论文题目: 高产L-乳酸的嗜热乳酸杆菌T-1发酵特性的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 发酵工程
作者: 石青松
导师: 高年发
关键词: 乳酸,生长因子,蛋白胨,发酵条件,优化,溶解氧,纯度,亚铁氰化钾
文献来源: 天津科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 论文对一株高产L-乳酸的细菌Lactobacillus sp.T-1进行了研究。 乳酸菌T-1的生理生化特性研究发现,它是一株嗜热的乳酸杆菌,最适生长温度为50℃,对其形态特性及生理生化特性进行了描述。对T-1的营养缺陷型进行了初步的鉴定。发现T-1菌不仅是氨基酸、维生素及核苷酸三大类营养元素的多重营养缺陷型,蛋白胨中的某种营养成分也是它的生长因子。 对T-1的摇瓶分批发酵条件进行了优化,确定了先摇床后静置的发酵方式。优化后的种子培养基(g.L-1)为:葡萄糖30,K2HPO41,酵母膏5,蛋白胨5,碳酸钙10。在木薯、玉米、大米、葡萄糖、木糖五种底物中选出了玉米作为T-1发酵的碳源和能源。分别以酵母膏、蛋白胨、麸皮、蔬菜汁、黄豆粉为氮源和辅料进行了发酵试验,发现麸皮和蔬菜汁不适合T-1菌的L-乳酸发酵。对摇瓶发酵培养基进行了均匀设计优化实验,得出发酵培养基的组成为:（玉米糖化液）葡萄糖110g.L-1、酵母膏4.30g.L-1、蛋白胨4.30g.L-1、黄豆粉4.9g.L-1;发酵结果为100.4g.L-1,转化率为91.3%;产量比优化之前的90.9 g.L-1高出10.5%,转化率则提高了8.7%。在优化发酵培养基的基础上,对摇瓶发酵条件进行了正交实验优化,得到最优发酵条件为:摇床150r/min培养20h后转至静置发酵、装液量150mL、接种量10%、pH5.2-5.4、糖浓度110g.L-1。摇瓶分批发酵条件优化后的L-乳酸发酵结果为102.4 g.L-1,转化率为93.1%。 对优化条件下发酵液中的溶解氧进行测定,前20h的摇床发酵中,氧气浓度基本维持在0.15mg/L,溶氧百分比为2.6%;静置发酵时,氧气浓度为0.12mg/L,溶氧百分比为2.1%左右。 用高效液相色谱及气质联用色谱对发酵液进行了检测,发现发酵后发酵液中的有机酸种类明显增多,在乳酸菌T-1中可能有三羧酸循环存在。用L-乳酸生物分析仪以及高压液相色谱测定发酵液中L-乳酸的纯度为98.4%。 研究了亚铁氰化钾对T-1发酵的影响。玉米糖化液加入0.05%的亚铁氰化钾后,T-1的产酸和耗糖速度有所加快,菌体吸光度A580有较大增加,L-乳酸的终产量无变化,这和以木薯为底物的发酵有相似之处,可能都是由于氰化物的存在所致。
论文目录:
1. 前言
1.1 乳酸的性质和用途
1.1.1 乳酸的性质
1.1.2 乳酸的用途
1.2 乳酸的生产方法
1.2.1 化学合成法
1.2.2 发酵法
1.3 乳酸发酵的生产菌种
1.3.1 乳酸菌
1.3.2 根霉菌(Rhizopus)
1.4 发酵法生产乳酸的生产工艺
1.4.1 分批发酵
1.4.2 糖化发酵并行式(SSF)
1.4.3 半连续发酵
1.4.4 连续发酵
1.4.5 细胞固定化发酵
1.4.6 细胞循环发酵
1.5 乳酸生产的提取技术
1.5.1 乳酸钙前结晶工艺
1.5.2 乳酸钙直接酸解(一步法)工艺
1.6 乳酸市场前景
1.6.1 国外乳酸发酵工业的概况及发展前景
1.6.2 国内乳酸发酵工业的概况及发展前景
1.7 本论文研究内容
1.7.1 论文选题的立论、目的和意义
1.7.2 研究路线
2. 材料与方法
2.1 材料
2.1.1 菌种
2.1.2 实验仪器
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要溶液及指示剂
2.1.5 主要培养基
2.2 分析方法
2.2.1 还原糖的测定
2.2.2 菌体浓度的测定
2.2.3 L-乳酸纯度的测定
2.2.4 发酵液中有机酸的检测
2.2.5 发酵液中氧气浓度的测定
2.2.6 pH值的测定
2.2.7 碳氮比的测定
2.3 实验方法
2.3.1 菌种最适生长温度的确定
2.3.2 出发菌株的筛选
2.3.3 生理生化实验
2.3.4 生长因子鉴定
2.3.5 菌株T-1发酵条件的确定
2.3.6 摇瓶优化条件下溶氧的测定
2.3.7 发酵液的检测
2.3.8 亚铁氰化钾对T-1菌株发酵影响的研究
3. 结果与讨论
3.1 出发菌株的纯种分离与筛选
3.1.1 平板筛选
3.1.2 摇瓶产酸试验
3.2 T-1形态观察及生理生化特性的研究
3.2.1 细菌形态观察
3.2.2 生理生化特性的研究
3.3 生长因子的鉴定结果
3.3.1 营养缺陷型初步鉴定
3.3.2 三大类营养元素鉴定
3.3.3 其他生长因子鉴定
3.4 摇瓶发酵条件的优化
3.4.1 发酵方式
3.4.2 种子培养基的确定
3.4.3 发酵底物的选择
3.4.4 糖浓度对发酵的影响
3.4.5 氮源及辅料
3.4.6 碳酸钙对乳酸发酵的影响
3.4.7 发酵培养基的优化
3.4.8 接种量对发酵产酸的影响
3.4.9 发酵条件优化
3.4.10 种龄对发酵的影响
3.4.11 优化条件的验证
3.4.12 溶氧
3.5 发酵液的检测结果
3.5.1 气质联用色谱检测
3.5.2 高效液相色谱检测
3.6 亚铁氰化钾对T-1发酵的影响
3.6.1 玉米和木薯糖化液作为底物发酵的比较
3.6.2 亚铁氰化钾对发酵的影响
4. 结论与展望
4.1 结论
4.2 论文创新点
4.3 展望
5. 参考文献
6. 致谢
7. 攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2007-01-10
参考文献
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