论文摘要
我国的植物纤维资源中，稻草秸秆、麦秸、玉米秸秆等农作物秸秆占主要部分，鉴于我国是水稻生产大国，水稻秸秆产量丰富，选用稻草秸秆作为原料进行固态糖化发酵产乳酸研究，对于变废为宝，提高资源的综合利用率和保护环境具有重大的意义。研究表明：1)里氏木霉对稻草粉酶解糖化固态发酵的最佳条件为：经2％NaOH处理的稻草粉与麦麸以3∶1比例混合作碳源，氮源是浓度为2％的（NH4）2SO4。当起始pH值为5.0、固液比为1∶3、接种量为0.50 ml、培养温度为30℃，经72h静置发酵，酶活达到最佳，纤维素滤纸酶活为277.58U／g，CX酶活为1651.88U／g。2)复合菌（里氏木霉和黑曲霉）处理纤维素水解产生的葡萄糖的效果比单一的里氏木霉或黑曲霉效果显著，说明复合菌具有较好的协同作用。进行正交实验，得到产纤维素酶的固态发酵培养条件：稻草粉：3g，麦麸：1g，（NH4）2SO4：0.36g，加水12ml，起始pH5.0，30℃静置培养3天。经测定各因子对于滤纸酶活和CX酶活的影响大小依次为硫酸铵、加水倍数、稻草粉、麦麸粉。3)米根霉与短乳酸杆菌以葡萄糖为原料产乳酸的影响因素表明：短乳杆菌发酵的最优条件为葡萄糖量约80mg／ml，蛋白胨5.0mg／ml，酵母膏5.0mg／ml，无水硫酸镁0.5mg／ml，氯化钠0.1mg／ml，磷酸二氢钾0.5mg／ml，pH5.5。转化率为83.0％。米根霉发酵最优条件为氮源2mg／ml，KH2PO40.005％，MgSO4·7H2O0.025％，CaCO35％，pH值为5.0，CaCO3分批加入。转化率为84.3％。4)米根霉的分步糖化发酵的产酸量为15.0g／l，乳酸转化率为43.9％；同时糖化发酵的产酸量为16.1g／l，纤维素对乳酸的转化率为50.3％。短乳杆菌分步糖化发酵的产酸量为15.3g／l，乳酸转化率46.6％；同时糖化发酵的产酸量为19.4g／l，纤维素对乳酸的转化率60.6％。5)无论是米根霉还是短乳杆菌采用同时糖化发酵工艺的乳酸产量高于分步糖化发酵工艺，通过对发酵过程的单因素实验，得出了菌种与酶曲的添加时间、糖化发酵温度、接种量、发酵时间等不同条件，对乳酸产量的影响。6)利用纤维素资源固态同步糖化发酵工艺了生产乳酸，与传统的生产乙醇或单细胞蛋白的工艺比较，可提高物料转化率和产品价值；对促进可再生资源的利用及可持续发展战略的实施具有重要的意义。