胡小莉等运用近红外光谱技术（NIRS）测定不同产地野菊花总黄酮含量。

维生素C含量在1010.00~2000.00mg/kg占比100%的蔬菜无。从整个济南市14个品种336个常见蔬菜维生素C含量来看，尖椒、甜椒中维生素C含量最丰富，香菜、菜花、油菜、菠菜、甘蓝、韭菜中维生素C含量较多，番茄、黄瓜、芹菜、芸豆、西葫芦、茄子中维生素C含量较少。

各蔬菜中维生素C含量从大到小依次为尖椒、甜椒、香菜、菜花、油菜、菠菜、甘蓝、韭菜、番茄、黄瓜、芹菜、芸豆、西葫芦、茄子。声明：本文所用图片、文字来源《分析试验室》，版权归原作者所有。其中，尖椒中维生素C含量最高，平均值为1200.00mg/kg。其他蔬菜维生素C含量以此类推。蔬菜含有丰富的维生素以及营养物质，能促进人体对食物的消化和吸收。

低维生素C含量茄子和芸豆在24个样品中维生素C含量最低分别是48.80和54.00mg/kg，最高是76.20和185.00mg/kg，低维生素C含量与高维生素C含量所占百分率分别是64.0%和29.2%。人体如果缺乏维生素C将导致多种疾病的发生，严重时将导致坏血病、心脏及脾脏损伤等。Huschner等以氮元素为营养限制条件，按照016 h C/N=10、1636 h C/N=90和3648 h C/N=(乙酸330.9 g/L、丙酸147.3 g/L、丁酸106.7 g/L)的调控策略实现了R.eutropha H16的高密度发酵，其中生物量达到112 g/L，PHAs占比83.3%。

另一株B.subtilis以酸处理后的甘蔗糖蜜为碳源，经过96 h发酵后生物量达到38.98 g/L，PHAs含量32.25 g/L，PHAs占生物量82.99%。相比于30 g/L的葡萄糖，当以30 g/L玉米淀粉作为碳源时，CFR-67的生物量和PHAs分别提高了25%和50%。2.2.4 废水废料工农业废水废料中富含的有机质通过酸化或厌氧发酵后转化成的挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid，VFAs)，是微生物生产PHAs的高效廉价碳源。高密度发酵过程中毒性物质的不断积累导致细胞活力降低甚至死亡，最终影响发酵产量。

在江苏省无锡市芦村进行的100 L发酵罐中试实验中，Jia等同样利用酸化后的污水沉淀物实现了PHAs的微生物转化，其中PHAs产量可以达到生物量的59.47%。声明：本文所用图片、文字来源《生物工程学报》2021年2月，版权归原作者所有。

2.3.2 碳源浓度控制高密度发酵过程中碳源浓度过高过低或频繁波动都会严重影响细胞PHAs合成的能力。寻找高效积累PHA的嗜极微生物，实现PHAs的开放式发酵生产，能够进一步推动低成本PHAs的工业化生产进程。如果同时添加5 g/L的麦麸和米糠水解液，CFR-67的生物量达到10 g/L，PHAs含量升高至5.9 g/L。发酵18 h时TD01细胞数量达到1010个并在随后的发酵过程中保持不变，后续流加的高浓度葡萄糖(800 g/L)全部用于PHAs合成。

导入由8个透明颤菌血红蛋白启动子串联的P8vgb片段的重组E.coli S17-1在微氧环境中的PHB占比达到90%。相比于糖蜜，蔗渣的利用难度稍大。上述策略中都要求使用高浓度补料液以减少对发酵体系的影响，显然纤维素水解液、粗甘油等低碳浓度的廉价物料无法满足这一要求途径Ⅱ：同样以乙酰Co A为起点的脂肪酸从头合成途径(de novo synthesis)的中间产物参与PHAs的合成。

相比于PHB，P(3HB-co-3HV)在热加工性能、韧性和延展性方面均得到了提高。尽管大部分研究成果还局限于实验室阶段，但是研究方法和方向为实现低成本PHAs的工业化生产提供了理论指导。

受限于其高昂的生产成本，PHAs作为绿色环保材料的应用推广困难。基因min CD和fts Z在PHAs生产菌株中同样具有影响细胞分裂和形态的作用。

主要原因是PHAs高昂的生产成本(2.25.0欧元/kg)大大限制了其作为绿色环保材料的应用。为了解决这个问题，Tan等强化苏氨酸合成途径的同时敲除2-甲基柠檬酸合酶，胞内丙酰Co A浓度上升，重组盐单胞菌TD01实现了单一碳源下P(3HB-co-3HV)的生物合成。第二代商业PHAs是由3HB和3-羟基戊酸(3HV)无规则共聚而成的聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯(Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)，P(3HB-co-3HV))。除了形态调控，基因工程还适用于构建中间物的合成代谢途径。从琥珀酰Co A (Succinyl-Co A)出发为P(3HB-co-4HB)合成提供4-羟基丁酰Co A (4-hydroxybutyryl-Co A，4HB)等。随后，Wu等发现基因min CD和细胞骨架蛋白Mer B也具有抑制细胞分裂和调控细胞形态的作用，重组大肠杆菌E.coli JM109内的PHB积累量达到生物量的80%。

但是它较脆的材质和接近降解温度(220℃)的熔解温度(175℃)不利于热加工处理。聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHAs)是一类由羟基脂肪酸单体通过酯化聚合得到的高分子化合物，因具有传统石油基塑料类似的力学特征、100%生物降解性和生物相容性而被认为是最有潜力的绿色环保材料之一。

目前PHAs已经用于塑料工业的包装材料、农业的农膜材料以及医药领域的组织工程和药物缓释材料等的加工生产中。这一举措既实现了发酵前期生物量积累、发酵后期菌体存储空间增大的目的，又消除了基因工程手段对发酵前期细胞生长的负面影响。

构建中间物的合成代谢途径，一方面避免了使用其他脂肪酸导致的原料成本增加和可能带来的毒性作用，另一方面为利用微生物直接合成多种类PHAs提供了指导方向。目前只有少数工厂，例如德国Biomer Inc.、美国PG、巴西PHB Industrial和中国Tianan Biologic等实现了PHAs的中试级别生产，但产量远远无法满足市场需求。

第三代商业PHAs是由3HB和中链3-羟基己酸(3HHx)无规则共聚合成的聚-3-羟基丁酸-3-羟基己酸(Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)，P(3HB-co-3HHx))。为了解决Fts Z和Mer B非正常表达后细胞数量减少的问题，Jiang等构建了温度敏感表达质粒，菌体在30℃时正常生长到预定生物量后升高至37℃，Fts Z和Mer B表达受限，菌体细胞膜刚性遭到破坏、细胞分裂受到抑制，从细杆状转向粗丝状的菌体可以实现更多PHAs的积累。例如从草酰乙酸(Oxaloacetate)出发，通过基因工程手段为P(3HB-co-3HV)的合成提供3-羟基戊酰Co A (3-hydroxyvaleryl-Co A，3HV)。途径Ⅰ：从糖酵解途径(EMP)生成的两分子乙酰Co A (Acetyl-Co A)依次经-酮基硫解酶(Pha A)和乙酰乙酰Co A还原酶(Pha B)，最后在PHA合酶(Pha C)催化下合成PHB。

如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系相关链接：脂肪酸酯，3羟基丁酸酯，草酰乙酸，琥珀酸。随着PHAs研究的进一步发展，研究人员预测P(3HB-co-4HB)将会成为第四代商业PHAs，4HB的混入成功克服了PHB质地脆弱的缺点。

因为其良好的抗氧化性、防水性和较高的硬度，PHB材料主要被开发用作包装材料。2.1 细胞形态调控及代谢途径构建作为胞内代谢产物，当盐单胞菌Halomonas campaniensis LS21内PHAs充满细胞体积时也仅达到生物量的60%，这表明PHAs积累量严重受限于细胞体积。

2 微生物发酵法生产低成本PHAsPHAs的生产成本集中在发酵物料的消耗和灭菌过程的能源消耗上，其中前者占成本的50%，后者占30%。1 PHAs简介1.1 PHAs分类根据单体碳原子数PHAs可以分为短链PHAs(Short-chain-length，SCL)和中长链PHAs (Mediumlong-chain-length，MCL)，根据单体不同排列方式又可以分为均聚物(Homo polymer)、无规共聚物(Random copolymer)和嵌段共聚物(Block copolymer)。

该途径的关键酶3-羟基酯酰ACP-Co A转移酶(Pha G)将R-3-羟基酯酰ACP (R-3-hydroxyacylACP)转化为R-3-羟基酯酰Co A (R-3-hydroxyacylCo A)，从而被Pha C催化合成PHAs。同样的，在单一碳源下，Li等通过敲除琥珀酸半醛脱氢酶基因和过表达orf Z，胞内碳通量流向4HB-Co A的合成，为共聚物P(3HB-co-4HB)的合成提供前体。研究人员发现通过抑制细胞分裂蛋白Fts Z，由杆状转变为丝状形态的重组大肠杆菌E.coli Trans1T1的PHB占比增加了125%。例如提高菌株产率、利用廉价物料以及开发开放式发酵技术等。

3HHx的混入给予了材料优异的弹性体性能和生物相容性能，因而被开发用作生物医用材料。过表达min CD的重组盐单胞菌Halomonas TD08在静置培养下长成数百微米的丝状菌体，PHB含量从68.69%提升至82.04%，即使在振荡培养下菌丝长度依然是出发菌株的1.4倍。

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHAs)是一类由羟基脂肪酸单体通过酯化聚合得到的高分子化合物，是微生物在特定环境下的能量储备物质。尽管部分微生物利用脂肪酸合成PHB，但是其主要利用-氧化途径生成的乙酰Co A通过途径Ⅰ合成。

本文首先介绍了PHAs的类型和合成代谢途径，随后从细胞形态调控、代谢途径构建、廉价碳源利用和开放式发酵技术开发等方面详细介绍了不同研究团队在降低PHAs生产成本方面的研究成果，以期为实现低成本PHAs的工业化生产提供理论指导。基于此，各个研究团队希望通过降低发酵物料成本和灭菌过程能源消耗成本来降低PHAs的生产成本。