微生物胞外多糖—热凝胶发酵和干燥工艺的研究

论文摘要

热凝胶是一种由产碱杆菌或土壤杆菌的某些菌株发酵生产的胞外多糖。以粪产碱杆菌WX-C12作为生产菌株,进行热凝胶补料分批发酵工艺的研究,对热凝胶真空干燥工艺进行了详细的考察,另外也对喷雾干燥进行了初步研究,旨在为热凝胶多糖的工业化生产提供依据。在本课题组已有的研究基础上,研究了热凝胶的补料分批发酵工艺,确定了粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的较优工艺条件,热凝胶产量最高为72 g/L,比分批发酵28g/L增加了157%。在菌体生长阶段用氨水控制pH在7.0,增加了氮源总量,并可使培养基中氮源浓度维持相对稳定状态,且NH4Cl初始浓度较低（0.5g/L）更适合菌体生长,增加氮源总量,提高了菌体浓度;热凝胶合成期采用NaOH控制pH在5.6,葡萄糖浓度控制在15 20 g/L利于热凝胶的合成。研究发现菌体浓度为11.9g/L时,热凝胶产量最高（72g/L）,产物得率Yp/s为78.8%;当菌体浓度再增加时,热凝胶产量反而下降。运用数学模型对发酵过程中热凝胶合成进行了模拟和预测分析。本文进行了热凝胶真空干燥工艺的试验研究,制定了合理的工艺参数,用以指导生产并为以后的研究提供依据。热凝胶真空干燥的单因素试验,分析热凝胶真空干燥工艺参数（加热温度、干燥真空度和物料厚度）对物料干燥速率和含水率的影响关系,为热凝胶真空干燥工艺参数的选择奠定基础。根据正交试验分析,以干燥速率、干燥时间和凝胶强度为指标,综合提出较佳的真空干燥工艺参数:干燥温度为50℃、真空度为0.07MPa、物料厚度为2mm。对热凝胶的喷雾工艺进行了可行性的初步探索。在干燥过程中,为了减少粘壁现象,确保热凝胶干燥后的成胶性能,对热凝胶喷雾干燥的几个重要参数通过试验加以确定。在入料浓度为1.5%、入料流量为6mL/min、进风温度为200℃的条件下,热凝胶干燥效果较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 热凝胶的概述
• 1.2.1 热凝胶的结构
• 1.2.2 热凝胶的生物合成
• 1.2.3 热凝胶的性质
• 1.2.4 热凝胶的应用
• 1.3 热凝胶的生产
• 1.3.1 热凝胶的发酵生产
• 1.3.2 热凝胶的提取工艺
• 1.3.3 热凝胶的干燥与保存
• 1.4 立题意义
• 1.5 本课题的研究目标和内容
• 第二章 热凝胶补料分批发酵的工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 分析方法
• 2.2.4 培养方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 碳酸钙对热凝胶发酵的影响
• 4Cl 初始浓度及氨水流加对发酵生产热凝胶的影响'>2.3.2 不同的NH₄Cl 初始浓度及氨水流加对发酵生产热凝胶的影响
• 2.3.3 氨水流加时间对热凝胶发酵生产的影响
• 2.3.4 菌体浓度与热凝胶产量的函数关系
• 2.4 本章小结
• 第三章 热凝胶真空干燥工艺的研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 真空干燥单因素试验分析
• 3.3.2 热凝胶真空干燥工艺参数的正交试验分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 热凝胶喷雾干燥工艺的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 入料浓度对喷雾干燥的影响
• 4.3.2 入料流量对喷雾干燥的影响
• 4.3.3 进风温度对喷雾干燥的影响
• 4.3.4 在实验中影响试验结果但不作为考察因素的参数
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的学术成果