少根根霉网布固定化发酵生产富马酸研究

摘要

富马酸是三羧酸循环的一个中间产物，又叫延胡索酸，在医药食品和精细化工等领域应用广泛。当今多采用以石油基为原料的化学法生产，由于此法对环境有危害和不可持续等劣势，根霉发酵法受到人们关注。利用网布固定化发酵生产富马酸，解决了小球形成时多因素的影响，也为发酵罐利用小球的难题指明了道路。
　　 通过对碳源、碳酸钙和温度的优化，得到发酵时利用90 g/L的葡萄糖、60 g/L的碳酸钙和30℃的温度是发酵的最佳条件。对种子培养时间的探究表明，培养18h是种子的最佳孵化时间。
　　 孢子悬液接种量和网布面积是影响富马酸产量的关键因素。在不同的接种量和不同的网布面积完全简单组合的实验下，得出当接种量为0.500 g/L、网布面积为150 cm2时，富马酸最大产量为32.02 g/L，生产率为1.33 g/L h，与传统小球状菌丝体发酵相比，富马酸产量与之持平，但发酵时间由原来的144 h缩短到24 h，生产率也随之提高。
　　 重复批次发酵证明了少根根霉网布固定化生产富马酸的稳定性能。一共进行了10个批次的发酵实验，前8次富马酸维持在27-32 g/L的范围，葡萄糖消耗基本完毕，证明网布固定化发酵性能优越。采用3L气升式发酵罐进行网布固定化实验，由于发酵罐通气和网布面积的限制，发酵进行48 h时，富马酸最大积累量为21.52 g/L。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 富马酸简介

1．1．1 富马酸的性质

1．1．2 富马酸的用途

1．2 课题的提出和意义

1．2．1 课题的提出

1．2．2 课题的意义

1．3 发酵法生产富马酸简介

1．3．1 菌种选育

1．3．2 发酵底物利用

1．3．3 基因工程构建

1．3．4 菌丝体形态控制

1．3．5 溶氧控制

1．3．6 新型中和剂的开发

1．3．7 菌丝体固定化

1．3．8 发酵产物分离提取

1．4 课题研究内容与思路

1．4．1 课题研究内容

1．4．2 课题研究思路

第二章 富马酸生产菌少根根霉的诱变育种

2．1 引言

2．2 实验材料

2．2．1 菌种

2．2．2 培养基

2．3 实验方法

2．3．1 孢子悬液制备

2．3．2 少根根霉孢子萌发观察

2．3．3 紫外致死率实验

2．3．4 根霉孢子复合诱变与初筛实验

2．3．5 突变株复筛实验

2．4 分析方法

2．4．1 富马酸分析方法

2．4．2 乙醇分析方法

2．4．3 葡萄糖分析方法

2．4．4 生物量测定

2．4．5 pH值测定

2．5 结果与讨论

2．5．1 少根根霉孢子荫发

2．5．2 紫外致死率实验

2．5．3 突变株的初筛与复筛

2．6 本章小结

第三章 网布固定化发酵生产富马酸的条件优化

3．1 引言

3．2 实验材料

3．2．1 菌种

3．2．2 培养基

3．2．3 网布固定化载体制备

3．3 实验方法

3．3．1 葡萄糖、碳酸钙、温度的优化

3．3．2 种子培养时间的优化

3．4 分析方法

3．4．1 富马酸分析方法

3．4．2 乙醇

3．4．3 葡萄糖

3．5 结果与讨论

3．5．1 葡萄糖、碳酸钙、温度的优化

3．5．2 种子培养时间的优化

3．6 本章小结

第四章 网布固定化发酵的接种量和网布面积优化

4．1 引言

4．2 实验材料

4．2．1 菌种

4．2．2 培养基

4．3 实验方法

4．3．1 不同接种量和网布面积对富马酸产量影响

4．3．2 网布固定化与传统小球发酵对比

4．4 分析方法

4．4．1 富马酸分析法

4．4．2 乙醇分析法

4．4．3 葡萄糖分析法

4．4．4 生物量测定

4．5 结果与讨论

4．5．1 接种量和网布面积对富马酸产量影响

4．5．2 网布固定化与传统小球发酵对比

4．6 本章小结

第五章 网布固定化生产富马酸放大初试

5．1 引言

5．2 实验材料

5．2．1 菌种

5．2．2 培养基

5．3 实验方法

5．3．1 摇瓶批次发酵

5．3．2 气升式发酵罐发酵初试

5．4 分析方法

5．4．1 富马酸分析方法

5．4．2 乙醇分析方法

5．4．3 葡萄糖分析方法

5．5 结果与讨论

5．5．1 摇瓶批次发酵

5．5．2 气升式发酵罐放大初试

5．6 本章小结

第六章 结论

第七章 问题与建议

参考文献

附录

致谢

研究成果与发表的学术论文

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