发酵法生产甘油菌种选育及工艺条件优化

论文摘要

甘油是一种常见的、非常重要的化工原料，它具有吸湿性强、水溶性高、高黏度高、冰点低的特点，且无毒，容易被微生物分解，被广泛应用到涂料、国防、油漆、造纸、烟草、纺织印染、化妆品、食品、医药等行业中。由于天然法、合成法生产甘油的种种局限，甘油的产量己无法满足需求，必须依靠大量进口，这种供不应求的局面还将长期存在。因此，以淀粉为原料，利用微生物发酵生产甘油的方法具有重要的现实意义，对发酵法生产甘油的研究也势在必行。利用正交试验，确定了淀粉糖化醪制备中液化过程的最佳工艺参数为：使用耐高温α-淀粉酶为液化酶时，其酶添加量为0.035g/100g淀粉淀粉，pH为5.5，液化温度为90°C，液化时间为3.5h。糖化过程的最佳工艺参数为：糖化酶β-淀粉酶的添加量为0.3g/100g淀粉，pH为4.5，糖化温度为58°C，糖化时间为2.5h。在此最优条件下制得的淀粉糖化醪的还原糖含量为22.6%。从环境中筛选出了一株具有发酵产甘油能力的酵母菌M0，通过紫外诱变处理，得到了一株高产甘油的酵母菌M1。构建包括26S rDNAD1/D2区序列分析和生理生化方法的鉴定技术，对该酵母菌进行了鉴定，通过6S rDNAD1/D2区序列分析并构建系统发育树发现，菌株M1与假丝酵母C.parapsilosis NRRL Y-12969T相似度为100%，因此可以鉴定M1为假丝酵母。进行生理生化试验后，根据酵母菌的特征与鉴定手册，试验证明菌株M1符合假丝酵母的特性，与26S rDNAD1/D2区序列分析结果相符。对筛选出的M1菌株的培养基及发酵条件进行了优化，首先确定了碳源、氮源、磷源，确定碳源为葡萄糖，氮源为尿素，磷源为玉米浆。其次确定各营养成分的含量，分别为葡萄糖浓度在180g/L、尿素浓度在2g/L、玉米浆浓度在0.4mL/L。最后，对甘油发酵条件进行了优化，结果显示，最优发酵条件为接种量为10%、亚硫酸钠添加量42%，发酵ph7.4、发酵温度30°C，甘油产量达到13.25g/L。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 甘油简介
• 1.2 废弃淀粉的产生
• 1.3 甘油生产方法概述
• 1.3.1 化学合成法
• 1.3.2 生化途径
• 1.4 国内外发酵法产甘油的研究生产现状
• 1.4.1 厌氧发酵法生产甘油
• 1.4.2 好氧发酵法
• 1.5 酵母菌的鉴定方法
• 1.6 本课题研究意义及主要内容
• 第二章 废弃淀粉的糖化处理
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与仪器设备
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 仪器设备
• 2.2.3 实验试剂
• 2.2.4 主要试剂配制方法
• 2.3 实验方法与步骤
• 2.3.1 淀粉糖化醪生产工艺优化
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 液化实验结果与分析
• 2.4.2 糖化实验结果与分析
• 2.5 结果与分析
• 第三章 产甘油菌株的筛选及发酵测试
• 3.1 引言
• 3.2 材料与设备
• 3.2.1 主要仪器及设备
• 3.2.2 实验所用菌种
• 3.3 实验方法及与分析方法
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.2 分析方法
• 3.4 实验操作
• 3.4.1 菌种初筛
• 3.4.2 诱变复筛
• 3.4.3 突变株与出发菌株发酵性能对比
• 3.5 实验结果
• 3.5.1 菌株初筛结果
• 3.5.2 诱变筛选结果
• 3.5.3 出发菌株与突变株的发酵性能对比
• 3.6 本章小结
• 第四章 菌株的 26S RDNA 鉴定与生理生化鉴定
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 主要试剂配制方法
• 4.2.3 培养基
• 4.2.4 仪器设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 酵母菌 DNA 提取
• 4.3.2 26srDNAD1/D2 区分析
• 4.3.3 生理生化实验
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 26s rDNA 鉴定
• 4.4.2 生理生化实验
• 4.5 本章小结
• 第五章 发酵工艺条件优化
• 5.1 引言
• 5.2 材料与设备
• 5.2.1 菌种
• 5.2.2 设备
• 5.3 实验内容
• 5.3.1 培养基营养源种类确定
• 5.3.2 培养基营养源含量的确定
• 5.3.3 最适发酵条件的确定
• 5.4 实验结果
• 5.4.1 培养基营养源种类实验结果
• 5.4.2 培养基营养源含量实验结果
• 5.4.3 最适发酵条件的实验结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间主要科研成果