乳酸被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化妝、紡織和化工等領(lǐng)域,近年來生物可降解材料聚乳酸的生產(chǎn),加大了工業(yè)乳酸的需求量。微生物發(fā)酵法是工業(yè)生產(chǎn)乳酸的主要方法,但原料成本及發(fā)酵工藝是制約生物合成乳酸規(guī)�；a(chǎn)的主要因素。本研究以嗜熱凝結(jié)芽胞桿菌（Bacillus coagulans）IPE22為出發(fā)菌株,以非糧生物質(zhì)為原料,對開放式發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的規(guī)律及機理進行研究。（1）針對淀粉質(zhì)生物質(zhì),首先以可溶性淀粉做碳源研究B.coagulans IPE22開放式發(fā)酵合成乳酸的機制,發(fā)現(xiàn)IPE22菌株可以分泌淀粉酶（29.47 mU/mg）并合成乳酸,但乳酸生產(chǎn)強度較低（0.80 g/（L·h））。進而,針對傳統(tǒng)工藝中以淀粉為原料合成乳酸時存在的最適酶解溫度與發(fā)酵溫度不一致導致的操作繁瑣問題,利用多種淀粉酶開展不同的酶解策略研究,發(fā)現(xiàn)添加中溫α-淀粉酶和糖化酶的一步法同步液化糖化發(fā)酵（SLSF）工藝可以高效合成乳酸,淀粉轉(zhuǎn)化率、乳酸得率和生產(chǎn)強度分別可達89.77%、0.99 g/g和1.72 g/（L·h）。最后,以富含淀粉的非糧生物質(zhì)（木薯粉和高粱粉）代替可溶性淀粉開展一步開放式發(fā)酵合成乳酸實驗,發(fā)現(xiàn)乳... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１乳酸（鹽）的商業(yè)用途問??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ＬＡ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｓａｌｔ??１??

預計２０２５年將達到１９６０．１?ｋｔ［ｎ］。??Ｕ．２乳酸的合成??乳酸生產(chǎn)主要有化學合成法和微生物發(fā)酵法（圖１．２）�；瘜W合成法首先利??用乙醛和氫氰酸經(jīng)過高壓反應合成乳腈，然后乳腈經(jīng)硫酸水解生成乳酸，該方法??所產(chǎn)乳酸純度高，但產(chǎn)物是外消旋的ＤＬ－乳酸。而微生物發(fā)酵法，則是以糖、淀??粉和木質(zhì)纖維素等做原料，利用各種細菌或真菌經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化合成乳酸，發(fā)酵產(chǎn)??物可以是高光學純度的Ｌ－或Ｄ－乳酸［１２］。在聚乳酸合成中，Ｌ－或Ｄ－乳酸均聚物形??成結(jié)構(gòu)規(guī)則的結(jié)晶相，而Ｌ－和Ｄ－乳酸共聚物形成結(jié)構(gòu)不規(guī)則的非晶態(tài)材料。為??了得到均相的聚乳酸，合成高光學純度的Ｄ－或Ｌ－乳酸單體是必要的Ｗ。因此微??生物發(fā)酵法已成為工業(yè)生產(chǎn)乳酸的主流方法，全球乳酸總量中約９０％通過此法獲??得［１３］。??Ａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ?Ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｃｙａｎｉｄｅ?Ｌｉｇｎｏ

預計２０２５年將達到１９６０．１?ｋｔ［ｎ］。??Ｕ．２乳酸的合成??乳酸生產(chǎn)主要有化學合成法和微生物發(fā)酵法（圖１．２）�；瘜W合成法首先利??用乙醛和氫氰酸經(jīng)過高壓反應合成乳腈，然后乳腈經(jīng)硫酸水解生成乳酸，該方法??所產(chǎn)乳酸純度高，但產(chǎn)物是外消旋的ＤＬ－乳酸。而微生物發(fā)酵法，則是以糖、淀??粉和木質(zhì)纖維素等做原料，利用各種細菌或真菌經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化合成乳酸，發(fā)酵產(chǎn)??物可以是高光學純度的Ｌ－或Ｄ－乳酸［１２］。在聚乳酸合成中，Ｌ－或Ｄ－乳酸均聚物形??成結(jié)構(gòu)規(guī)則的結(jié)晶相，而Ｌ－和Ｄ－乳酸共聚物形成結(jié)構(gòu)不規(guī)則的非晶態(tài)材料。為??了得到均相的聚乳酸，合成高光學純度的Ｄ－或Ｌ－乳酸單體是必要的Ｗ。因此微??生物發(fā)酵法已成為工業(yè)生產(chǎn)乳酸的主流方法，全球乳酸總量中約９０％通過此法獲??得［１３］。??Ａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ?Ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｃｙａｎｉｄｅ?Ｌｉｇｎｏ


本文編號：2965031