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玉米芯水解液的制备及生产酵母蛋白的工艺研究

作　者: 胡金龙
导　师: 葛向阳
学　校: 华中农业大学
专　业: 生物工程
关键词: 玉米芯酸水解工艺间型假丝酵母连续补料发酵
分类号: TQ936.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文对玉米芯水解制糖工艺及利用间型假丝酵母Candida intermeida str.3发酵玉米芯水解液生产菌体蛋白的工艺进行了研究。得到如下结果：(1)通过正交实验,分别优化得到玉米芯稀酸水解和浓酸水解的最佳条件。玉米芯稀酸水解的最佳条件为：硫酸浓度3%,料酸比1：12,水解温度121℃,水解时间90min。在此条件下,水解液中还原糖对玉米芯粉干重的得率为35.87%,水解液中,还原糖浓度为33.37g/L,总氮(TN)=1.08g/L, C:N≈13:1。浓酸水解的最佳条件为：料酸比1：5,硫酸预处理浓度60%,预处理时间3h,硫酸水解浓度3%,水解温度105℃,水解时间60min。在此条件下,水解液中还原糖对玉米芯干重的得率为60.44%,还原糖浓度为6.44g/L,总氮(TN)=0.11g/L, C:N≈23.5:1。(2)经HPLC分析,稀酸水解法所得的水解液中,木糖浓度为23.42g/L,葡萄糖浓度为11.81g/L,木糖和葡萄糖的质量比例约为1.98：1。浓酸水解法所得水解液中,木糖含量为2.52g/L,葡萄糖含量为4.14g/L,木糖和葡萄糖的质量比例约为0.61：1。经过综合比较,确定稀酸水解法作为实验用玉米芯水解工艺。(3)对间型假丝酵母C. intermeida str.3发酵玉米芯水解液的培养基进行优化。通过部分析因实验筛选得到其最佳氮源为尿素；通过单因素实验得到无机盐为磷酸二氢钾；再设计九因子十二次的Plackett-Burman实验,筛选出对转化率有明显促进作用的五种生长因子：生物素、肌醇、对氨基苯甲酸、盐酸吡哆醇、核黄素。优化后的培养基配方为：尿素(添加时控制C：N=4：1)、磷酸二氢钾2g/L、生物素2mg/L、肌醇20mg/L、对氨基苯甲酸2mg/L、盐酸吡哆醇2mg/L、核黄素4mg/L,在此条件下发酵,菌体干重为1.51%,菌体转化率达到45.02%。(4)采用补料发酵可以明显提高该菌株在发酵液中的细胞干重。10L发酵罐连续补料发酵结果显示,总糖浓度为8.6%时,只需经过40h发酵,菌体干重可达3.46%,转化率为40.14%。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
1 前言  10-18
  1.1 木质纤维素原料  10-13
    1.1.1 纤维素  11
    1.1.2 半纤维素  11-12
    1.1.3 木质素  12-13
  1.2 木质纤维素原料的水解工艺  13-15
    1.2.1 稀酸水解工艺  13-14
    1.2.2 浓酸水解工艺  14-15
    1.2.3 酶水解工艺  15
  1.3 木质纤维素水解液有害物的种类和来源  15-16
  1.4 木质纤维素原料的利用  16-17
  1.5 饲用酵母产品及研究  17
  1.6 本研究的目的  17-18
2 材料与方法  18-29
  2.1 材料  18-20
    2.1.1 菌种  18
    2.1.2 培养基  18-19
    2.1.3 主要试剂  19
    2.1.4 主要仪器  19-20
  2.2 方法  20-29
    2.2.1 定义  20
    2.2.2 玉米芯原料水解液的制备方法  20
    2.2.3 玉米芯酸水解条件的优化  20-22
    2.2.4 HPLC法测定玉米芯酸水解液中的还原糖成分  22-23
    2.2.5 玉米芯酸水解液中还原糖的测定方法  23
    2.2.6 玉米芯水解液中总氮的测定方法  23-24
    2.2.7 高转化率菌株的筛选  24
    2.2.8 氮源的筛选  24-25
    2.2.9 无机盐对酵母糖转化率的影响  25-26
    2.2.10 生长因子的优选  26-27
    2.2.11 优化实验结果的验证  27
    2.2.12 分批发酵与补料发酵  27-29
    2.2.13 酵母粗蛋白和总氨基酸含量的测定  29
3 结果与分析  29-43
  3.1 玉米芯酸水解条件的优化  29-32
    3.1.1 稀酸水解法正交优化  29-30
    3.1.2 浓酸水解正交优化  30-32
  3.2 HPLC法测定水解液中还原糖成分  32-34
  3.3 高转化率菌株的筛选结果  34
  3.4 氮源的筛选结果  34-36
  3.5 无机盐对酵母转化率的影响  36-37
  3.6 生长因子的优选  37-39
  3.7 培养基优化结果的验证  39-40
  3.8 分批发酵与补料发酵  40-42
    3.8.1 分批发酵实验结果  40
    3.8.2 间歇补料发酵  40-41
    3.8.3 10L发酵罐连续补料发酵  41-42
  3.9 酵母细胞粗蛋白和氨基酸含量的测定  42-43
    3.9.1 粗蛋白的测定  42
    3.9.2 总氨基酸含量的测定  42-43
4 结论与讨论  43-48
  4.1 酸水解工艺的研究  43-45
    4.1.1 稀酸水解与浓酸水解工艺的比较  44-45
  4.2 培养基的优化  45-46
    4.2.1 氮源的优化  45
    4.2.2 无机盐的优化  45
    4.2.3 生长因子的优化  45-46
  4.3 分批发酵与补料发酵  46
    4.3.1 分批发酵  46
    4.3.2 补料发酵  46
  4.4 展望  46-48
参考文献  48-51
致谢  51

玉米芯水解液的制备及生产酵母蛋白的工艺研究

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