微生物法生产甘油酸的发酵及提取工艺研究

发布时间：2023-05-03 21:00

　　甘油酸(2,3-二羟基丙酸,Glyceric acid,简称GA),是一种有机酸,广泛存在于自然界的各种植物中,其衍生物作为代谢产物存在于人体内,在化工、医药、食品等方面均有用途。本文研究了Gluconobacter japonicus HD1025转化甘油生产甘油酸的发酵及提取工艺。对摇瓶发酵条件进行优化,最适的培养条件为:培养温度31℃,摇床转速220 rpm,初始pH 6.0,装液量30 mL,接种量10%。进行了5 L发酵罐的放大实验,结果表明,发酵过程中使用NaOH控制pH值为5,溶解氧控制在10%的条件下发酵效果较好,在30 L发酵罐的验证试验中,底物浓度为150 g/L,pH为5,溶解氧10%,通气量0.8 vvm,转速300 rpm的条件下发酵90 h后,甘油酸产量为73.17 g/L。研究了静息细胞转化法生产甘油酸时转化条件对转化效率的影响,在单因素实验的基础上进行了响应面实验设计,结果表明,静息细胞转化甘油生产甘油酸的最佳条件为菌体浓度2.05%、底物甘油浓度143.24 g/L、培养温度30.4℃,在此条件下甘油酸产量达到64.27 g/L。对静息细胞的重复利用能...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 甘油的概述
    1.2 甘油酸的概述
        1.2.1 甘油酸的结构与理化性质
        1.2.2 甘油酸的功能与应用
    1.3 甘油酸的合成方法
        1.3.1 化学合成法
        1.3.2 微生物法
    1.4 研究背景及意义
    1.5 静息细胞转化技术
        1.5.1 静息细胞技术概述
        1.5.2 静息细胞技术的工艺优势
    1.6 固定化细胞技术
        1.6.1 细胞固定化概述
        1.6.2 制备固定化细胞的方法
    1.7 甘油酸的分离提取
        1.7.1 浓缩结晶法
        1.7.2 超滤膜分离法
        1.7.3 萃取法
    1.8 主要研究内容
2 甘油酸发酵工艺的研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验菌种
        2.2.2 主要试剂
        2.2.3 主要仪器
        2.2.4 培养基成分与培养方法
        2.2.5 分析方法
    2.3 实验方法
        2.3.1 摇瓶发酵培养条件的优化
        2.3.2 5L发酵罐放大实验
        2.3.3 30L发酵罐验证实验
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 摇瓶发酵培养条件的优化
        2.4.2 5L发酵罐放大实验
        2.4.3 30L发酵罐验证实验
    2.5 本章总结
3 静息细胞法转化甘油生产甘油酸
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 主要仪器与试剂
        3.2.2 实验菌种
        3.2.3 培养基
        3.2.4 静息细胞培养
        3.2.5 分析方法
    3.3 实验方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 单因素实验结果
        3.4.2 响应面分析法优化固定化条件
        3.4.3 反复分批转化实验
    3.5 本章总结
4 固定化细胞转化甘油生产甘油酸
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 主要仪器与试剂
        4.2.2 实验材料
        4.2.3 固定化细胞制备方法
        4.2.4 分析方法
    4.3 实验方法
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 单因素实验结果
        4.4.2 正交优化固定化细胞制备条件
        4.4.3 固定化细胞性质研究
    4.5 本章总结
5 甘油酸钙的分离提取工艺条件研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试剂与材料
        5.2.2 主要仪器
        5.2.3 实验方法
        5.2.4 主要原材料成本核算
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 菌体去除
        5.3.2 蛋白去除
        5.3.3 发酵液脱色
        5.3.4 浓缩结晶
        5.3.5 重结晶及晶体烘干
        5.3.6 甘油酸钙精品质量分析
        5.3.7 成本核算结果
    5.4 本章总结
6 讨论
参考文献
攻读学位期间发表的学术成果目录
致谢



本文编号：3807274