發(fā)布時間：2020-08-21 19:42

【摘要】：3-羥基丙酸(3-HP)作為商業(yè)價值巨大的大宗化學(xué)品,應(yīng)用十分廣泛。目前市面上生產(chǎn)3-HP的方法常見于化學(xué)法和微生物法�；瘜W(xué)合成法由于產(chǎn)量低、成本高、分離純化難等缺點,工業(yè)化受到局限。微生物法合成3-HP的不斷突破克服了化學(xué)合成法中存在的缺陷。本文以肺炎克雷伯氏桿菌(Klebsiella pneumoniae)作為發(fā)酵菌株,上罐發(fā)酵,得到了 3-HP的發(fā)酵液。以3-HP發(fā)酵液為原料,初步建立了 3-HP的分離路線。具體結(jié)果如下:(1)根據(jù)3-HP的產(chǎn)量、時空產(chǎn)率、甘油轉(zhuǎn)化率等指標(biāo),確認實驗室已構(gòu)建成功的高產(chǎn)3-HP的菌株K.pneumoniae.(3tac)適用于上罐發(fā)酵和后期分離。發(fā)酵液各組分濃度如下所示:3-HP 90.01 g/L,乳酸 7.36 g/L,乙酸 13.31 g/L,1,3-丙二醇 2.82 g/L,2,3-丁二醇 2.47 g/L。(2)用CaC12作為絮凝劑,除去3-HP發(fā)酵液中的菌體和大分子蛋白等副產(chǎn)物。在最優(yōu)的絮凝條件下,菌體的絮凝率達到99.99%,可溶性蛋白的絮凝率為90.98%,3-HP的損失率為1.6%。通過測定不同條件下的zeta電位和不同pH下的發(fā)酵液狀態(tài),初步確定CaC12絮凝菌體的主要機理為電位中和。(3)用粉末活性炭進行靜態(tài)脫色,發(fā)現(xiàn)pH 7,脫色劑用量達到28g/L時,色素的去除率為90%,3-HP的損失在5%-8%。用顆粒活性炭作為脫色材料,綜合除雜效果和3-HP的損失,發(fā)現(xiàn)1.34 mL/min可作為動態(tài)柱法的理想流速。732陽離子樹脂不適用于3-HP發(fā)酵液的脫色。(4)篩選了發(fā)酵液脫鹽所用的樹脂,結(jié)果表明732陽離子樹脂和D301R陰離子樹脂是性能優(yōu)良的脫鹽材料。732陽離子樹脂的理想體積流量為2 BV/h,D301R陰離子樹脂的理想體積流量為1-2 BV/h。利用711陰離子樹脂和D290陰離子樹脂除去醇類雜質(zhì),(5)嘗試使用薄層層析色譜法分離3-HP和乳酸,以1:10的甲醇:二氯甲烷為展開劑,分離出少量3-HP的純品。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ921
【圖文】：

．－，止發(fā)酵。逡逑酵過程中甘油消耗速率的變化逡逑表２－９不同發(fā)酵時期的甘油消耗速率逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－９邋Ｇｌｙｃｅｒｏｌ邋ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ邋ｒａｔｅｓ邋ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｔｉｍｅ逡逑發(fā)酵時期邐指數(shù)生長期邐穩(wěn)定期邐衰亡期逡逑油消耗速率／ｇ／ｈ邐１．２４邐０．９３邐０．３５逡逑上表可以看出，甘油在不同時期的消耗速率變化與生長速率變化數(shù)生長期時，菌體快速生長，甘油消耗速率最高；衰亡期時，菌體大于生長速率，甘油消耗速率較指數(shù)生長期大幅降低。逡逑酵周期中有機酸濃度的變化逡逑１００邋邐逡逑

邐８４逡逑Ｔｉｍｅ邋／邋ｈ逡逑圖２－２發(fā)酵過程中３－ＨＰ和乳酸濃度變化曲線逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｉｍｅ邋ｃｏｕｒｓｅ邋ｏｆ邋３－ＨＰ邋ａｎｄ邋ｌａｃｔｉｃ邋ａｃｉｄ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ逡逑１９逡逑

ａｏ邋ａｓ邋１．０邐１＿５邐２．０邐２￡邐３．０邐Ｊ．５邐４．０邐４．５邐５．０邐５５邐６．０邐６．５邐７．０邋ｍｉｎ逡逑圖２－３有機酸標(biāo)品的液相圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋ＨＰＬＣ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｏｒｇａｎｉｃ邋ａｃｉｄｓ逡逑高效液相色譜柱為ｃｉ８柱，混合物的極性大小決定其出峰順序，上圖中從逡逑左到右依次為３－ＨＰ、乳酸和乙酸標(biāo)品。分別以標(biāo)品濃度和峰面積為橫縱坐標(biāo)建逡逑立線性方程，如下所示：逡逑表２－１０有機酸標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１０邋Ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｏｒｇａｎｉｃ邋ａｃｉｄｓ逡逑ｍ－邐線性范圍邐回歸方程邐相關(guān)系數(shù)逡逑３－羥基丙酸邐０．０１－１．００邐ｙ＝４２２８３８ｘ邐Ｒ２邋＝邐０－９９９９逡逑乳酸邐０．０１￣１．００邐ｙ＝７１８５０４ｘ邐Ｒ２邋＝邐０．９９９９逡逑乙酸邐０．０邋丨？１．００邐ｙ＝８８７２８２ｘ邐Ｒ２邋＝邐０．９９９７逡逑２０逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2799784