重组大肠杆菌D303利用粗甘油产D-乳酸的研究

发布时间：2018-01-06 08:40

  本文关键词：重组大肠杆菌D303利用粗甘油产D-乳酸的研究　出处：《湖北工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：D-乳酸作为一种重要的有光学活性的手性中间体和聚合物单体,广泛应用于农业、化工和医药等领域。D-乳酸工业生产的主要方法是发酵法,而利用甘油生产D-乳酸是一个热点。但是存在的问题是菌体生长缓慢、菌浓较低、产酸速率、底物阻遏等问题。为了解决这些问题,本文拟通过对粗甘油进行脱色处理,并以葡萄糖和甘油作为混合碳源进行发酵,用离子交换法结合减压蒸馏对产物D-乳酸进行分离纯化。主要研究内容及结果如下:(1)通过对粗甘油用活性炭进行不同条件下的脱色处理,并以脱色后的甘油进行发酵评估其脱色效果,确定粗甘油脱色的最佳条件为:活性炭用量为3.5%,脱色时间为2 h,在此条件下甘油的脱色率和甘油得率分别为94.35%,93.8%。以4%、6%、8%、10%的脱色甘油为碳源,在发酵温度为37℃,转速为150 r/min的条件下,以5%的碳酸钙为中和剂发酵72 h,D-乳酸产量分别为21.4 g/L、26.1 g/L、24.6 g/L、23.8 g/L。(2)通过初始甘油浓度对D-乳酸产量的影响,确定了最适碳源含量为5%;在5%总碳源下,研究了甘油与葡萄糖不同比例组成的混合碳源对发酵的影响。当混合碳源中葡萄糖含量为10 g/L,甘油含量为40 g/L时,产D-乳酸较快,产量较高为25.9 g/L。在7 L发酵罐中发酵,通过流加3 mo/L氢氧化钙作为中和剂,E.coli D303以10 g/L葡萄糖和40 g/L甘油为底物,在pH为5.86,转速为150 r/min,温度为37℃条件下,发酵至23 h左右葡萄糖消耗完全,发酵至60 h,D-乳酸产量达到最大为40.8 g/L,剩余甘油浓度为4 g/L,糖酸转化率为81.6%,其发酵至最大产量所用时间减少了8 h,产量提高了10.4 g/L。(3)通过离子交换树脂对产物D-乳酸进行分离,再通过减压蒸馏对洗脱液进行纯化,其中对阴离子交换树脂的吸附条件和洗脱条件做了研究。主要结果为:采用001×8强酸性苯乙烯阳离子交换树脂去除阳离子;D371苯乙烯阴离子交换树脂对发酵液中乳酸进行分离时,吸附流速为1.0 mL/min,吸附温度为为25℃时,对D-乳酸可以获得较好的吸附效果;以水为洗脱剂,在洗脱温度为90℃,洗脱流速为1.0 mL/min时,洗脱效果最好;采用两次减压蒸馏,可得化学纯度99%以上的乳酸。
[Abstract]:D- lactic acid as an important optically active chiral intermediates and polymer monomer, widely used in agriculture, the main methods of chemical and pharmaceutical fields of industrial production is.D- lactic acid fermentation, and the use of D- lactic acid production of glycerol is a hot topic. But the problem is the germ of slow growth, low concentration the acid production rate, substrate, repression and other issues. In order to solve these problems, this paper on the crude glycerin bleaching treatment, and with glucose and glycerol as mixed carbon source for fermentation, combined with vacuum distillation of D- lactic acid was purified by ion exchange method. The main research contents and results are as follows: (1) based on the crude glycerol with activated carbon decolorization treatment under different conditions, and after bleaching glycerol fermentation to evaluate the decolorization effect, determine the optimum conditions for decolorization of crude glycerol: activated carbon dosage is 3.5%, bleaching time 涓，

本文编号：1387144