埃氏巨球形菌发酵法生产丙烯酸研究

摘要

丙烯酸（CH2=CHCOOH）是工业生产中重要的不饱和有机酸，也是重要的有机化工原料。它主要用于制备丙烯酸树脂及其它有机合成，另外也用于粘合剂、涂料、化纤、皮革、造纸、纺织工业和光敏树脂板等的生产。今后几年，我国在高吸水树脂、丙烯酸酯、特种丙烯酸酯以及油田领域对丙烯酸的需求都会逐年增加。工业法生产丙烯酸的合成原料基本来自石油提炼所获得的产品，随着石油资源供应日趋紧张，发酵法生产丙烯酸，越来越受到研究人员的重视。本研究通过系统分析微生物在葡萄糖培养基上产丙烯酸的代谢途径，通过代谢调控的手段，分析细胞代谢通量，添加甲萘醌等电子受体和阻断剂发酵生产丙烯酸，降低生产成本，提高丙烯酸产量。主要内容如下： ⑴以埃氏巨球形菌（Megasphaera elsdenii）为出发菌株，对原始菌株进行了理化诱变及抗性突变，获得一株高抗酸性的菌株，其产丙烯酸量达6.46 mmol/L，是诱变前的1.85倍。 ⑵通过研究培养基成分和培养条件对产丙烯酸的影响，并对其进行优化，得到了最佳产丙烯酸培养基为：KH2PO4（0.5g/L），NH4Cl（0.5g/L），MgCl2·6H2O（0.3g/L），可溶性淀粉（20.0 g/L），葡萄糖（13.0g/L），酵母提取物（4.0g/L）。 ⑶通过研究培养条件对产丙烯酸的影响，并对其进行优化，得到了最佳培养条件为：接种量10%，装液量20%，37℃，pH7.5，120 rpm，72 h。 ⑷通过探讨阻断剂和电子受体对菌株产丙烯酸的影响，确定了最佳添加物及条件为：0.015%（v/v）甲萘醌，0.15%的3-丁炔酸，pH7.5，温度37℃，反应72h，丙烯酸产量为8.96 mmol/L。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2丙烯酸概述

1.2.1丙烯酸的结构和理化性质

1.3丙烯酸市场应用

1.4丙烯酸生产方法概述

1.4.1化学合成法

1.4.2生物合成法

1.5国内外研究现状与发展趋势

1.6课题研究的意义和目的

1.7主要研究内容

第二章耐酸性埃氏巨球形菌的选育

2.1引言

2.2实验材料及方法

2.2.1菌种

2.2.2培养基

2.2.3菌种诱变过程

2.2.4分析方法

2.3结果与讨论

2.3.1耐酸性菌株的筛选

2.3.2菌株的紫外诱变

2.3.3菌株的化学诱变

2.3.4菌株的抗性突变筛选

2.4小结

第三章埃氏巨球形菌发酵产丙烯酸培养基的确定

3.1引言

3.2实验材料和方法

3.2.1菌种

3.2.2培养基

3.2.3培养方法

3.2.4分析方法

3.3结果与讨论

3.3.1厌氧培养方式

3.3.2种子生长曲线的绘制

3.3.3产酸培养基的确定

3.3.4产酸培养基的优化

3.4小结

第四章埃氏巨球形菌发酵产丙烯酸培养条件的确定

4.1引言

4.2实验材料及方法

4.2.1菌种

4.2.2培养基

4.2.3培养方法

4.2.4分析方法

4.3结果与讨论

4.3.1培养接种量的选择

4.3.2培养基pH值的选择

4.3.3温度的选择

4.3.4装液量的选择

4.3.5转速对产丙烯酸的影响

4.3.6培养条件的优化

4.4小结

第五章 埃氏巨球形菌发酵产丙烯酸添加物的选择

5.1引言

5.2实验材料与方法

5.2.1菌种

5.2.2培养基

5.2.3培养方法

5.3结果与讨论

5.3.1丁炔酸酶阻断剂对产丙烯酸的影响

5.3.2电子受体的选择

5.3.3发酵条件的选择

5.3.4发酵条件的优化

5.4结果与讨论

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文

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