【摘要】：隨著人均生活水平的提高,我國每年餐廚廢棄物已達(dá)9000萬噸。餐廚廢棄物具有高有機質(zhì)含量,高含水量,營養(yǎng)物質(zhì)豐富的特點,可為微生物的生長代謝提供一定量的碳源、氮源、微量元素等來生產(chǎn)有機酸。但由于其儲存難度大、極易被分解,若處理不及時將會對環(huán)境和人體健康產(chǎn)生較大影響,所以對餐廚廢棄物的資源化利用已經(jīng)成為人們需要解決的關(guān)鍵問題。本文利用少根根霉生長條件簡單且體內(nèi)TCA循環(huán)可積累富馬酸的特點,通過生物發(fā)酵法以餐廚廢棄物作為少根根霉生長及代謝的營養(yǎng)物質(zhì)來源,實現(xiàn)富馬酸的生產(chǎn)同時降解餐廚廢棄物的目的。1.為優(yōu)化少根根霉在餐廚廢棄物中的菌體形態(tài),提高富馬酸產(chǎn)量,本研究考慮到少根根霉屬于非生長耦合型菌株,首先對其種子培養(yǎng)基的主要成分含量進(jìn)行實驗優(yōu)化。結(jié)果表明優(yōu)化后富馬酸的產(chǎn)量最高達(dá)到15.55 g/L,較優(yōu)化前(11.28 g/L)提高37.85%,時空產(chǎn)率達(dá)到162.00 mg/(L·h)。菌種的均勻性和致密性都相較于優(yōu)化前有一定的提高,發(fā)酵后菌球的直徑減小,約為5 mm,這些現(xiàn)象的改變都有助于富馬酸的生產(chǎn)。2.為提高菌種對餐廚廢棄物發(fā)酵液的適應(yīng)能力,先后通過餐廚廢棄物壓力篩選和誘變篩選的方法對菌種進(jìn)行選育。發(fā)現(xiàn)壓力篩選后得到的菌株,富馬酸最高產(chǎn)量穩(wěn)定在19.72 g/L,與初始菌株發(fā)酵的富馬酸產(chǎn)量(15.55 g/L)相比提高了 26.82%,誘變篩選后,富馬酸產(chǎn)量穩(wěn)定在23.94 g/L,較初始菌株產(chǎn)量提高近53.95%,且時空產(chǎn)率為249.38 mg/(L-h)。3.少根根霉利用餐廚廢棄物發(fā)酵得到產(chǎn)物的同時由于利用了其中一部分營養(yǎng)物質(zhì)也實現(xiàn)了對餐廚廢棄物的降解。對發(fā)酵后的餐廚廢棄物降解率進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)餐廚廢棄物COD值由初始133558.65 mg/L降至4926.28 mg/L,降解率達(dá)96.31%。4.為達(dá)到富馬酸富集的目的對搖瓶發(fā)酵實驗進(jìn)行工藝優(yōu)化。結(jié)果表明在發(fā)酵過程中富馬酸產(chǎn)量達(dá)到最高點時,及時將已經(jīng)富集富馬酸的發(fā)酵培養(yǎng)液倒出更換為新鮮發(fā)酵液繼續(xù)發(fā)酵,而置換出的發(fā)酵液用于富馬酸的析出提取是有效可行的。
【圖文】：

的用途逐漸顯現(xiàn)，，有研究者發(fā)現(xiàn)富馬酸本身屬于一種酸，在藥物的負(fù)載及釋放周期的逡逑控制方面都能較好的被運用，所以可將其作為一種藥物的載體［２２］。富馬酸常見的應(yīng)用逡逑如圖１－２所示。逡逑Ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ逡逑（４，５００邋ｔｏｎ／ａ）逡逑（邐Ｎ逡逑邐；邐邋Ｆｏｏｄ邋ａｎｄ邋ｂｅｖｅｒａｇｅ逡逑Ｐａｐｅｒ邋ｒｅｓｉｎｓ邐Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ逡逑（３Ｌ５００ｔｏｎ／ａ）邐ｊ＾．邐，邋Ｉ邐（１９．８００邋ｔｏｎ／ａ）逡逑邐邋邐邐邐逡逑Ａｌｋｙｄ邋ｒｅｓｉｎｓ邋邐邐邋＜邐邋Ｓｕｃｃｉｎｉｃ邋ａｃｉｄ逡逑（５，４００邋ｔｏｎ／ａ）邐Ｆｕｎｉａｒｉｃ邋ａｃｉｄ邐＊邐（２７０，０００邋ｉｏｎ／ａ）ｈ逡逑＼９０，０００邋ｔｏｎ／ａｊ／逡逑Ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ邋ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ邐Ｍａｌｅｉｃ邋ａｃｉｄ逡逑Ｒｅｓｉｎｓ邐（１．８０７，０００邋ｔｏｎ／ａ）ａ逡逑（１３．５００邋ｔｏｎ／ａ）逡逑＼邐ｙ逡逑Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ逡逑（１５，３００邋ｔｏｎ／ａ）逡逑圖１－２富馬酸的應(yīng)用領(lǐng)域逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｆｉｅｌｄ邋

到３０．３０邋ｇ／Ｌ富馬酸。逡逑１．４．４根霉生產(chǎn)富馬酸代謝機理的研究逡逑根霉體內(nèi)積累富馬酸的代謝途徑如圖１－５所示。隨著代謝工程的發(fā)展，對于根霉逡逑體內(nèi)的代謝過程研究也越來越深入。早在二十世紀(jì)九十年代就已經(jīng)有人提出了根霉體逡逑內(nèi)存在胞液途徑，指出富馬酸是由根霉體內(nèi)的胞液中三羧酸循環(huán)（ＴＣＡ循環(huán)）得到。逡逑在１９９７年Ｂａｒｂａｒａ邋Ｅ．Ｗｒｉｇｈｔ等［５（）］通過使用１４Ｃ標(biāo)記的葡萄糖和乙酸鹽實現(xiàn)米根霉葡萄逡逑糖代謝的通量分析。如圖１－６所示，他們認(rèn)為在米根霉中存在兩個獨立調(diào)節(jié)的丙酮酸逡逑代謝途徑：一個胞漿途徑得到乙醇，乳酸，草酰乙酸，蘋果酸和富馬酸等的合成，第逡逑二個丙酮酸代謝途徑存在于線粒體中的ＴＣＡ循環(huán)。李學(xué)坤等［５１］對兩條途徑進(jìn)行了比逡逑較，如表１－５所示，從理論上分析了胞液途徑的富馬酸收率為１２９．００％，遠(yuǎn)大于線粒逡逑體中ＴＣＡ循環(huán)的富馬酸收率６４．４０％，并指出要提高富馬酸產(chǎn)量主要應(yīng)該調(diào)節(jié)胞液途逡逑徑的代謝分流。逡逑葡萄糖逡逑／邐／邐￥a芍叔危苠義希危叮�？邋ｔ邋？邋ｉ邋＃＇逦＼辶x希懾義希保荊�？酸果糖逦疫b灣義希懾義希輳浚蟾視湍溴危А鋈樗徨義希�，辶x希蛗>

本文編號：2697941