【摘要】：L-賴(lài)氨酸是僅次于谷氨酸的大宗氨基酸發(fā)酵產(chǎn)品,目前工業(yè)上主要使用玉米、小麥和木薯等淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)。利用木質(zhì)纖維素原料替代淀粉質(zhì)原料進(jìn)行L-賴(lài)氨酸的生產(chǎn)能夠顯著降低原料成本和提高產(chǎn)量,對(duì)L-賴(lài)氨酸的市場(chǎng)拓展和化學(xué)品應(yīng)用具有重要意義。本論文以玉米秸稈為原料,經(jīng)過(guò)干酸預(yù)處理、固態(tài)生物脫毒、酶解糖化后得到葡萄糖,使用對(duì)木質(zhì)纖維素來(lái)源抑制物具有較強(qiáng)耐受性的谷氨酸棒桿菌(Corvnebacterium glutamicum)SIUM B253作為發(fā)酵菌株生產(chǎn)L-賴(lài)氨酸。C glutamicurr SIIM B253利用玉米秸稈水解液進(jìn)行L-賴(lài)氨酸發(fā)酵,初始階段僅能積累7.3 g/L的L-賴(lài)氨酸,得率為0.13 g L-賴(lài)氨酸/g葡萄糖。通過(guò)優(yōu)化添加到水解液中的營(yíng)養(yǎng)成分和發(fā)酵條件,L-賴(lài)氨酸濃度和得率分別增加至14.7 g/L和0.29 g L-賴(lài)氨酸/g葡萄糖,分別比初始時(shí)提高了一倍以上。提高酶水解過(guò)程的玉米秸稈固體含量后,水解液中可發(fā)酵單糖濃度提高,添加L-甲硫氨酸(0.15 g/L)和L-蘇氨酸(0.5 g/L)可以積累到28.4 g/L的L-賴(lài)氨酸。當(dāng)嘗試以同步糖化與發(fā)酵的方式進(jìn)行玉米秸稈原料的L-賴(lài)氨酸發(fā)酵時(shí),由于酶水解和發(fā)酵過(guò)程的最適pH值(分別為4.8和7.0)和最適溫度(分別為50℃和30℃)不一致,同步糖化與發(fā)酵過(guò)程(pH 7.0、30℃)中纖維素酶的活性較低,酶水解獲得的葡萄糖較少,與分步糖化與發(fā)酵相比,L-賴(lài)氨酸積累基本沒(méi)有得到改善。當(dāng)采取酶水解和L-賴(lài)氨酸發(fā)酵分階段序貫進(jìn)行的策略時(shí),即在最適的酶水解pH值(4.8)和溫度(50℃)下完成較為徹底的酶水解,然后不經(jīng)固液分離直接調(diào)整水解液漿的pH值和溫度至L-賴(lài)氨酸發(fā)酵條件(pH 7.0、30℃),L-賴(lài)氨酸的發(fā)酵性能得到較大提升。在玉米秸稈固體含量為30%(w/w)的條件下,L-賴(lài)氨酸的濃度、得率和產(chǎn)率分別達(dá)到33.8 g/L、0.24 g L-賴(lài)氨酸/g纖維素和0.28 g/L/h,均比分步糖化與發(fā)酵明顯提高。本文以玉米秸稈為原料,通過(guò)優(yōu)化發(fā)酵過(guò)程提高L-賴(lài)氨酸發(fā)酵水平,展示了利用木質(zhì)纖維素原料替代淀粉質(zhì)原料進(jìn)行L-賴(lài)氨酸生產(chǎn)的潛力,為今后利用木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)L-賴(lài)氨酸提供參考。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ922.3
【圖文】：

物焚燒引起的環(huán)境污染。逡逑１．３．１木質(zhì)纖維素逡逑如圖１．２所示，木質(zhì)纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三種聚合物組成，還逡逑有少量的可溶性組分［４４］。木質(zhì)纖維素中的纖維素與半纖維素相互纏繞，并被木質(zhì)素所包逡逑裹。纖維素由Ｄ－葡萄糖亞基組成，通過(guò)卩－１，４－糖苷鍵連接，是大多數(shù)植物細(xì)胞壁的主要逡逑成分。半纖維素具有無(wú)規(guī)則和無(wú)定形的結(jié)構(gòu)，由木聚糖、半乳甘露聚糖、阿拉伯木聚糖逡逑和葡甘露聚糖等幾種雜聚物組成不同植物之間的半纖維素組成是高度可變的，軟木逡逑中的半纖維素主要由葡甘露聚糖組成［４６］，而硬木中的半纖維素主要由木聚糖組成［３９］，玉逡逑米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、甘蔗渣等幾種農(nóng)業(yè)廢棄物的半纖維素主要由木聚糖組成逡逑半纖維素的雜聚物由不同的５碳和６碳單糖單元組成，包括戊糖（木糖、阿拉伯糖），逡逑己糖（甘露糖、葡萄糖、半乳糖）和乙�；牵郏矗担�。木質(zhì)素是由芳香族化合物聚合而成，逡逑主要包括對(duì)羥苯基類(lèi)、愈創(chuàng)木酚基類(lèi)和丁香基類(lèi)等三種酚類(lèi)單體［４８］。在不同來(lái)源的木質(zhì)逡逑纖維素中

添加量分別為邋５、１０、１５、２０、３０邋ｇ／Ｌ。發(fā)酵條件：３０邋°Ｃ、初始邋ｐＨ邋７．０、２００邋ｒｐｍ、１０％邋（ｖ／ｖ）接種逡逑量，每４ｈ用５ＭＮａＯＨ調(diào)節(jié)ｐＨ為７．０。逡逑從圖２．２ａ可以看出，當(dāng)硫酸銨添加量由５ｇ／Ｌ提高至２０ｇ／Ｌ，菌體的生長(zhǎng)沒(méi)有明顯逡逑變化，但是當(dāng)硫酸銨添加量達(dá)到３０邋ｇ／Ｌ，菌體生長(zhǎng)受到抑制，最大ＯＤ６ＱＧ由１９．４降低至逡逑１４．５，菌體生物量減少，這表明了過(guò)高的硫酸添加量不利于菌體在水解液中生長(zhǎng)。在圖逡逑２．２ｂ中，硫酸銨添加量為５、１０、１５、２０、３０邋ｇ／Ｌ時(shí)，分別積累Ｌ－賴(lài)氨酸３．８、７．５、１２．０、逡逑１２．６和１１．４ｇ／Ｌ，得率分別為０．０８、０．１５、０＿２６、０．２８和０＿２６ｇＬ－賴(lài)氨酸／ｇ葡萄糖。硫酸逡逑

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【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2793421