补料分批发酵生产柠檬酸的研究

摘要

本文针对补料分批发酵工艺在黑曲霉柠檬酸发酵生产的应用可行性进行了研究。在分析了摇瓶与小型发酵罐两种小型生化反应器之间优缺点的基础上，确定以小型发酵罐为生化反应器进行本文的研究实验。首先通过研究分析黑曲霉柠檬酸的代谢过程及基本特点，确立了黑曲霉柠檬酸补料分批发酵工艺的理论基础。然后通过实验了解了黑曲霉柠檬酸分批发酵过程中的生物量、比生长速率、发酵液含氮量、酸度、溶氧(dissolved oxygen，DO)和总糖浓度变化趋势。进一步分析得出黑曲霉柠檬酸发酵过程中柠檬酸合成与生长偶联关系复杂多变，因此通过调整发酵工艺，不同时期控制好相应的生物量和比生长速率，并结合调控发酵液含氮量、DO值和总糖浓度可以使黑曲霉柠檬酸发酵得到有效的优化。
　　 为了进一步探究黑曲霉柠檬酸补料分批发酵过程中的影响因素及影响水平，本文通过实验与生产的实际数据相结合，综合分析了初总糖浓度、补料时间、补料量、补料次数及接种量对黑曲霉柠檬酸补料分批发酵的影响，并确立了最适的范围，为分析因素的显著性奠定了基础。
　　 综合分析种龄、接种量、初总糖浓度、补料时间、补料量、补加培养基加氮量、发酵温度和DO值等因素对黑曲霉柠檬酸补料分批发酵影响的显著性，然后通过最陡爬坡实验确定显著性影响因素的拐点。实验结果表明，在黑曲霉柠檬酸补料分批发酵的以上影响因素中，具有显著性的因素有初总糖浓度、补料时间、补料量与补加培养基加氮量。并且初始糖浓度、补料时间和补加培养基加氮量这三个因素对发酵指数呈现正效应，补料量对发酵指数呈现负效应。爬坡实验中未出现拐点，表明实验设计尚不完善，仍然需要大量的实验工作。本研究获得了有意义的实验数据、发酵工艺及参数，为企业进一步研究柠檬酸补料分批发酵提供了参考依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 柠檬酸概述

1．1．1 柠檬酸的性质

1．1．2 柠檬酸的生产

1．1．3 柠檬酸的应用

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 国内研究现状分析

1．2．2 国外研究现状分析

1．3 柠檬酸补料发酵的理论基础

1．3．1 柠檬酸代谢过程

1．3．2 柠檬酸补料发酵动力学理论依据

1．3．3 主要研究内容

1．4 课题的应用前景

第2章 黑曲霉柠檬酸分批发酵中的特性研究

2．1 材料与方法

2．1．1 菌种

2．1．2 主要材料与试剂

2．1．3 主要仪器与设备

2．1．4 培养基配制

2．1．5 检测试剂配制

2．1．6 分析方法

2．1．7 菌种制备

2．1．8 实验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 摇瓶分批发酵与生产发酵罐发酵的对比

2．2．2 小型发酵罐分批发酵中的特性研究

2．3 本章小结

第3章 黑曲霉柠檬酸补料分批发酵影响因素的研究

3．1 材料与方法

3．1．1 菌种

3．1．2 主要材料与试剂

3．1．3 主要仪器与设备

3．1．4 培养基配制

3．1．5 检测试剂配制

3．1．6 分析方法

3：1．7 菌种制备

3．1．8 实验方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 初总糖浓度对柠檬酸发酵的影响

3．2．2 补料时间对补料分批发酵的影响

3．2．3 补料量对补料分批发酵的影响

3．2．4 补料次数对补料分批发酵的影响

3．2．5 接种量对补料分批发酵的影响

3．3 本章小结

第4章 黑曲霉柠檬酸补料分批发酵的优化

4．1 材料与方法

4．1．1 菌种

4．1．2 主要材料与试剂

4．1．3 主要仪器与设备

4．1．4 培养基配制

4．1．5 检测试剂配制

4．1．6 分析方法

4．1．7 菌种制备

4．1．8 实验方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 显著性因素筛选实验结果与分析

4．2．2 最陡爬坡实验结果与分析

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文

致谢