发酵法生产衣康酸技术的研究——衣康酸发酵工艺条件的研究(Ⅱ)

以衣康酸高产菌株土曲霉HAT418为出发菌株 ,研究探讨了不同碳源、氮源、无机盐类以及温度、起始 pH值等因素对衣康酸发酵的影响 ,确定了较优培养基组成和发酵工艺条件。实验结果表明 ,土曲霉HAT418适合于多种原料的衣康酸生产 ,如玉米淀粉、山芋粉、低脂玉米粉、蔗糖、口服葡萄糖等 ;硝酸铵、硫酸铵是衣康酸发酵的最适氮源 ,玉米浆是必要的辅助氮源 ;适宜的发酵起始pH值在 2 5～ 3 0 ;适宜的发酵温度为 3 6～ 3 7℃ ;Mg2 + 对土曲霉HAT418菌株的衣康酸发酵影响显著 ,适量的Mg2 + 是衣康酸发酵必需的 ;Ca2 + 可抑制杂酸的形成 ,培养基中添加 0 1g/L的CaCl2 可以使发酵液中衣康酸占总酸的比例提高 1 2 3 %。土曲霉HAT418菌株以 12 0～ 160 g/L的玉米淀粉双酶水解糖为碳源 ,NH4NO3 为主要氮源 ,摇瓶发酵 80h左右 ,衣康酸产酸率达到 83 0～10 1 1g/L ,糖酸转化率为 63 13 %～ 69 17% ,发酵残糖为 0 9～ 9 7g/L。     

玉米淀粉为原料短梗霉多糖发酵条件研究

以玉米淀粉为原料进行短梗霉多糖发酵 ,淀粉不完全水解糖经脱色脱盐处理后配制培养基与未经脱色、脱盐的比较 ,多糖转化率提高 1倍左右。无论是酸法水解糖还是酶法水解糖 ,其DE值在 40至 5 0之间可获得较高的多糖产率。发酵罐中培养得到最高多糖产率 6 0g/L ,多糖分子量大小在 6 1.7× 10 4 ～ 5 .5× 10 4 D之间     

融合子F3产衣康酸的培养基组成及摇瓶发酵条件的优化

对直接利用生淀粉发酵产衣康酸的融合子F3的发酵条件进行了研究。得到较佳培养基组成及发酵条件为:玉米淀粉110g/L,NH_4NO_3 3.0g/L,玉米浆2.5mL/L,MgSO_4·7H_2O1.5g/L,CuSO_4·5H_2O2.0 mg/L,初始pH3.0～3.5,摇瓶装液量80mL/500 mL三角瓶,接种量10%(种龄44h),34℃振荡(220r/min)培养140h。在此条件下,F3衣康酸产率达到45.3g/L,比优化前提高了4.4g/L;对供给淀粉的转化率达41.2%。     

用于微生物油脂发酵的木薯淀粉水解工艺的优化

为了提高木薯淀粉的发酵产脂能力,采用正交实验和均匀设计法对木薯淀粉酶法水解工艺进行了优化,结果表明α-淀粉酶量、糖化酶量和液化温度对木薯淀粉水解有显著影响。当淀粉酶量为756 U/g,糖化酶量为602 U/g,液化温度为92°C,其水解DE值达到97.3%。以该水解液进行皮状丝胞酵母B3(T.cutaneum B3)油脂发酵时,其生物量和油脂产量分别为16.38 g/L和7.22 g/L,比葡萄糖作为碳源的生物量和油脂产量高46.25%和41.12%,利用木薯淀粉水解液作为新型发酵碳源生产微生物油脂是一种理想的途径。     

马铃薯淀粉产衣康酸发酵培养基的优化

以马铃薯淀粉为原料,利用土曲霉XL-6发酵生产衣康酸,并对发酵培养基组分进行优化。在单因素基础上,采用Plackett-Bur-man设计法从诸多因素中筛选出显著因素,通过响应面分析方法对其进行优化,建立衣康酸产率的二次多项式回归模型。试验结果表明,在最佳发酵培养基:碳源浓度130g/L,玉米浆2.14g/L,MgSO4.7H2O 2.19g/L,KH2PO4 0.14g/L,NH4NO3 3g/L,FeSO4.7H2O 0.10g/L,衣康酸产率达到7.04%。验证试验的实测值与预测值基本一致,说明模型可较好的反映实际情况。     

玉米皮渣类纤维兼氧发酵产丁二酸

采用酶酸两步法水解玉米皮渣,重点考察了稀HCl水解条件变化对还原糖产率的影响,并以产琥珀酸放线杆菌为发酵菌株,探讨以玉米皮渣类纤维为原料替代葡萄糖为碳源,兼氧发酵产丁二酸的可行性。结果表明:在HCl浓度1.5%,底物浓度为12%,100℃水解4h的水解工艺下,还原糖产率达83%。在还原糖质量浓度40g/L,玉米浆为氮源,35℃发酵60h的条件下,丁二酸产率达到19.41g/L。应用玉米加工副产物玉米皮渣和玉米浆为原料发酵产丁二酸具有良好的应用前景。     

玉米秸秆水解液综合利用生产γ-聚谷氨酸

以玉米秸秆预处理以及酶水解得到的还原糖作为碳源发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA),分别探究了葡萄糖、木糖、L-谷氨酸钠一水合物和金属离子对B.subtilisCGMCC1250生长以及γ-PGA生产的影响,在摇瓶中优化培养基组分,并进行发酵罐放大操作。结果表明:玉米秸秆经过稀碱预处理以及复合酶水解后,得到的混合糖质量浓度为(76.3±5.7)g/L,其主要成分是葡萄糖和木糖,两者比例为2.19∶1;在配制发酵培养基时添加40g/L的L-谷氨酸钠一水合物,及ZnSO_4·7H_2O0.29g/L、MnSO_4·7H_2O0.05g/L、FeCl_3·6H_2O0.11g/L,摇瓶发酵可得到产量为(20.5±2.70)g/L的γ-PGA;在3L发酵罐实验中采用补料分批发酵的方式生产可以提高产物产量,得到产量为25.6g/L的γ-PGA。     

根霉L-乳酸发酵的研究

对米根霉C3 95生产L -乳酸的发酵工艺条件进行了研究 ,确定了玉米淀粉发酵的最佳培养基 :玉米淀粉 12 % ,硫酸铵 0 3 % ,磷酸二氢钾0 0 2 5 %。在最佳培养基条件下 ,L -乳酸产量为93 88g/L ,对糖转化率为 86 0 7%。发酵液经过过滤、离子交换、脱色和浓缩等提取纯化过程 ,可得到浓度为 90 %的L -乳酸溶液。     

农用废弃物固态发酵生产衣康酸工艺研究

以土曲霉AS32811为发酵菌种,农用废弃物麸皮7.5g,玉米芯6.0g为出发培养基,在自然pH值条件下采用单因素试验研究碳源、氮源、无机盐对衣康酸产酸效果的影响。结果显示,该菌可以利用实验所选择的碳源生产衣康酸,葡萄糖为碳源时得率最高;氮源实验结果表明,NH4NO3是最适的产酸氮源。在单因素试验的基础上进行了五因素四水平的正交试验以优化产酸工艺。衣康酸生产的优化条件为:250mL三角瓶中加入玉米芯7.5g、麸皮6.0g、葡萄糖4g、营养液25mL(NH4NO3,4g/L;KH2PO4,0.1g/L;MgSO4,6g/L;C6H12O6,4g;ZnSO4.7H2O,0.015g/L),接种量为1mL(1×107孢子/mL)、温度36℃、湿度为65%条件下自然发酵72h,衣康酸产率可达63.5%。以土曲霉AS32811为发酵菌种,农用废弃物麸皮7.5g,玉米芯6.0g为出发培养基,在自然pH值条件下采用单因素试验研究碳源、氮源、无机盐对衣康酸产酸效果的影响。结果显示,该菌可以利用实验所选择的碳源生产衣康酸,葡萄糖为碳源时得率最高;氮源实验结果表明,NH4NO3是最适的产酸氮源。在单因素试验的基础上进行了五因素四水平的正交试验以优化产酸工艺。衣康酸生产的优化条件为:250mL三角瓶中加入玉米芯7.5g、麸皮6.0g、葡萄糖4g、营养液25mL(NH4NO3,4g/L;KH2PO4,0.1g/L;MgSO4,6g/L;C6H12O6,4g;ZnSO4.7H2O,0.015g/L),接种量为1mL(1×107孢子/mL)、温度36℃、湿度为65%条件下自然发酵72h,衣康酸产率可达63.5%。     

双酶法水解米糠淀粉的工艺研究

为了提取米糠淀粉获得葡萄糖作为纳豆芽孢杆菌液态发酵的碳源,采用α-淀粉酶和糖化酶联合水解米糠中的淀粉,在单因素试验的基础上,运用正交试验设计方法对米糠中的淀粉水解工艺进行了研究和优化.结果表明,米糠中淀粉的最佳液化工艺条件为α-淀粉酶添加量16 u/g,温度60℃,CaCl2添加量0.2％,DE值为24.31％;最佳糖化工艺条件为糖化酶添加量200 u/g,温度60℃,pH 4.0,糖化时间6h,最大DE值为98.96％.该工艺使米糠中淀粉的提取率达到了89％,并基本都水解为了还原糖,可作为纳豆芽孢杆菌液态发酵的优质碳源.