酶,对细胞没有毒害作用,同时它还能进入细胞间质中,组成胞间胶质,起到保水和增加皮肤弹性的作用。
目前已被配入各种化妆品中,制成针对雀斑、老人斑、色素沉着和粉刺的美白化妆品。
2. 主要合成工艺曲酸是用发酵法生产的一种有机酸,自古以来存在于许多酿造食品中如酱油、豆酱、酒类等。
能产生曲酸的微生物有疏展曲霉、构巢曲霉、寄生曲霉、米曲霉、黄曲霉等。
日本七十年代开始生产,是目前世界上主要生产国。
生物发酵法合成曲酸是用发酵法生产的一种有机酸,能产生曲酸的微生物有疏展曲霉、构巢曲霉、寄生曲霉、米曲霉、黄曲霉等。
日本自20世纪70年代开始生产,目前是世界上主要的曲酸生产国。
在曲酸合成技术方面,国内多是以淀粉为原料,通过微生物发酵后提取精制而得到。
随着曲酸产品应用范围的不断扩大,市场需求的增加,关于曲酸生产技术的研究越来越引起人们和重视。
以淀粉为原料,通过微生物发酵后提取精制生产制得。
其生产的工艺流程如下:3. 主要用途及其下游产品曲酸是微生物曲霉利用淀粉原料好氧发酵生产的一种新型有机酸,可作为食品的防腐剂、保鲜剂、护色剂、抗氧化剂,并能用于鲜切花、食品菇类、水果、蔬菜的保鲜及开发新型增白化妆品。
曲酸是我国尚未规模化生产的有机酸新品种。
曲酸还具有清除自由基、增强细胞活力、食品保鲜护色等作用,被广泛地应用于医药和食品领域。
在日化领域的广泛应用①用于化妆品曲酸对人体皮肤黑色素的生成具有很强的抑制作用,可配入不同类型的化妆品,制成对老年斑、雀斑、青春痘及色素沉着有一定疗效的产品。
利用微生物生产有机酸的研究进展在化工领域,有机酸是一类重要的有机化合物,广泛应用于食品、医药、化妆品等多个行业。
传统的有机酸生产方法通常依赖于化学合成,但这种方法存在成本高、环境污染等问题。
近年来,利用微生物生产有机酸的方法受到了广泛关注,因为它具有环境友好、资源可再生等优势。
本文将介绍利用微生物生产有机酸的研究进展。
一、利用发酵方法生产有机酸发酵方法是目前生产有机酸的主要途径之一。
通过将合适的微生物与底物(如葡萄糖、淀粉等)进行发酵,微生物可以将底物转化为有机酸。
常用的微生物包括大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌等。
其中,乳酸菌广泛应用于乳酸、苹果酸等有机酸的生产中。
通过改变发酵条件和发酵菌株的选用,可以调节有机酸的种类和产量。
二、利用代谢工程优化产酸微生物除了传统的发酵方法,利用代谢工程优化产酸微生物的研究也取得了一定的进展。
通过基因工程手段改造微生物的代谢网络,可使微生物在产酸过程中更高效地利用底物、产物切换更为灵活。
例如,研究人员通过引入异源代谢途径,成功构建了乳酸菌产丙酸和丁酸的菌株,从而扩大了有机酸的种类。
三、利用固定化技术提高酸生产效率固定化技术是利用载体材料对微生物进行固定化,以提高其酸生产效率的一种方法。
固定化可以增加微生物对底物的吸附速度和细胞密度,提高产酸绝对产量。
近年来,一些研究在微生物生产有机酸中采用固定化技术取得了良好的效果。
例如,将醋酸菌固定在多孔陶瓷颗粒上,提高了醋酸的产量和稳定性。
四、利用代谢调控策略优化产酸微生物代谢调控是指通过改变微生物发酵条件中的某些因素,如pH值、温度、底物浓度等,来调节微生物产酸性能的一种策略。
代谢调控可以提高底物转化率、增加产酸速率,并且有助于维持微生物代谢的平衡。
例如,通过控制发酵的pH值和温度,研究人员成功提高了丙酸菌的产丙酸效率。
总结起来,利用微生物生产有机酸的研究进展日益明显。
发酵方法、代谢工程、固定化技术以及代谢调控策略等手段的不断发展与应用,使得微生物生产有机酸的效率和经济性得到了显著提高。
米曲霉的研究及应用进展摘要:介绍了米曲霉的生物学特性,并综述了工业上的相关应在基础相关领域、发酵产物领域、宏观诱变及微观诱变领域的研究与应用并提出展望。
关键词:米曲霉生物学特性工业应用1 米曲霉的生物学特征米曲霉(Aspergillus oryzae)是一种好气性真菌,分类学归属于半知菌亚门、曲霉属。
菌落生长快,10d直径达5~6cm,质地疏松,菌丝一般呈黄绿色,酸度较大的培养基上呈绿色,酸度较小的培养基上呈黄色,老化后逐渐为褐色。
分生孢子梗生长在厚壁的足细胞上,分生孢子头呈放射形,顶囊球形或瓶形。
培养适温37℃。
米曲霉主要存在于粮食、发酵食品、腐败有机物、土壤等处,是我国传统酿造食品酱、酱油和酒类的生产菌种,也可用于生产各种酶制剂、有机酸、糖化饲料、益生素等。
在众多曲霉属家族中,米曲霉占有着重要的地位。
随着应用领域的蓬勃发展,人们对米曲霉的关注日渐增长。
2.米曲霉基础领域的研究2.1 米曲霉基因组的破译日本研究人员历经四年零四个月时间成功的破译了米曲霉基因组,并于2005年12月在《自然》杂志上发表了分析结果:米曲霉基因组大约有3800万个碱基对,共有8条染色体,包含约1.2万个基因。
这一成果为从微观领域研究米曲霉打下了一个良好的基础。
2.2米曲霉原生质体制备、再生和融合为了更进一步研究米曲霉,制备原生质体就变得尤为重要。
原生质体(Protoplast)即在高渗压溶液中,用酶法将细胞壁分解除掉,剩下由原生质膜包住的球状胞体。
它保持了原细胞的一切活性。
原生质体因去掉细胞壁屏障而对诱变剂的敏感性增强、变异率提高,而且表面易形成电极性,使不同种原生质之间相互易于吸引、脱水粘合而形成聚集物,因而原生质体诱变、融合是菌种选育的一种行之有效的方法。
王燕等人利用纤维素酶、溶壁酶、蜗牛酶三种酶混合,并按5:3:1的配比,结果达到了最优的破除细胞壁的效果。
章运等人考虑了茵龄、酶解温度、酶解时间、再生培养基的稳渗剂等多种因素,对沪酿3.042的原生质体制备与再生做了相关研究。
曲酸及其衍生物在美容和药物制剂中的应用【摘要】曲酸(Kojicacid)是由真菌发酵生产的一种化学产品,如米曲霉、黄曲霉等微生物都能产生曲酸,一些食品(如酱油和米酒)中也可以提取到曲酸。
曲酸属于有机酸,其化学结构为5-羟基-2-羟甲基-γ-吡喃。
曲酸于1955年首次上市。
工业的快速发展以及曲酸及其衍生物的潜在用途的发现,对该产品产生了巨大的需求。
曲酸及其衍生物在食品、日用化工、医药行业有很广泛的应用,本文主要阐述曲酸及其衍生物在美容和药物制剂方面的应用。
【关键词】曲酸;衍生物;美容;药物制剂1曲酸(KA)及其衍生物在美容行业中的应用1.1曲酸及其衍生物在美容行业应用的作用机理黑色素由下表皮的黑素细胞合成。
黑色素是一种复杂的聚合物,由酪氨酸和其他中间产物衍生而来。
它们通过多阶段氧化过程和复杂反应转化为黑褐色真黑色素和黄红色棕色黑色素,导致人类群体的颜色变化。
酪氨酸酶的活性部位含有铜离子。
当暴露在紫外线下时,铜离子命令酪氨酸酶变得更活跃。
曲酸能捕获铜离子并阻止铜离子激活酪氨酸酶。
曲酸通过抑制酪氨酸酶的活性,阻止黑色素的产生,从而达到美白的效果。
1.2曲酸及其衍生物在美容中的应用遗传因素、内分泌异常、损伤、皮肤癌、避孕药、妊娠和影响黑色素生成的药物(如氯丙嗪和羟氯喹)是导致色素沉着的有效因素。
其他因素也可能导致色素沉着过度。
色素沉着的各种因素需要不同的治疗方法。
在严重的情况下,手术或激光治疗可能是唯一的解决方案。
然而,由炎症后色素沉着引起的皮肤上的污渍、黄褐斑、斑点和浅棕色斑块可以通过当地产品和使用由曲酸和熊果苷等化合物制成的皮肤美白产品进行有效治疗。
黄褐斑是一种常见的皮肤问题,面部色素沉着过度,通常发生在女性身上。
曲酸通常与其他药剂以1%~4%的浓度混合,以获得美白效果。
一些研究表明,曲酸可以与其他药物一起用于治疗黄褐斑。
曲酸和其他药物的联合治疗也优于单一治疗。
曲酸和2%氢醌(HQ)的组合显示出比其他配方更好的效果。
黑曲霉发酵柠檬酸合成途径与代谢调控摘要:柠檬酸是微生物发酵法生产的重要有机酸,用途极为广泛。
我们厂柠檬酸发酵采用的是黑曲霉深层发酵技术,所以对黑曲霉发酵的过程的了解和分析有利于我们实现对发酵的控制和对发酵现在出现的问题从根本上找到解决的途径。
关键词:柠檬酸;黑曲霉合成途径; 黑曲霉代谢调控发酵有机酸以柠檬酸为主,它占酸味剂市场的70 %左右。
柠檬酸又名枸橼酸,学名α-羟基丙烷三羧酸,是生物体主要代谢产物之一。
化学名称2-羟基丙三羧酸,英文文献俗名citric acid,分子式C6H8O7。
无色或白色晶体,无臭,味极酸,易溶于水和乙醇、微溶于乙醚、水溶液呈酸性反应。
一、柠檬酸发酵菌黑曲霉积累柠檬酸的机理1、黑曲霉柠檬酸生物合成途径上面的生物反应可以通过化学方程式来表示:(1)C6H12O6→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)葡萄糖通过酵解生成分子的丙酮酸(2)CH3COCOOH+CO2+ATP→C4H4O5+ADP+Pi丙酮酸在丙酮酸羧化酶的作用下氧化脱掉一个COOH(羧基)生成草酰乙酸(3)CH3COCOOH+CoA+NAD+→CH3C0-CoA+NADH++CO2丙酮酸在丙酮酸脱氢酶的作用下脱氢生成乙酰coa(即活化的乙酸:CH3COOH)(4)C4H4O5+ CH3COOH→C6H8O7草酰乙酸和乙酰coa缩合成为柠檬酸黑曲霉利用糖类发酵生成柠檬酸,其生物合成途径现普遍认为是:葡萄糖经EMP、HMP 途径降解生成丙酮酸,丙酮酸一方面氧化脱羧生成乙酰CoA ,另一方面经CO2 固定化反应生成草酰乙酸,草酰乙酸与CoA 缩合生成柠檬酸。
(1)生长期与产酸期都存在EMP与HMP途径,前者EMP:HMP=2:1,后者EMP:HMP=4:1(2)黑曲霉柠檬酸产生菌中存在TCA循环与乙醛酸循环,在以糖质原料发酵时,当柠檬酸积累时,TCA和乙醛酸循环被阻断或减弱。
(3)由于TCA和乙醛酸循环被阻断或减弱,草酰乙酸是由丙酮酸(PYR)或磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化生成的。
米曲霉生产曲酸的发酵条件研究作者:刘容孙卫东李军委来源:《广西农学报》2016年第06期摘要:【目的】优化米曲霉生产曲酸的发酵条件,提高生产效率,对米曲霉(Aspergillus oryzae)GIM3.423生产曲酸的发酵条件进行研究。
【方法】采用单因素试验对摇瓶发酵条件进行优化。
【结果】发酵液pH、发酵温度、装液量、摇床转速、接种量等因素影响和制约整个发酵过程,发酵温度30℃,装液量60ml/250ml,摇床转速200rpm,种龄6h,接种量10%,发酵周期控制在13d条件下,曲酸生产的转化率可达23.6%,。
【结论】摇瓶发酵最佳条件为发酵温度30℃,装液量60ml/250ml,摇床转速200rpm,种龄6h,接种量10%,发酵周期控制在13d。
关键词:曲酸;米曲霉;发酵条件中图分类号:TQ925 文献标识码:A 文章编号:1003-4374(2016)06-0025-05Abstract:【Objective】 In order to optimize the fermentation conditions for producing kojic acid by aspergillus oryzae, and improve production efficiency, in this paper, the fermentation conditions for production of kojic acid by Aspergillus oryzae GIM3.423 have been studied. 【Method】 Shaking flask fermentation was optimized by using single factors test.【Conclusion】The optimum conditions were identified as follow: temperature 30℃,liquid-loading capacity60mL/250mL,revolution fermentation yield was improved.Key words:kojic acid;aspergillus oryzae;fermentation condition曲酸(Kojic acid),化学名为5-羟基-2-羟甲基-1,4-吡喃酮,是一种重要的微生物合成有机酸,存在于酱油、豆瓣酱、酒类的酿造中,在许多以曲霉发酵的发酵产品中都可以检测到曲酸的存在。
提高米曲霉产曲酸的方法探究摘要:本文分别从诱变选育高产曲酸的米曲霉菌株、优化米曲霉的发酵工艺和曲酸生成途径三方面对米曲霉产曲酸的影响进行综述,以期为提高米曲霉产曲酸提供方法和借鉴。
关键词:米曲霉;曲酸;诱变;条件优化;生成途径一、前言米曲霉除了酿造功能外,还发现其具有丰富的代谢产物,如:蛋白酶、淀粉酶、曲酸等[1]。
作为米曲霉的代谢产物之一,曲酸在医药、化妆品、食品加工业和农业等领域广泛应用[2, 3]。
目前,曲酸的生产主要是以微生物发酵为主,其产量较低,难以满足工业化应用需求,因此寻找提高米曲霉产曲酸的方法便显得尤为重要。
本文分别从米曲霉菌株的选育,发酵工艺的优化和曲酸合成途径三方面探讨提高米曲霉产曲酸的方法。
二、菌株的选育诱变是菌株选育的一种方法,国内外诸多学者已采用不同的诱变方法获取高产曲酸的菌株,并取得了有意义的成果[4-6]。
如:Feng等[4]对米曲霉起始菌株KA-11先后进行微波(MW)、紫外辐射、热氯化锂和常压室温等离子体四个阶段的诱变后,曲酸产量提高了292.3%。
高紫君等[5]将米曲霉3.042作为起始菌株,先进行两次紫外诱变,然后进行超声波和微波照射的复合诱变,选出M22为高产曲酸的菌株,其产酸量提高了197%,说明复合诱变对米曲霉孢子的诱变效果好,提高米曲霉产曲酸。
谢光蓉[6]对米曲霉w-56进行紫外线和60Co复合诱变后,缩短了生产周期,提高了曲酸产量。
总之,采用基因诱变的方法来提高曲酸产量是行之有效的。
三、发酵工艺的优化发酵工艺会影响米曲霉产曲酸的效果,优化发酵工艺可以作为提高曲酸产量的一种方法。
Azzahra等[7]通过优化培养基后,发现:与常温发酵相比,35 ℃发酵的曲酸产量更多,最佳的曝气条件为250 mL的锥形瓶中加入100 mL的培养液,最高产率为0.0370 g/g。
刘容等[8]以蔗糖为碳源,研究了培养基成分对曲酸产量的影响,发现:优化后的曲酸产量比优化前提高了2.2倍。