摘要：绿色生物工艺是国家战略性新兴产业,具备高效、安全、节能、环保等特点,市场前景广阔。工业酶是绿色生物工艺的“芯片”,新型高效工业酶的开发与应用相关技术是绿色生物工艺的核心。文章综述了工业酶制剂产业现状、以中国科学院天津工业生物技术研究所为代表的研发机构在工业酶及绿色生物工艺开发应用方面产生的一系列关键技术突破与研发进展,展示了通过酶与生物技术的进步提升传统加工产业发展的典型案例,随着这些核心技术的发展将推动越来越多的传统制造业走向绿色可持续发展路线。

摘要：将来源于Paenibacillus campinasensis G1-1的木聚糖酶编码基因成功整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建了高产木聚糖酶XynG1-1的毕赤酵母工程菌。采用响应面法对该工程菌的发酵条件进行优化。首先使用Design-Expert软件进行Plackett Burman实验设计筛选出影响产酶量的3个主要因素,即甲醇含量、生物素含量和培养时间。在此基础上使用Design-Expert软件进行Box-Behnken实验设计,通过响应面分析得出优化的发酵培养条件为:甲醇含量2.28%,培养时间37.29 h,生物素4 mg/L,酵母粉20 g/L,蛋白胨20 g/L,YNB 30 g/L,装液量100 m L/L,转速250 r/min、温度28℃、磷酸缓冲液pH 6.0。经实验验证,优化后的培养条件下胞外重组酶活达到707.2 IU/m L,与响应面预测结果一致,较优化前木聚糖酶酶活提高了7.9倍,较原始菌株产酶量提高了19.8倍。经10 L发酵罐扩大培养之后,重组木聚糖酶的酶活达到2 703 IU/m L。因此,该研究有效提高了木聚糖酶XynG1-1的发酵产量,并且,该重组酶保持了良好的酶学性质,可为工业化生产及应用奠定基础。

摘要：该研究将绿色荧光蛋白（GFP）同木聚糖酶底物结合域（XBD）结合，构建了能够特异性结合半纤维素的荧光探针，经激光扫描共聚焦显微镜比较分析GFP和GFP—XBD荧光融合蛋白对玉米秸秆的结合差异，发现GFP—XBD荧光融合蛋白溶液处理玉米秸秆半纤维素所在区域荧光信号强度明显高于其他样品，表明所构建的半纤维素荧光探针可以与细胞壁中半纤维素特异性结合。荧光测定结果显示，GFP和GFP—XBD的蛋白含量与荧光强度之间有着良好的线性关系（R12=0．9944，R22=0．9951），成功地表征了玉米秸秆预处理过程中半纤维素的变化规律，最终确定最佳的预处理温度为130℃。

摘要：以玉米芯粉为基质富集培养牛粪中生物质降解菌系,提取该降解菌系的宏基因组DNA,并以其为模板,通过简并引物PCR扩增出200bp左右的木聚糖酶基因片段,选择与耐热木聚糖酶相似性最高且丰度最高的基因序列,应用mTAIL-PCR扩增得到1 059bp的基因全长序列(xynHAD4),编码352个氨基酸,经序列比对分析,该木聚糖酶(XynHAD4)属于典型的GH11家族木聚糖酶,与来源于Dictyoglomus thermophilum的xylanase229B相似度为93%。将xynHAD4连接于表达载体pET22b(+),在*** BL21中成功得到表达,表达产物经纯化后,测定其分子质量约为36kDa,最适作用温度和pH分别为80℃和6.0,该酶在90℃保温1h,残余酶活为72%,pH作用范围较广,在pH4.0保存1h,残余酶活为82%,可见,XynHAD4属于耐热木聚糖酶,并且在酸性条件下可保持较高稳定性,在食品、饲料等领域具有潜在的应用价值。

摘要：考察了以酸性电解水为反应介质,不同预处理条件下玉米秸秆半纤维素的降解情况。结果发现酸性电解水高温(160℃~200℃)处理条件下,半纤维素的降解效果明显,酸性电解水的pH值越低,半纤维素的去除率越高;优化处理条件后,确定最佳处理条件为:预处理温度180℃、时间10min、液固比为30∶1、酸性电解水pH值为2.0,在此条件下半纤维素的去除率为92.4%,此时木糖和低聚木糖的总得率为86.7%。

摘要：从牛粪堆肥中分离、筛选到1株产耐高温木聚糖酶的细菌NF1,经形态特征和16S rDNA序列分析,鉴定菌株NF1为类芽孢杆菌,命名为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)NF1。采用响应面法对该菌种产木聚糖酶的发酵条件进行优化。首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产酶量的3个主要因素,即牛肉膏浓度、NaCl浓度和初始pH值。在此基础上使用Design-Expert软件进行Box-Behnken试验设计,通过响应面分析得出菌株NF1发酵产酶的最佳条件为玉米芯20g/L、牛肉膏28.2g/L、K2HPO45g/L、MgSO40.5g/L、NaCl 7.1g/L、初始pH值为6.9;装液量40mL、转速160r/min、接种量2%、温度28℃。经过验证试验,优化后粗酶液酶活达到160.6IU/mL,与响应面预测结果一致,较优化前木聚糖酶酶活提高了51.4倍。