论文摘要
聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoates,PHA）是微生物在生长条件不平衡时体内积累的一类由3-羟基脂肪酸组成的线性聚脂,具有良好的生物可降解性和优良的性能,可作为未来石油基材料替代物,用于工业、医学等领域。然而过高的生产成本往往限制了 PHA的大规模商业使用,纤维素生物质作为一种潜在的廉价可再生原料,可经过有效的开发利用合成PHA,不仅能够高效利用废弃的纤维素生物质,同时也能降低生物可降解塑料PHA的生产成本。本研究以杨树的木质纤维为原料,在通过稀酸水解获得糖化水解液的基础上,以真养产碱杆菌发酵生产PHA,研究一步法和两步法发酵情况、不同脱毒方式的处理、水解液作单一碳源时的发酵优化,并在发酵的过程中添加糖蜜探究混合碳源对发酵生产PHA的影响,进而提高PHA的最终浓度,以及确定不同刺激物对菌体发酵产PHA的影响。得到的主要结果如下:（1）为提高杨树木质纤维的糖化利用率,采用酸处理的方式制备获得还原糖,对液料比、硫酸浓度和水解时间分别进行单因素实验,根据单因素实验结果设计Box-Behnken中心组合实验,以还原糖提取率为指标值,确定酸降解的最优工艺参数。结果表明:酸预处理过程产还原糖最优化条件为:液料比10.03:1、酸浓度2.03%、水解时间103 min,还原糖提取率平均值为19.31%。（2）以杨树木质纤维水解液作为单一碳源发酵生产PHA,结果表明两步法发酵产生的PHA高于一步法,不同的处理方式同样影响菌株对杨木水解液的利用,采用氢氧化钠过中和后活性炭脱毒的效果最好,获得的PHA产量更高。通过对发酵条件的优化获得的最佳参数为:氮源为1 g/L的硫酸铵、温度28℃、初始pH为7,发酵时间48h,在该条件下PHA产量为0.19g/L。（3）通过单因素和响应面结合优化混合碳源发酵生产PHA的条件,结果表明:糖蜜添加量为27.4 g/L,氮源浓度为1.88 g/L,温度为29.9℃,在该条件下实测得到的PHA平均值为0.83 g/L。（4）酸刺激物和高渗刺激物的添加对混合碳源发酵生产PHA影响表明:低于1 g/L浓度的乙酸能提升PHA的产量,但乙酸浓度达到1.5 g/L时,乙酸对菌株起抑制作用,菌株不再继续生长。而氯化钠添加对PHA生产呈现抑制作用,氯化钠浓度越高其菌株的生长和积累PHA能力越差,在氯化钠浓度为10g/L时菌株停止生长,PHA的积累停止。
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摘要ABSTRACT缩略词表第1章 绪论 1.1 木质纤维素及预处理 1.1.1 木质纤维素 1.1.2 木质纤维素预处理方式 1.2 聚羟基脂肪酸酯（PHA） 1.2.1 聚羟基脂肪酸酯（PHA）结构与性质 1.2.2 PHA的应用 1.2.3 PHA的分离提取 1.2.4 PHA的检测 1.3 聚羟基脂肪酸酯（PHA）生物合成的研究 1.3.1 合成PHA的微生物 1.3.2 木质纤维素在微生物PHA生产中的应用 1.4 本论文的研究目的、意义及主要内容 1.4.1 研究目的与意义 1.4.2 研究主要内容第2章 杨木纤维糖化预处理 2.1 试验材料 2.1.1 原料 2.1.2 主要试剂及仪器设备 2.2 实验方法 2.2.1 杨木的成分测定 2.2.2 葡萄糖标准曲线的绘制 2.2.3 还原糖的测定 2.2.4 杨木热酸解液的制备 2.2.5 硫酸水解预处理提取还原糖单因素实验及响应面设计 2.3 结果与分析 2.3.1 不同预处理对杨木产还原糖的影响 2.3.2 杨木经稀酸预处理前后的组分变化 2.3.3 硫酸水解预处理提取还原糖单因素实验结果 2.3.4 硫酸水解预处理提取还原糖响应面优化结果 2.4 小结第3章 真养产碱杆菌以杨木水解液发酵产PHA 3.1 试验材料 3.1.1 原料 3.1.2 供试菌种 3.1.3 培养基 3.1.4 主要试剂及仪器设备 3.2 实验方法 3.2.1 菌种培养与接种 3.2.2 苏丹黑染色法鉴定PHA合成 3.2.3 菌体干重的测定 3.2.4 PHA标准曲线的测定 3.2.5 PHA含量的测定 3.2.6 真养产碱杆菌生长曲线测定 3.2.7 PHA发酵单因素实验 3.3 结果与分析 3.3.1 真养产碱杆菌产PHA的定性 3.3.2 PHA的标准曲线与检测物质光谱图 3.3.3 真养产碱杆菌的生长曲线 3.3.4 真养产碱杆菌一步法与两步法发酵产PHA的比较 3.3.5 不同脱毒方法水解液对产PHA的影响 3.3.6 时间对真养产碱杆菌PHA产量的影响 3.3.7 单因素实验结果 3.4 小结第4章 混合碳源发酵产PHA的影响 4.1 试验材料 4.1.1 原料 4.1.2 供试菌种 4.1.3 培养基 4.1.4 实验试剂及仪器设备 4.2 实验方法 4.2.1 菌种培养与接种 4.2.2 菌体干重的测定 4.2.3 PHA含量的测定 4.2.4 糖蜜处理 4.2.5 不同碳源条件对发酵产PHA的影响 4.2.6 混合碳源发酵生产PHA的单因素实验及响应面优化 4.3 结果与分析 4.3.1 不同碳源条件对发酵产PHA的比较 4.3.2 混合碳源发酵生产PHA的单因素实验结果 4.3.3 混合碳源发酵条件的响应面优化结果 4.4 小结第5章 刺激物对发酵产PHA的影响 5.1 试验材料 5.1.1 原料 5.1.2 供试菌种 5.1.3 培养基 5.1.4 实验试剂及仪器设备 5.2 实验方法 5.2.1 菌种培养与接种 5.2.2 菌体干重的测定 5.2.3 PHA含量的测定 5.2.4 刺激物对真养产碱杆菌发酵生产PHA的影响 5.3 结果与分析 5.3.1 氯化钠高渗刺激物对真养产碱杆菌生长及PHA产量的影响 5.3.2 外源酸刺激物对真养产碱杆菌生长及PHA产量的影响 5.4 小结第6章 结论与展望 6.1 结论 6.2 创新点 6.3 展望参考文献攻读学位期间的主要学术成果致谢
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 邹辉
导师: 曾柏全
关键词: 真养产碱杆菌,杨木,还原糖,糖蜜,聚羟基脂肪酸酯
来源: 中南林业科技大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑
专业: 生物学,一般化学工业
单位: 中南林业科技大学
分类号: TQ929
总页数: 70
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标签：真养产碱杆菌论文; 杨木论文; 还原糖论文; 糖蜜论文; 聚羟基脂肪酸酯论文;
