微生物油脂的分离提取工艺研究

发布时间：2017-04-11 06:09

  本文关键词：微生物油脂的分离提取工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着化石燃料的匮乏及环境的污染加剧,生物柴油作为可再生能源,对缓解能源危机和环境问题有着重要的意义。微生物油脂以其产油量高、生产周期短、不占用耕地等优点,有望成为生物柴油的优质原料。传统的微生物油脂提取方法,大多需要进行原料的彻底干燥,且同时有机溶剂的使用对生产车间防爆等要求较高。本课题主要研究粘红酵母发酵生产微生物油脂的分离提取工艺优化,以及残余酵母菌泥的综合利用,旨在开发一条绿色简便的分离工艺,具体内容如下：1.湿法分离提取微生物油脂工艺设计。构建了一条包括微滤浓缩、吸水树脂浓缩、高压匀浆破碎、吸油材料提取等步骤的微生物油脂分离新工艺。本工艺绿色环保,不添加任何有机试剂,采用聚丙烯-乙烯共聚无纺布作为吸附油脂材料,以物理方法直接对浓缩后的湿原料进行微生物油脂提取。吸油材料在聚丙烯原料中加入聚乙烯,共混改性提高无纺布的机械强度,当原料熔融指数为913.4 g·10min-1时,材料的拉伸最大负荷提高0.92倍,拉伸强度提高1.41倍,平均剥离强度提高1.40倍,提高吸油材料在实际发酵液中的使用批次达20余次。同时对无纺布的吸油影响因素进行了优化,最佳工艺条件为：150 rpm搅拌,单次吸附时间1 h、温度60℃,材料用量0.5 cm2 mL-1发酵液,采用二级吸附,油脂总收率达到69.6%,分离成本为3.60元-kg-’油脂。2.干法提取分离微生物油脂工艺优化。建立了一条包括微滤浓缩、酸热法破碎、干燥、溶剂浸提的微生物油脂分离工艺路线,考察了溶剂浸提步骤的影响因素。得到最佳条件为：混合溶剂比例为甲醇：正己烷=2：1(v：v)、浸提时间2 h、提取温度65℃,溶剂用量为菌体干重的65倍,总收率为91.500%0。分离成本为4.74元·kg-1油脂。3.酵母菌泥的综合利用。提出了一种酶碱法提取废弃粘红酵母细胞菌泥中p-葡聚糖的工艺,葡聚糖提取率为12.21%,产品纯度为80.14%,达到食品级(80%),提升了总工艺产值,实现了酵母细胞的综合利用。
【关键词】：粘红酵母 生物分离 微生物油脂 无纺布
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ644;TE667
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-19
• 第一章 文献综述19-39
• 1.1 微生物油脂19-21
• 1.1.1 微生物油脂简介19-20
• 1.1.2 产油微生物的分类20-21
• 1.1.3 微生物产生油脂机理21
• 1.1.4 从微生物到生物柴油基本工艺21
• 1.2 微生物油脂分离提取21-30
• 1.2.1 发酵液的浓缩22-25
• 1.2.1.1 膜分离法22-23
• 1.2.1.2 絮凝法23-25
• 1.2.1.3 加压过滤法25
• 1.2.2 微生物细胞破碎技术25-28
• 1.2.2.1 化学破碎法26
• 1.2.2.2 酶融破碎法26-27
• 1.2.2.3 微波法27
• 1.2.2.4 超声波破碎法27
• 1.2.2.5 渗透压冲击破碎法27
• 1.2.2.6 高压匀浆破碎法27-28
• 1.2.2.7 高速搅拌珠研磨破碎法28
• 1.2.2.8 冻融破碎法28
• 1.2.3 油脂分离提取方法28-30
• 1.2.3.1 溶剂浸提法28-29
• 1.2.3.2 超临界萃取法29-30
• 1.2.3.3 水酶法30
• 1.3 吸油材料制备及改性30-33
• 1.3.1 聚丙烯无纺布简介31
• 1.3.2 熔喷法制造聚丙烯无纺布原理31-32
• 1.3.3 聚丙烯材料改性32-33
• 1.4 酵母的综合利用33-36
• 1.4.1 酵母细胞壁结构33
• 1.4.2 β-葡聚糖的生理功能33-34
• 1.4.3 β-葡聚糖的应用领域34-35
• 1.4.4 β-葡聚糖的分离提取35
• 1.4.5 类胡萝卜素的生理功能及应用35-36
• 1.4.6 类胡萝卜素的分离提取36
• 1.5 论文的研究意义和研究内容36-39
• 1.5.1 论文研究的意义36-37
• 1.5.2 论文研究的内容37-39
• 1.5.2.1 微生物油脂湿法提取工艺37-38
• 1.5.2.2 微生物油脂干法提取工艺38
• 1.5.2.3 酵母的综合利用38-39
• 第二章 微生物油脂湿法提取工艺研究39-63
• 引言39
• 2.1 实验材料39-41
• 2.1.1 菌株39
• 2.1.2 培养基及发酵条件39
• 2.1.3 实验试剂39-40
• 2.1.4 实验仪器40
• 2.1.5 其他实验材料40-41
• 2.2 实验方法41-47
• 2.2.1 发酵液预处理41-42
• 2.2.1.1 微滤浓缩41-42
• 2.2.1.2 高吸水树脂浓缩42
• 2.2.1.3 细胞破碎42
• 2.2.2 吸油材料性能表征42-44
• 2.2.2.1 吸油材料的制备42
• 2.2.2.2 吸油材料性能表征42-43
• 2.2.2.3 吸油材料力学性能的测试43-44
• 2.2.2.4 吸油材料吸附性能的测试44
• 2.2.3 湿法微生物油脂分离提取操作44
• 2.2.4 索氏提取微生物油脂操作44-45
• 2.2.5 分析方法45-46
• 2.2.5.1 含油量测定45
• 2.2.5.2 气相色谱分析45
• 2.2.5.3 甲酯化方法45-46
• 2.2.6 湿法提取微生物油脂分离工艺流程和收率计算46-47
• 2.2.6.1 湿法提取微生物油脂分离工艺流程46
• 2.2.6.2 发酵液中总含油率计算46
• 2.2.6.3 吸油材料吸附工艺残油率计算46-47
• 2.2.6.4 吸油材料吸附工艺收率计算47
• 2.2.7 湿法提取工艺成本核算47
• 2.3 实验结果与讨论47-62
• 2.3.1 发酵液的预处理47-48
• 2.3.2 吸油材料改性及性能表征48-54
• 2.3.2.1 吸油材料改性及性能表征48-49
• 2.3.2.2 吸油材料力学性能的比较49-51
• 2.3.2.3 吸油材料吸附性能的比较51-54
• 2.3.3 湿法提取微生物油脂条件的优化54-60
• 2.3.3.1 单次吸附时间的确定55-57
• 2.3.3.2 吸油材料用量的确定57-58
• 2.3.3.3 吸油材料重复使用批次研究58-59
• 2.3.3.4 多级吸附工艺优化59-60
• 2.3.4 湿法微生物油脂提取分离工艺总收率计算60
• 2.3.5 湿法微生物油脂提取分离工艺成本核算60-62
• 2.4 结论62-63
• 第三章 微生物油脂干法提取工艺研究63-79
• 引言63
• 3.1 实验材料63
• 3.1.1 实验试剂63
• 3.1.2 实验仪器63
• 3.2 实验方法63-66
• 3.2.1 干法微生物油脂分离提取63-64
• 3.2.1.1 细胞破碎64
• 3.2.1.2 回流提取微生物油脂64
• 3.2.2 分析方法64-65
• 3.2.2.1 气质联用测定油脂组成64
• 3.2.2.2 气相色谱法测定类胡萝卜素含量64-65
• 3.2.3 干法提取微生物油脂分离工艺流程和收率计算65-66
• 3.2.3.1 干法提取微生物油脂分离工艺流程65
• 3.2.3.2 干法提取工艺提取率计算65-66
• 3.2.3.3 干法提取工艺收率计算66
• 3.3 实验结果与讨论66-77
• 3.3.1 干法提取微生物油脂条件的优化66-75
• 3.3.1.1 预处理对干法提取的影响66-67
• 3.3.1.2 溶剂种类对油脂的提取影响67-71
• 3.3.1.3 混合溶剂组分优化71-72
• 3.3.1.4 提取时间的确定72-74
• 3.3.1.5 溶剂用量优化74-75
• 3.3.2 干法微生物油脂提取分离工艺总收率计算75
• 3.3.3 干法微生物油脂提取分离工艺成本核算75-77
• 3.3.4 湿法提取及干法提取工艺对比77
• 3.4 结论77-79
• 第四章 酵母菌泥的综合利用79-97
• 引言79
• 4.1 实验材料79
• 4.1.1 实验试剂79
• 4.1.2 实验仪器79
• 4.2 实验方法79-84
• 4.2.1 p-葡聚糖提取方法80
• 4.2.2 甘露糖蛋白提取方法80
• 4.2.3 蛋白质提取方法80
• 4.2.4 类胡萝卜素提取方法80
• 4.2.5 分析方法80-83
• 4.2.5.1 水含量测定方法80-81
• 4.2.5.2 蛋白含量的测定方法——考马斯亮蓝法81
• 4.2.5.3 多糖含量的测定方法——苯酚硫酸法81-82
• 4.2.5.4 油脂含量的测定方法82
• 4.2.5.5 β-葡聚糖含量的测定方法82-83
• 4.2.5.6 β-葡聚糖红外吸收光谱分析83
• 4.2.5.7 气相色谱法检测类胡萝卜素83
• 4.2.6 酵母综合利用分离工艺流程83-84
• 4.3 实验结果与讨论84-92
• 4.3.1 粘红酵母菌体细胞壁成分分析84-87
• 4.3.1.1 含水量测定84-85
• 4.3.1.2 油脂含量测定85
• 4.3.1.3 多糖含量测定85
• 4.3.1.4 蛋白含量测定85
• 4.3.1.5 成分分析85-87
• 4.3.2 色素提取87-88
• 4.3.3 β-葡聚糖提取88-92
• 4.4 综合利用成本核算92-95
• 4.4.1 酵母综合利用工艺流程92
• 4.4.2 β-葡聚糖生产成本核算92-94
• 4.4.3 经济效益评价94-95
• 4.5 结论95-97
• 第五章 结论与建议97-99
• 5.1 结论97
• 5.2 创新点97-98
• 5.3 建议98-99
• 参考文献99-105
• 致谢105-107
• 研究成果及发表的学术论文107-109
• 作者和导师简介109-110
• 专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书110-111

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：298470