微生物法生产甘油酸的发酵及提取工艺研究

论文摘要

甘油酸（2,3-二羟基丙酸,Glyceric acid,简称GA）,是一种有机酸,广泛存在于自然界的各种植物中,其衍生物作为代谢产物存在于人体内,在化工、医药、食品等方面均有用途。本文研究了Gluconobacter japonicus HD1025转化甘油生产甘油酸的发酵及提取工艺。对摇瓶发酵条件进行优化,最适的培养条件为:培养温度31℃,摇床转速220 rpm,初始pH 6.0,装液量30 mL,接种量10%。进行了5 L发酵罐的放大实验,结果表明,发酵过程中使用NaOH控制pH值为5,溶解氧控制在10%的条件下发酵效果较好,在30 L发酵罐的验证试验中,底物浓度为150 g/L,pH为5,溶解氧10%,通气量0.8 vvm,转速300 rpm的条件下发酵90 h后,甘油酸产量为73.17 g/L。研究了静息细胞转化法生产甘油酸时转化条件对转化效率的影响,在单因素实验的基础上进行了响应面实验设计,结果表明,静息细胞转化甘油生产甘油酸的最佳条件为菌体浓度2.05%、底物甘油浓度143.24 g/L、培养温度30.4℃,在此条件下甘油酸产量达到64.27 g/L。对静息细胞的重复利用能力和转化稳定性进行了实验,结果表明,在连续转化的六个批次中,静息细胞在初始4个批次均有较为稳定的甘油酸产生,转化率也维持在70-90%,平均体积产率达到1.15 g·L-1·h-1。研究了固定化细胞在转化甘油生产甘油酸上的应用,通过正交实验设计确定了制备固定化细胞的条件为:菌体浓度10%,海藻酸钠1%,卡拉胶0.4%,在该条件下制备的固定化细胞转化生产甘油酸的产量达到46.87 g/L,试验还确定了适合固定化细胞生长产酸的温度为30℃,pH为7,底物浓度为150 g/L。对固定化细胞和静息细胞的生产曲线进行了对比,结果表明,静息细胞具有较好的稳定性,在连续转化三代后还能保持较高的酶活,较之固定化细胞更具优势。建立了分离提取路线,发酵液经过陶瓷膜设备除菌体,再经纳滤膜设备除去蛋白,进行活性炭脱色处理,最后浓缩结晶和重复结晶,干燥后得到甘油酸钙精品,含量达99.1%。对甘油酸发酵和提取过程中的成本进行了初步估算,1吨甘油酸钙所需的生产成本约为36000元,具有良好的工业应用前景。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姚浩轲

导师: 刘宇鹏

关键词: 甘油酸,静息细胞,固定化细胞,分离提取

来源: 河南大学

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: 河南大学

分类号: TQ921

总页数: 78

文件大小: 3474K

下载量: 140

相关论文文献

• [1].基于Gluconobacter oxydans膜结合脱氢酶的静息细胞催化合成2-酮基-D-葡萄糖酸[J]. 食品工业科技 2012(19)
• [2].牛瘤胃分离菌株静息细胞培养体系生物转化黄豆苷原[J]. 生物工程学报 2010(01)
• [3].酵母静息细胞耦合原位分离技术连续转化2-苯乙醇[J]. 食品与发酵工业 2018(10)
• [4].酿酒酵母静息细胞转化合成2-苯乙醇[J]. 食品与生物技术学报 2017(12)
• [5].单个线粒体超氧炫[J]. 生物物理学报 2009(S1)
• [6].蛹虫草菌静息细胞培养方法及纤溶酶的诱导研究[J]. 中国酿造 2018(02)
• [7].化学-酶催化制备天然丹参素[J]. 应用化学 2016(09)
• [8].海洋着色菌Marichromatium gracile YL28静息细胞对无机三态氮的相互转化作用[J]. 华侨大学学报(自然科学版) 2015(02)
• [9].静息细胞转化合成苯乳酸的条件优化[J]. 食品工业科技 2008(08)
• [10].静息细胞生物转化甘油生产甘油酸[J]. 江苏农业科学 2017(12)
• [11].丙酸梭菌静息细胞法生物合成丙烯酸[J]. 工业微生物 2012(06)
• [12].光合细菌对小麦生长和光合功能的影响[J]. 微生物学通报 2014(06)
• [13].正交试验优选葛根芩连汤固态发酵制备工艺[J]. 中华中医药杂志 2015(09)
• [14].在间歇式和连续式搅拌膜反应器中利用脱酰胺酶催化生产烟碱酸[J]. 中国医药工业杂志 2008(07)
• [15].头孢菌素C去乙酰基酶产生菌的筛选、酶学性质及产酶条件优化[J]. 工业微生物 2011(02)
• [16].静息细胞在发酵工业中的研究进展[J]. 食品与发酵工业 2013(08)
• [17].酵母静息细胞催化丙酮酸乙酯不对称还原制(S)-乳酸乙酯[J]. 催化学报 2011(06)
• [18].不对称还原丙酮酸乙酯菌株的筛选及鉴定[J]. 应用与环境生物学报 2012(03)
• [19].苯乙酮酸脱羧酶基因的克隆与表达及静息细胞生物转化乙基香兰素的研究[J]. 食品与生物技术学报 2013(01)
• [20].浊点系统中红酵母静息细胞生物还原3,5-二(三氟甲基)苯乙酮[J]. 中国医药工业杂志 2012(12)
• [21].生物法制备乙醇酸的研究[J]. 中国酿造 2011(03)
• [22].甘油诱导氧化葡萄糖酸杆菌山梨醇脱氢酶[J]. 精细化工 2009(01)
• [23].芫花总黄酮的抗炎机制研究[J]. 上海中医药杂志 2010(08)

标签：甘油酸论文;  静息细胞论文;  固定化细胞论文;  分离提取论文;