生黑葡萄糖酸杆菌转化高浓度山梨醇的研究

摘要

微生物转化D-山梨醇为L-山梨糖是工业生产维生素C的重要一步。初始山梨醇浓度较高时,分批发酵的氧化率减少,导致山梨糖的产率降低。本文以生黑葡萄酸杆菌(以下简称黑醋菌)为供试菌,对发酵工艺中的底物浓度问题进行了初步探索,对菌体在35％山梨醇浓度下的发酵条件进行了初步研究。
　　 实验结果显示:底物浓度越高,抑制作用越显著。在30％、35％两种山梨醇浓度下的发酵,存在前期高浓度山梨醇和后期高浓度山梨糖的抑制现象,但菌体都能通过自身调节降低或消除两种抑制的影响。黑醋菌具有较强的高浓度山梨醇和山梨糖的耐受能力以及较高的转化山梨醇能力。
　　 黑醋菌在35％山梨醇浓度下生长代谢的研究结果表明:菌体生长受pH和山梨醇共同作用的影响；产糖则受pH和菌体生长状态的影响,当菌体生长旺盛时,产物生成速率较慢。
　　 初步考察了影响黑醋菌生长和转化的条件因素,结果表明:装液量、pH值、种液和碳酸钙都影响高浓度山梨醇的发酵。750 ML摇瓶发酵的最适装液体积为180 mL;发酵前期pH控制在5.0～6.0,后期pH不低于4.1；接种种液以发酵终点液最优；碳酸钙既可以调节发酵基质的pH值,又能促进微生物转化生成产物,实验确定碳酸钙的最适含量为0.7％。
　　 条件优化的摇瓶实验结果显示,高浓度的底物抑制现象解除。在35％山梨醇浓度下,发酵30h累积山梨糖浓度362 mg·mL-1·h-1,产糖速率12.1 mg·mL-1·h-1。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 维生素C的性质、应用及生产工艺

1.1.1 维生素C的理化性质

1.1.2 维生素C的生物学功能及应用

1.1.3 维生素C的生产工艺

1.2 微生物发酵合成维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的途径

1.2.1 二步发酵法

1.2.2 葡萄糖串联发酵法

1.2.3 一步发酵法

1.3 D-山梨醇转化为L-山梨糖的研究进展

1.3.1 培养基质对生黑葡萄糖酸杆菌生长和转化山梨醇的影响

1.3.2 pH值对微生物发酵的影响

1.3.3 溶解氧对生黑葡萄糖酸杆菌转化山梨醇的影响

1.3.4 补料分批发酵技术

1.3.5 固定化技术

1.3.6 一步发酵醪液质量对第二步发酵的影响

1.4 研究目的和意义

第二章 实验材料与方法

2.1 材料

2.1.1 菌种

2.1.2 培养基

2.1.3 试剂与仪器

2.2 方法

2.2.1 菌株培养

2.2.2 分析方法

第三章 山梨醇浓度对生黑葡萄糖酸杆菌生长代谢的影响

3.1 不同山梨醇浓度下的发酵研究

3.2 生黑葡萄糖酸杆菌在35％山梨醇下生长代谢的研究

3.3 本章小结

第四章 生黑葡萄糖酸杆菌在35％山梨醇下发酵条件的研究

4.1 培养基对产糖的影响

4.2 发酵过程中补醇对产糖的影响

4.3 环境因子对产糖的影响

4.3.1 装液量对产糖的影响

4.3.2 起始pH值对产糖的影响

4.4 发酵过程中调节pH值对产糖的影响

4.4.1 碱液调节pH值对产糖的影响

4.4.2 钙石调节pH值对产糖的影响

4.5 种液对产糖的影响

4.5.1 种液类型对产糖的影响

4.5.2 不同发酵液作种液对产糖的影响

4.6 发酵后期最适pH值的研究

4.6.1 碳酸钙和钙石共同调节pH值对产糖的影响

4.6.2 碳酸钙调节pH值对产糖的影响

4.7 生黑葡萄糖酸杆菌在35％山梨醇下条件优化的摇瓶实验

4.8 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢