基于真养产碱杆菌发酵产PHB的改性薄膜制备及性能研究

发布时间：2022-11-05 15:30

　　聚羟基丁酸酯（PHB）是一种生物可降解型的热塑性聚脂,具有广阔的市场前景,但脆性大,韧性差,可加工窗口窄,这对PHB的成型加工有较大影响。为了改善PHB的缺点,本研究选取甘蔗糖蜜作为一种潜在的廉价碳源,真养产碱杆菌为发酵菌株,通过摇瓶发酵合成PHB,并选取己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）为基材,与PHB制成复合膜,添加三乙酸甘油脂（GTA）进行改性,从而提高薄膜的力学性能。不仅实现了糖蜜的综合利用,降低了 PHB的生产成本,还改善了 PHB脆性大、韧性差等缺点,对促进完全可降解材料的发展具有重要意义。具体内容和结果如下:（1）为提高真养产碱杆菌发酵产PHB的含量,选用经浓硫酸处理过的甘蔗糖蜜为碳源,对碳源浓度、氮源浓度、发酵时间、接种量和发酵液初始pH分别进行单因素实验与Plackett-Burman试验,再根据Plackett-Burman试验的筛选结果设计Box-Behnken中心组合实验,以PHB含量为响应值,确定摇瓶发酵生产PHB的最优工艺参数。结果表明,最优工艺参数为:碳源浓度64.5 g/L、氮源浓度0.94 g/L、发酵时间46.47 h,在该条件下PHB含量为1.5... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
缩略词表
1 前言
    1.1 聚-β-羟基丁酸酯(PHB)的概述
        1.1.1 PHB的结构
        1.1.2 合成PHB的微生物
        1.1.3 合成PHB的碳源
        1.1.4 PHB的检测
    1.2 PHB的改性
        1.2.1 生物改性
        1.2.2 化学改性
        1.2.3 物理改性
    1.3 PHB膜的应用
    1.4 本论文的研究目的、意义及主要内容
        1.4.1 研究目的与意义
        1.4.2 研究主要内容
2 材料与方法
    2.1 试验材料与仪器
        2.1.1 原料
        2.1.2 供试菌种
        2.1.3 培养基
    2.2 试验方法
        2.2.1 甘蔗糖蜜成分测定
        2.2.2 菌种培养与接种
        2.2.3 产物的分析
        2.2.4 摇瓶条件发酵优化
        2.2.5 PHB复合薄膜的制备
        2.2.6 复合薄膜性能检测
        2.2.7 PHB复合薄膜降解性能研究
3 结果与分析
    3.1 微生物发酵合成PHB
        3.1.1 甘蔗糖蜜成分测定
        3.1.2 真养产碱杆菌产物鉴定
    3.2 发酵条件优化
        3.2.1 单因素试验结果
        3.2.2 Plackett-Burman试验
        3.2.3 响应面优化
        3.2.4 验证实验
    3.3 PHB改性薄膜制备与性能检测
        3.3.1 PHB纯度分析
        3.3.2 力学性能分析
        3.3.3 透光率分析
        3.3.4 SEM分析
        3.3.5 DSC分析
    3.4 PHB复合薄膜降解性能
        3.4.1 水解法对复合薄膜形态及重量的影响
        3.4.2 土壤降解对复合薄膜形貌及重量的影响
4 讨论
    4.1 甘蔗糖蜜为碳源对PHB产量的影响
    4.2 不同制膜方式对PHB薄膜性能的影响
    4.3 关于PHB改性薄膜的降解性能
5 结论
    5.1 响应面优化真养产碱杆菌合成PHB的发酵条件
    5.2 PHB/PBAT复合薄膜的性能研究
    5.3 GTA对PHB/PBAT复合薄膜的性能影响
    5.4 PHB/PBAT与GTA/PHB/PBAT复合薄膜的降解性能研究
6 创新点与展望
    6.1 创新点
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的主要学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]热压印构筑聚-β-羟基丁酸酯微米线条[J]. 张航宇,宋占花,钱门祥,王涛,汪超.  化工管理. 2019(23)
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博士论文
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硕士论文
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[2]淀粉复合膜生物降解性能与应用研究[D]. 张欣.山东农业大学 2019
[3]恶臭假单胞菌和其混菌以甘油为底物合成PHA发酵条件的优化[D]. 靳大耀.天津大学 2018
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[5]成核剂对生物可降解聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）发泡材料性能的影响[D]. 何苗.大连工业大学 2016
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[8]聚-β-羟基丁酸酯高产菌株的选育及发酵条件优化的初步研究[D]. 徐玉婷.广西大学 2013
[9]产聚-β-羟基丁酸菌株筛选及发酵和提取工艺研究[D]. 董夏梦.浙江师范大学 2012
[10]生物可降解聚羟基脂肪酸酯P3/4HB和PHB的填充改性研究[D]. 丁勇超.汕头大学 2011



本文编号：3702862