论文摘要
γ-聚谷氨酸（γ-polyglutamic acid,γ-PGA）是一种拥有良好的水溶性、生物相容性、生物可降解性、无毒性等特性的生物高分子物质,在医药、食品、农业等领域得到广泛应用。本文以豌豆蛋白废水为主要原料生产γ-PGA肥料,测定了豌豆蛋白废水的相关特征参数。从纳豆中筛选出了一株γ-PGA高产菌株,并且通过摇床试验对其发酵配方和培养条件进行了初步优化,还采用10 L、3 t发酵罐进行放大试验,对γ-PGA发酵生产工艺部分参数进一步优化。此外,还通过γ-PGA稀释液浸泡小麦种子萌发试验和络合钙试验进一步验证了γ-PGA的应用效果。1、采集多个批次的豌豆蛋白废水,测定pH为4.95～5.21,利用烘干法测定其中固体含量为1.5～4%,凯氏定氮法测得蛋白质含量为0.55～0.98%,高锰酸钾滴定法测还原糖为0.58～0.91%,重铬酸盐法测得COD值为15～20 g/L。豌豆蛋白废水主要由两部分组成:一部分是分离淀粉乳产生的;二部分是提取淀粉产生的废水。结果表明由于受前段生产工艺的影响,废水中固形物含量出现波动,但pH值、碳氮比和COD值比较稳定。2、经过初筛和复筛从纳豆中得到一株γ-PGA高产菌株（LD-9308）,通过16S rRNA进行基因测序并结合测定的形态学和生理生化特征结果,鉴定为枯草芽孢杆菌。此外,采用摇床培养对LD-9308进行培养条件优化,通过单因素条件试验和正交试验设计,确定最佳配方和培养条件为:葡萄糖2%,谷氨酸钠5%,磷酸氢二钾0.3%,初始pH为7.5,发酵时间26 h。利用10 L和3 t发酵罐进行放大试验,绘制了菌体生长曲线,并确定了最适发酵方案为:发酵培养时间22 h,转速220 r/min,pH 7.5,接种量1%,37℃,最大产量53.7 g/L。3、通过小麦种子萌发试验和络合钙试验来验证γ-PGA的应用效果。研究发现,γ-PGA不仅可以在一定程度上促进小麦种子的萌发和幼苗的生长,还可以有效的阻止硫酸盐与钙结合生成难溶性物质,促进土壤中金属盐类的溶解,增强微量元素的吸收和利用。
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致谢摘要Abstract第1章 绪论 1.1 蛋白废水资源回收利用及处理工艺 1.1.1 蛋白废水资源回收利用 1.1.2 蛋白废水处理方法 1.2 聚谷氨酸及研究现状 1.2.1 γ-PGA结构与性质 1.2.2 γ-PGA合成方法 1.2.3 γ-PGA生产菌株 1.2.4 γ-PGA提取纯化 1.2.5 γ-PGA含量测定 1.2.6 γ-PGA应用 1.3 废料生产γ-PGA研究进展 1.4 研究背景及意义 1.5 研究内容 1.5.1 拟解决的主要技术难点和问题分析 1.5.2 技术路线 1.5.3 论文主要研究内容 1.6 研究创新点第2章 废水成分分析与菌株筛选 2.1 材料与试剂 2.1.1 材料与试剂 2.1.2 培养基 2.2 废水产出过程 2.3 实验方法 2.3.1 废水成分测定方法 2.3.2 菌株初筛方法 2.3.3 菌株复筛方法 2.3.4 菌株形态及生理生化鉴定 2.3.5 菌株DNA提取 2.3.6 菌株DNA的PCR扩增 2.4 实验结果与分析 2.4.1 废水成分测定结果 2.4.2 菌株筛选结果 2.4.3 形态特征 2.4.4 生理生化特征 2.4.5 16S rRNA测定及系统发育树构建 2.5 讨论 2.6 本章小结第3章 γ-PGA的摇床培养生产优化 3.1 材料与试剂 3.1.1 材料与试剂 3.1.2 实验菌种及废水 3.1.3 培养基 3.2 培养条件 3.3 实验方法 3.3.1 单因素条件优化发酵培养基 3.3.2 单因素条件优化发酵条件 3.3.3 正交试验发酵工艺优化 3.4 结果与分析 3.4.1 单因素条件优化发酵培养基结果与分析 3.4.2 单因素试验优化发酵条件 3.4.3 正交试验对发酵培养基成分含量优化结果与分析 3.5 讨论 3.6 本章小结第4章 中试生产工艺优化 4.1 材料与试剂 4.1.1 材料与试剂 4.1.2 实验菌种及废水 4.1.3 培养基 4.2 实验方法 4.2.1 菌种活化 4.2.2 种子液制备 4.3 10L发酵罐试验 4.3.1 发酵工艺流程 4.3.2 菌体生长曲线测定方法 4.3.3 发酵时间对γ-PGA产量的影响 4.3.4 转速对γ-PGA产量的影响 4.4 3t发酵罐中试生产 4.4.1 发酵工艺流程 4.4.2 发酵时间与产量、pH及粘度关系 4.4.3 发酵液中γ-PGA含量测定 4.5 结果与分析 4.5.1 菌体生长曲线绘制 4.5.2 发酵时间对γ-PGA产量的影响结果 4.5.3 转速对γ-PGA产量的影响结果 4.5.4 3t发酵罐试验结果 4.6 试生产中出现的问题及解决方法 4.6.1 10L发酵罐小试中的问题及解决方法 4.6.2 3t发酵罐小试中的问题及解决方法 4.7 讨论 4.8 本章小结第5章 γ-PGA的应用 5.1 材料与方法 5.1.1 材料与试剂 5.1.2 实验方法 5.1.3 实验指标测定 5.2 结果与分析 5.2.1 各稀释倍数γ-PGA对小麦种子萌发的影响结果 5.2.2 各稀释倍数γ-PGA对小麦幼苗生长的影响结果 5.2.3 γ-PGA络合钙实验结果 5.3 讨论 5.4 本章小结第6章 结论参考文献附录A附录B附录C附录D作者简历
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 贾玉萍
导师: 程显好
关键词: 豌豆蛋白废水,聚谷氨酸,发酵,优化
来源: 鲁东大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑
专业: 生物学,轻工业手工业,轻工业手工业,环境科学与资源利用
单位: 鲁东大学
分类号: Q93;X792
总页数: 63
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标签：豌豆蛋白废水论文; 聚谷氨酸论文; 发酵论文; 优化论文;
豌豆蛋白废水生产聚谷氨酸的高产菌株选育及生产工艺优化
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