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报告标题

生物被膜技术提高己酸发酵性能的作用机理

己酸在食品和医药等领域有广泛的应用,它可用于白酒增香,亦可作为原料制备干酪、奶油和水果香精等产品。我国己酸的年需求量达30万 吨以上,但鲜有企业的己酸产量能达100 吨/年。为寻求更为绿色的己酸合成方法,许多国内外学者将目 光聚焦于生物法合成己酸,并陆续分离出Clostridium kluyveri(克氏梭菌)等性能优良的菌株。然而,生物法合成己酸仍处于实验室研究阶段,“低己酸产量”限制了其在工业上的推广应用。

近年来,课题组基于生物被膜技术开展了己酸发酵研究,以小麦秸秆为细胞载体,在厌氧发酵体系内构建了克氏梭菌生物被膜,己酸产量由最初的9.8 g/L逐渐提高至17.5g/L,分批补料发酵后,己酸产量提高至21.1 g/L,是目前国际上较高的产量之一。为了明晰生物被膜提高己酸产量的作用机理,分析了细胞载体的生物量附载率、EPS、红外光谱、热稳定性等,结果表明,在细胞载体上附着了大量的克氏梭菌生物被膜。同时 ,课题 组开展了 厌氧发酵 体系的 传质、气泡形成 对 生物被膜 影响的研究 ,研究表明, 在 己酸合成过程中细胞产生 大量 H 2 ,小气泡附着在细胞载体上 增大了载体浮力 , 细胞载体 上浮 后 气泡破碎,细胞载体又降至发酵液底部, 细胞载体上下浮动过程中 ,实现了 生物被膜 与发酵液的物质互换, 促进了己酸合成 。

嘉宾介绍

张存胜 副教授

江苏大学食品与生物工程学院

张存胜,男,硕士生导师。 2013年博士毕业于北京化工大学生命科学与技术学院,同年10月入职江苏大学食品与生物工程学院,2013年11月至2017年6月,江苏大学食品与生物工程学院博士后,2017年11月至2018年10月作为访问学者(CSC公派)赴丹麦工业大学进修;江苏省科技副总(2020年);担任Bioresource Technology、Frontiers in Nutrition、Resources, Conservation & Recycling等国际期刊审稿人。

主要研究领域为食品微生物学、食品物理加工和生物质生物转化。食品微生物学主要围绕己酸及乙醇发酵而展开,包括优良菌种筛选与培育、生物被膜技术、生物电催化技术、宏基因组学、转录组学和发酵工艺放大等。食品物理加工主要围绕蛋白质的分离提取、加工过程仿真而展开,包括米渣蛋白提取、多物理场模拟等。生物质生物转化主要涉及餐饮废弃物、工业酒糟/醋糟物质的水解及高值转化等。

先后承担国家自然科学基金、江苏省自然科学基金项目等8 项;发表研究论文50余篇,包括高被引论文2 篇,累计影响因子≥274,单篇最高引用次数890 次。以第一/通信作者在Bioresource Technology(IF=11.4,3 篇)、Journal of Cleaner Production(IF=11.1,2篇)、Chemical Engineering Journal(IF=15.1)、Journal of Agricultural and Food Chemistry(IF=6.1)、Ultrasonics Sonochemistry(IF=8.4)、ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF=8.4)、等期刊发表论文31 篇;获镇江市科学技术局“产学研”奖1 项;指导本科生、硕士生参加全国大学生生命科学竞赛等科技竞赛获奖4 项。

实习编辑:成都中医药大学公共卫生学院 杨欣瑞;责编:张睿梅

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