首页> 中文学位 >丁醇高产菌的选育及小麦淀粉废水与木薯发酵生产丁醇的研究
【6h】

丁醇高产菌的选育及小麦淀粉废水与木薯发酵生产丁醇的研究

代理获取

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 丙酮丁醇发酵概述

1.1.1 丁醇的用途及市场

1.1.2 丙酮丁醇发酵简史

1.1.3 生产菌种

1.1.4 丙酮丁醇发酵特征

1.1.5 丙酮丁醇发酵中存在的问题及解决途径

1.1.6 国内外生产研究现状

1.2 丁醇耐受性与离子束诱变技术的研究

1.2.1 丁醇耐受性的研究

1.2.2 离子束注入诱变技术的研究进展

1.3 小麦淀粉废水与木薯的研究利用

1.3.1 小麦淀粉废水的研究利用现状

1.3.2 木薯发酵生产丁醇的研究

1.4 丙酮丁醇生物合成途径及代谢调控的研究

1.4.1 丙酮丁醇的生物合成途径及合成途径中的关键酶

1.4.2 代谢调控的研究

1.5 立题背景和研究意义

1.6 课题的研究内容

第二章 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 实验菌种

2.1.2 培养基

2.1.3 试剂

2.1.4 仪器

2.2 方法

2.2.1 厌氧培养方法

2.2.2 发酵罐培养方法

2.2.3 丁醇耐受性驯化方法

2.2.4 高浓度丁醇浸泡处理方法

2.2.5 N+束注入诱变方法

2.2.6 木薯预处理方法

2.2.7 小麦淀粉废水与木薯成分分析方法

2.2.8 生物量测定

2.2.9 还原糖测定

2.2.10 溶剂分析方法

2.2.11 遗传稳定性实验方法

2.2.12 代谢调控的研究方法

第三章 结果与讨论

3.1 菌种选育结果

3.1.1 育种流程

3.1.2 高浓度丁醇对丙酮丁醇梭菌的致死作用

3.1.3 丁醇浓度及处理时间对溶剂产量的影响

3.1.4 高浓度丁醇浸泡筛选结果

3.1.5 N+束最适诱变剂量的选择

3.1.6 N+束注入诱变筛选结果

3.1.7 高产菌株筛选谱系

3.1.8 丁醇高产菌BH-9的遗传稳定性

3.2 丁醇发酵过程中代谢调控的研究

3.2.1 发酵过程曲线

3.2.2 刃天青对丁醇发酵的影响

3.2.3 可以充当电子转移介体的有机染料对丁醇发酵的代谢调控

3.2.4 有机酸盐对丁醇发酵的代谢调控

3.2.5 pH缓冲剂对丁醇发酵的代谢调控

3.2.6 还原剂对丁醇发酵的代谢调控

3.2.7 震荡与通气对丁醇发酵的代谢调控

3.3 以小麦淀粉废水与木薯为培养基的发酵条件优化

3.3.1 小麦淀粉废水与木薯粉的主要成分

3.3.2 木薯粉浓度的确定

3.3.3 木薯皮对丁醇发酵的影响

3.3.4 最适氮源的确定

3.3.5 氮源浓度的确定

3.3.6 发酵周期的确定

3.3.7 培养温度对丁醇发酵的影响

3.3.8 初始pH对丁醇发酵的影响

3.3.9 种龄对丁醇发酵的影响

3.3.10 接种量对丁醇发酵的影响

3.3.11 装液量对丁醇发酵的影响

3.3.12 乙酸钠或丁酸钠浓度的确定

3.3.13 K2HPO4浓度的确定

3.3.14 培养基的正交优化

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.1.1 菌种选育结果

4.1.2 代谢调控结果

4.1.3 小麦淀粉废水与木薯为培养基的丁醇发酵条件优化

4.2 展望

致谢

参考文献

附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

展开▼

摘要

随着石化资源日益耗竭,各国开始重视可再生资源的利用。丁醇是重要的有机溶剂和化工原料,作为生物燃料,性能优于乙醇。丁醇发酵中,原料成本占总成本的比例高达60%~70%,并且由于丁醇对菌体的毒害作用,一般总溶剂产量只有18~20g/L,溶剂得率为0.34g/g。溶剂产量低、生产成本高,使发酵法无法与石油化工竞争。本文通过丁醇浸泡及N+束注入诱变筛选丁醇耐受性强、溶剂产量高的菌种,并用小麦淀粉废水与木薯等廉价原料代替玉米,降低生产成本,提高生物丁醇的竞争力。
   通过丁醇浸泡处理,筛得高耐受性菌株BR30-2,丁醇产量达11.77g/L,比出发菌提高16.65%。再经N+束注入诱变,筛得高产菌BH-9,丁醇与总溶剂产量分别达14.51g/L、23.14g/L,较出发菌提高43.81%、38.28%,BH-9稳定性良好。
   研究了电子转移介体、有机酸盐、pH缓冲剂、还原剂以及震荡和通气对丁醇发酵的影响。刃天青低于0.50‰时可用作筛选高还原力菌株的指示剂。电子转移介体中,中性红显著提高丁醇比例;亚甲基蓝调控作用不明显;甲苯胺蓝抑制作用较强。有机酸盐均可提高溶剂产量,添加0.30%乙酸钠或0.10%丁酸钠时,丁醇产量分别达16.20g/L、16.59g/L。pH缓冲剂中,K2HPO4可以促进溶剂生成,浓度为0.40%时丁醇产量达16g/L;CaCO3、两种缓冲盐(Na2HPO4:KH2PO4=1:1)不利于溶剂生产。还原剂Na2S、L-半胱氨酸盐酸盐、Vc均不利于丁醇发酵。间歇震荡对溶剂产量影响不大;不同发酵时期通气对发酵影响效果不同;相同发酵时期,通气时间越长,氧气对菌体抑制作用越明显。
   小麦淀粉废水中添加木薯进行丁醇发酵试验,通过单因子试验和正交试验确定的优化培养基配方为:木薯粉5%,蛋白A3%,丁酸钠0.10%,K2HPO40.10%。最适培养条件为:温度37℃,初始pH7,种龄24h,接种量3%,装液量110mL/250mL,发酵周期80h。丁醇与总溶剂产量达19.32g/L、32.34g/L,溶剂产量与溶剂得率分别比玉米丁醇提高61.70%、21.91%,生产成本大大降低。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号