黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的研究

论文摘要

本文的目的是通过黑曲霉发酵工艺的研究,建立一条纯度高、工艺简单、成本较低的葡萄糖酸钠生产路线。介绍了葡萄糖酸钠的性质、结构、用途以及发酵法生产葡萄糖酸钠的方法。对葡萄糖酸根与二价铜离子在一定条件下的络合进行了研究,通过测定其吸光度绘制标准曲线,从而达到快速、准确、便捷地检测生产过程中葡萄糖酸钠浓度的目的。本文通过对黑曲霉接入培养液中在摇瓶培养工艺的研究,对黑曲霉在摇瓶中发酵过程中的最佳培养温度、pH和接入发酵液时的种龄进行了详细的实验探索,以提高葡萄糖酸的产量,得到最佳的培养条件,最佳发酵条件为:种龄16小时,发酵温度30℃,pH为6.0,发酵20小时。通过黑曲霉在发酵罐中产葡萄糖酸钠的工艺研究,利用响应面法研究了对黑曲霉发酵产葡萄糖酸的四个重要工艺参数(pH值、温度、转速、初始葡萄糖浓度)在发酵罐发酵过程中对其产率的影响,通过31个实验的分析设计和全模型方差分析建立黑曲霉在发酵罐中发酵模型,利用模型验证和响应面因素水平的优化得到发酵罐发酵产葡萄糖酸钠过程中的最佳条件,pH值为6.0,温度30.7℃,转速为267 r/min,初始葡萄糖浓度125.2g/L,此时葡萄糖酸钠产率可达94.7%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 葡萄糖酸钠的结构与理化性质
• 1.3 葡萄糖酸钠在食品方面的应用
• 1.3.1 调整 pH 功能
• 1.3.2 呈味改善剂
• 1.3.3 改善高甜度甜味料的呈味性
• 1.3.4 掩盖大豆蛋白臭
• 1.3.5 改善鱼酱的鱼臭
• 1.3.6 掩盖镁苦味
• 1.3.7 代替食盐用于食品加工
• 1.4 葡萄糖酸钠的其他方面应用
• 1.5 葡萄糖酸钠的制备研究
• 1.5.1 生物发酵法合成葡萄糖酸钠
• 1.5.2 均相化学氧化法
• 1.5.3 电解氧化法
• 1.5.4 多相催化氧化法
• 1.6 发酵法生产葡萄糖酸钠的研究进展
• 1.6.1 发酵过程中通入氧气的研究
• 1.6.2 发酵底物的研究
• 1.6.3 发酵方式的研究
• 1.6.4 细胞固定化技术用于葡萄糖酸钠的生产
• 1.7 葡萄糖酸钠生产概况
• 1.8 本论文工作的意义及目的
• 1.8.1 选题的意义
• 1.8.2 研究目的
• 1.9 本论文工作的主要内容
• 1.9.1 葡萄糖酸钠定性定量分析方法的建立
• 1.9.2 黑曲霉摇瓶发酵条件的研究
• 1.9.3 发酵罐产葡萄糖酸钠的研究
• 第二章 葡萄糖酸钠定性定量分析方法的建立
• 2.1 目前主要的葡萄糖酸钠分析方法
• 2.1.1 非水滴定法
• 2.1.2 高效液相色谱法
• 2.1.3 分光光度法
• 2.1.4 旋光度法
• 2.2 现有检测方法存在的缺陷和不足
• 2.3 葡萄糖酸钠快速检测方法的研究
• 2.3.1 材料与方法
• 2.3.1.1 试验试剂
• 2.3.1.2 仪器设备
• 2.3.1.3 试验溶液
• 2.3.2 试验方法
• 2.3.2.1 紫外可见光全波长扫描
• 2.3.2.2 标准曲线的绘制
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.3.3.1 全波长扫描结果及检测波长的选择
• 2.3.3.2 标准曲线
• 2.3.3.3 葡萄糖酸钠浓度的测定范围
• 2.3.4 可能干扰因素分析
• 2.3.4.1 葡萄糖含量的影响
• 2.3.4.2 pH 的影响
• 2.3.5 回收率实验
• 2.3.6 实验中的应用
• 2.4 结论
• 第三章 黑曲霉摇瓶发酵条件的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验仪器
• 3.1.2 试验试剂和材料
• 3.1.3 菌种和培养基
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 菌种保藏方法
• 3.2.2 培养方法
• 3.3 分析方法
• 3.3.1 葡萄糖浓度的测定
• 3.3.2 发酵终结葡萄糖酸钙浓度的测定
• 3.3.3 菌体量的测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 葡萄糖浓度的影响
• 3.4.2 pH 的影响
• 3.4.3 菌体生长曲线的测定
• 3.4.4 种龄对菌体发酵的影响
• 3.4.5 接种量对菌体发酵的影响
• 3.4.6 温度对菌体生长的影响
• 3.4.7 最佳发酵培养条件的确定
• 3.5 结论
• 第四章 发酵罐产葡萄糖酸钠的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验仪器
• 4.2.2 试验试剂和材料
• 4.2.3 菌种和培养基
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 菌种保藏方法
• 4.3.2 培养方法
• 4.3.3 分析方法
• 4.3.4 结晶方法
• 4.4 发酵罐中黑曲霉生长曲线
• 4.5 发酵罐中溶氧量的控制
• 4.6 响应面分析设计
• 4.6.1 实验设计
• 4.6.2 实验结果
• 4.7 结果与讨论
• 4.7.1 方差分析
• 4.7.2 回归方程的确定
• 4.7.3 模型的验证
• 4.7.4 双因素效应的分析
• 4.7.5 响应因素水平的优化
• 4.8 发酵液葡萄糖酸钠的验证
• 4.9 葡萄糖酸钠发酵液的结晶
• 4.9.1 晶体生长的规律和晶体成长的过程
• 4.9.2 实验结果
• 4.10 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文