碎米发酵制备甘露醇的研究

论文摘要

碎米是大米加工所产生的副产物，其营养丰富，但一直以来碎米综合利用的深度比较低，经济附加值不高。甘露醇是一种功能性糖醇，在食品、医药、轻工、化工等方面应用广泛，碎米中富含淀粉，可以转化成淀粉糖被微生物发酵利用，来制备甘露醇，这为碎米利用提供了一条新的途径。论文研究主要包括以下几个方面：稳定高产甘露醇的发酵乳杆菌的复合诱变选育；单因素和响应面实验对高产诱变株发酵条件的优化；碎米发酵产甘露醇的分离纯化工艺的优化以及甘露醇成品的制备。主要研究结果如下：（1）利用微波对产甘露醇发酵乳杆菌CICC-20660进行辐照诱变，在较佳辐照时间下，筛选得到诱变株LW16，发酵48h的甘露醇产量为19.18g/L。再利用硫酸二乙酯对菌株LW16进行诱变处理，在较佳处理时间下，得到遗传稳定的诱变株LS33，发酵48h的甘露醇产量为22.56g/L，较原始菌株（产量16.65g/L）提高了35.5%。（2）通过单因素实验和响应面实验对若干影响因素进行了优化，建立了产甘露醇的二次回归方程模型。确定了LS33产甘露醇的较佳发酵条件为：果糖质量浓度75g/L、初始pH6.9、温度42℃、接种量10%、摇床转速120r/min。该条件下，甘露醇产率达到53.66%，较优化前（产率45.12%）提高了8.54%。（3）通过大孔阴阳离子交换树脂对碎米发酵液中的甘露醇进行分离纯化，确定了较佳工艺条件为：进料量30mL，洗脱温度40℃，洗脱流速2mL/min，树脂高度20cm。此时甘露醇得率为95.28%。甘露醇液再通过旋转蒸发、重结晶制得白色甘露醇晶体，经高效液相色谱分析，纯度在99%以上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 碎米的综合利用现状
• 1.1.1 碎米的成分及营养价值
• 1.1.2 碎米的加工利用
• 1.2 甘露醇的研究概况
• 1.2.1 甘露醇的理化性质
• 1.2.2 甘露醇的生产方法
• 1.2.3 发酵法生产甘露醇的研究进展
• 1.2.4 甘露醇的应用概况
• 1.3 立题依据及研究内容
• 1.3.1 立题依据
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 产甘露醇乳酸菌的诱变选育
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 材料与试剂
• 2.1.2 仪器与设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 培养基
• 2.2.2 菌种培养方法
• 2.2.3 菌株的诱变选育
• 2.2.4 相关指标测定与计算
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 分光光度法测定甘露醇标准曲线
• 2.3.2 对数生长期的确定
• 2.3.3 微波辐照诱变选育
• 2.3.4 硫酸二乙酯诱变选育
• 2.4 本章小结
• 第三章 甘露醇发酵条件的优化
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 仪器与设备
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 培养基
• 3.2.2 菌种培养方法
• 3.2.3 发酵条件的单因素优化
• 3.2.4 响应面实验设计
• 3.2.5 指标测定与计算
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 发酵条件的单因素优化结果
• 3.3.2 响应面实验结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 碎米制备甘露醇工艺的研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 材料与试剂
• 4.1.2 仪器与设备
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 碎米的前处理
• 4.2.2 工艺流程
• 4.2.3 碎米发酵液分离纯化的工艺优化
• 4.2.4 指标测定与计算
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 碎米发酵液分离纯化的工艺优化结果
• 4.3.2 甘露醇晶体的制备
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文