耐氧型丁醇生产菌的筛选及高效转化白酒糟生产丁醇的研究

发布时间：2021-04-30 08:14

　　目前,生物发酵法生产丁醇主要存在的问题有:（1）菌种严格厌氧,不利于生产操作,除氧过程导致生产成本增加;（2）丁醇的产量和产率低;（3）使用粮食类原料生产,成本较高。本研究从获取耐氧的丁醇生产菌、提高丁醇产量与产率、使用廉价的酒糟作为原料、改良发酵工艺等方面入手,通过深入研究拟解决上述问题。自浓香型窖泥中分离得到一株具有耐氧能力且性状稳定的丁醇生产菌,经16S rDNA鉴定,将该菌株命名为Clostridium beijerinckii LY-5。通过单因素试验确定C.beijerinckii LY-5具有耐氧能力,丁醇发酵的最适温度为34℃,产量为12.5 g/L。通过Plackett-Burman试验得出葡萄糖,蛋白胨,七水硫酸镁的含量变化对丁醇的产量具有显著的影响,并且影响程度依次降低。利用中心复合试验设计试验组合,数据用于神经网络搭建模型,采用遗传算法寻找最优解,预测葡萄糖、蛋白胨和七水硫酸镁的最适含量分别为85、4.3和0.18 g/L,通过试验验证的丁醇产量为13.6g/L,与优化前相比提高了8.8%。酒糟的基本成分检测结果显示,酒糟用于C.beijerinckii LY-... 

【文章来源】：湖北工业大学湖北省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 丁醇概况
        1.1.1 丁醇简介
        1.1.2 生物发酵法生产丁醇的原料研究进展
    1.2 白酒糟的概况
        1.2.1 白酒糟的现状
        1.2.2 酒糟的微生物转化研究进展
    1.3 微生物的培养基成分优化研究进展
        1.3.1 Plackett-Burman试验设计优化
        1.3.2 响应面优化
        1.3.3 神经网络模拟与遗传算法优化
    1.4 微生物的共培养研究进展
    1.5 课题的研究目的与意义
        1.5.1 课题研究目的
        1.5.2 课题研究意义
        1.5.3 研究路线
第2章 耐氧型丁醇生产菌的筛选与发酵条件优化
    2.1 引言
    2.2 材料与试剂
        2.2.1 主要试剂与原料
        2.2.2 主要仪器设备
        2.2.3 培养基
    2.3 试验方法
        2.3.1 分析方法
        2.3.2 菌种的富集
        2.3.3 菌株的分离
        2.3.4 菌种鉴定
        2.3.5 菌株稳定性测定
        2.3.6 菌种保藏与活化
        2.3.7 培养温度优化与耐氧验证
        2.3.8 培养基成分优化
    2.4 结果与分析
        2.4.1 丁醇检测的标准曲线
        2.4.2 样品富集的结果
        2.4.3 菌落形态与显微形态观察的结果分析
        2.4.4 菌株的16S rDNA鉴定的结果分析
        2.4.5 菌种的稳定性的结果分析
        2.4.6 温度优化的结果分析
        2.4.7 PB试验的结果分析
        2.4.8 神经网络与遗传算法优化的结果分析
    2.5 本章小结
第3章 酒糟水解与预处理的工艺优化
    3.1 引言
    3.2 材料与试剂
        3.2.1 主要试剂与原料
        3.2.2 主要设备
        3.2.3 培养基
    3.3 试验方法
        3.3.1 分析方法
        3.3.2 酒糟的基本成分检测
        3.3.3 酒糟的水解
        3.3.4 酒糟的预处理
    3.4 结果与分析
        3.4.1 酒糟基本成分检测的结果分析
        3.4.2 酒糟水解的结果分析
        3.4.3 酒糟预处理的结果分析
    3.5 本章小结
第4章 共培养提高丁醇产量的工艺优化
    4.1 引言
    4.2 材料与试剂
        4.2.1 主要试剂
        4.2.2 主要设备
    4.3 试验方法
        4.3.1 检测分析方法
        4.3.2 菌种活化
        4.3.3 C.beijerinckii LY-5 生长曲线的测定
        4.3.4 利用半合成培养基发酵产丁醇
        4.3.5 利用酒糟水解液发酵产丁醇
    4.4 结果与分析
        4.4.1 生长曲线的结果分析
        4.4.2 半合成培养基共培养的结果分析
        4.4.3 酒糟水解液共培养结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
    5.3 创新点
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]降解柠檬苦素菌株的筛选鉴定及其发酵条件的优化[J]. 朱平平,单杨,夏金兰,聂珍媛.  食品工业科技. 2020(19)
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[3]金黄色葡萄球菌在万古霉素中的表型可塑性[J]. 郑旭阳,戎梦迪,白珺,何晓青,谢响明,金一.  福建农林大学学报(自然科学版). 2020(02)
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博士论文
[1]几种非粮原料丁醇发酵效果初探及蕨根丁醇发酵机制研究[D]. 毛碧飞.中国科学技术大学 2019
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[3]拜氏梭菌耐氧突变及黄姜糖液发酵高产丁醇机理分析[D]. 肖川.华中科技大学 2018
[4]浓香型白酒微生物生物质代谢机制及其转化与利用[D]. 郑琦.福建农林大学 2015

硕士论文
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[2]浓香型白酒窖泥微生物的研究[D]. 张志伟.齐鲁工业大学 2018
[3]丁酸梭菌培养工艺及方法研究[D]. 邢宏观.湖北工业大学 2017
[4]丁醇生产菌的筛选及以纤维素为底物共培养体系的构建[D]. 傅德丰.哈尔滨工业大学 2016
[5]酒糟水解工艺研究及发酵产富马酸的应用[D]. 张玉岭.北京化工大学 2015
[6]丁醇高产菌株的诱变筛选及发酵技术的研究[D]. 彭牡丹.中南林业科技大学 2014
[7]白酒酒糟发酵生产丁二酸[D]. 周小兵.江南大学 2013
[8]利用双菌共培养模式发酵廉价生物质生产丁醇的研究[D]. 李林.华南理工大学 2013
[9]连续发酵生产生物丁醇新工艺[D]. 蔡的.北京化工大学 2013
[10]应用BP神经网络和遗传算法优化苏云金芽孢杆菌BRC-LLP29、BRC-LLB19及BRC-ZQL3菌株的发酵培养基[D]. 郭慧慧.福建农林大学 2013



本文编号：3169157