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米根霉液态发酵L-乳酸在线调控分析与固态发酵的研究

2020-12-08阅读(764)

米根霉液态发酵L-乳酸在线调控分析与固态发酵的研究

论文摘要

本课题筛选米根霉高效生产乳酸菌株,研究了发酵调控方法,以更高的光学纯度、更大的产物量和更低的成本生产乳酸。研究工作分两个方面:1)微量元素在L-乳酸发酵中起着重要作用。本研究选择Mg2+、K+、Zn2+作为调控重点,根据发酵过程各影响因素的变化,在线调控微量元素的浓度,分析其对米根霉发酵生产L-乳酸的影响。结果表明,Mg2+与L-乳酸积累呈正相关性;发酵进行12 h对Mg2+正调控;低浓度的K+、Zn2+与L-乳酸积累呈负相关性。发酵开始12 h对Zn2+负调控,36 h对K+进行负调控。各元素综合调控后L-乳酸最高产量较未调控时提高了28.15%,L-乳酸的光学纯度达到100%。2)本实验中,研究和控制初始发酵条件,比较产物L-乳酸、D-乳酸组成变化,得出提高L-乳酸光学纯度的米根霉发酵生产条件:在pH 6.0、温度34°C、初始葡萄糖浓度100g/L,NH4NO3 2g/L的适合条件下,米根霉HZS6能够发酵生产光学纯度99%以上的L-乳酸,其转化率达到80%,终浓度为81.3 g/L。通过在发酵前期添加L-乳酸进行发酵调控实验,进一步研究对乳酸纯度的影响,从而以最低成本来提高所产L-乳酸的光学纯度。考察了发酵初期通过添加L-乳酸对米根霉菌产物光学纯度的影响。发酵初期在米根霉菌发酵培养基中添加L-乳酸可以调控发酵产物乳酸的光学纯度。随着L-乳酸添加量的增加,所产L-乳酸的光学纯度随之增加,当L-乳酸的添加量≥1.5 g/L时,D-乳酸不再产生。同时,L-乳酸的产量、生物量、糖转化率也随之降低。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 乳酸的性质
  • 1.2 乳酸的应用
  • 1.3 乳酸的生产
  • 1.3.1 国内外L-乳酸发酵生产的研究现状
  • 1.3.2 用农作物废弃物生产乳酸
  • 1.3.3 乳酸的提取工艺
  • 1.4 本论文的立题意义及研究内容
  • 1.4.1 选题目的
  • 1.4.2 选题意义
  • 1.4.3 研究内容
  • 第2章 钴60 诱变提高米根霉产 L-乳酸产量的研究
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 菌种
  • 2.1.2 培养基
  • 2.1.3 菌种培养与诱变方法
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 吸收剂量对致死率的影响
  • 2.2.2 变色圈实验结果分析
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 米根霉发酵生产 L-乳酸的条件
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 菌种
  • 3.1.2 培养基
  • 3.1.3 主要仪器
  • 3.1.4 培养方法
  • 3.1.5 产物分析测定
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 米根霉菌HZS6 复壮筛选以及L-乳酸发酵研究
  • 3.2.2 米根霉菌株发酵特性对比实验
  • 3.2.3 pH 调控对比实验
  • 3.2.4 米根霉发酵产酸、细胞生长变化规律
  • 3.2.5 葡萄糖残糖量变化实验
  • 3.2.6 氮源素变化实验
  • 3.2.7 副产物乙醇变化实验
  • 3.2.8 发酵过程微量元素变化规律
  • 3.2.9 木糖利用实验
  • 3.3 本章小结
  • 第4章 碳氮源的在线调控
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 菌种
  • 4.1.2 培养基
  • 4.1.3 主要仪器
  • 4.1.4 培养方法
  • 4.1.5 产物分析测定
  • 4.2 结果与讨论
  • 4.2.1 葡萄糖补加实验
  • 4.2.2 氮源补加实验
  • 4.2.3 碳氮源补加实验
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 微量元素的在线调控
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 菌种
  • 5.1.2 培养基
  • 5.1.3 主要仪器
  • 5.1.4 培养方法
  • 5.1.5 产物分析测定
  • 5.2 结果与讨论
  • 5.2.1 镁元素正调控实验
  • 5.2.2 钾元素调控实验
  • 5.2.3 锌元素负调控实验
  • 5.2.4 微量元素综合调控实验
  • 5.2.5 补加碳氮源综合调控实验
  • 5.3 本章小结
  • 第6章 提高米根霉生产 L-乳酸光学纯度的发酵调控研究
  • 6.1 材料与方法
  • 6.1.1 菌种
  • 6.1.2 培养基
  • 6.1.3 主要仪器和设备
  • 6.1.4 菌种培养与发酵方法
  • 6.1.5 检测方法
  • 6.2 结果与分析
  • 6.2.1 葡萄糖初始浓度对乳酸发酵的影响
  • 6.2.2 pH 对乳酸发酵的影响
  • 6.2.3 氮源对乳酸发酵的影响
  • 6.2.4 温度对乳酸发酵的影响
  • 6.2.5 添加L-乳酸对米根霉产物光学纯度的影响
  • 6.3 本章小结
  • 第7章 结论与展望
  • 7.1 结论
  • 7.1.1 钴60 诱变提高米根霉产L-乳酸产量的研究
  • 7.1.2 米根霉发酵生产L-乳酸的条件
  • 7.1.3 碳氮源的在线调控
  • 7.1.4 微量元素的在线调控
  • 7.1.5 提高米根霉生产L-乳酸光学纯度的发酵调控研究
  • 7.2 展望
  • 7.3 创新点
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间主要科研成果

    • 相关论文文献

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