小麥麩皮水解液發(fā)酵產(chǎn)L-蘋果酸的研究.pdf

1、蘋果酸作為一種重要的有機酸,被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。目前,蘋果酸的生產(chǎn)主要以石化原料進行化學(xué)合成而制得,隨著石油等不可再生資源的日益枯竭,利用綠色、安全的生物轉(zhuǎn)化法制備有機酸將成為必然。小麥麩皮是面粉加工過程中的主要副產(chǎn)物,富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素等多種物質(zhì),將麩皮經(jīng)微生物發(fā)酵制備有機酸,可有效提高其利用率和附加值。本文采用稀酸水解小麥麩皮制備可發(fā)酵性糖液,在對曲霉CICC40365利用木糖發(fā)酵產(chǎn)L-蘋果酸特性研究的

2、基礎(chǔ)上,探索麩皮水解液為底物發(fā)酵產(chǎn)L-蘋果酸的效果,通過發(fā)酵工藝條件優(yōu)化提高產(chǎn)酸量。主要研究結(jié)果如下。
　　(1)正交試驗獲得稀酸水解制備可發(fā)酵性糖的最佳工藝參數(shù):酸濃度3％,反應(yīng)時間60min,反應(yīng)溫度120℃,料液比1:12,該條件下的水解液糖濃度達到45.27±0.81g/L。其中,木糖34.95±0.47g/L,葡萄糖9.31±0.66g/L,其他單糖為1.02±0.38g/L。
　　(2)對小麥麩皮水解液脫毒效果的

3、考察結(jié)果表明,活性炭是較好的吸附劑,較優(yōu)的脫毒條件為:活性炭添加量5%,時間60min,溫度35℃,此條件下的多酚去除率達到93.4%,糠醛去除率91.5%,還原糖損失率11.7%。
　　(3)在單因素試驗的基礎(chǔ)上,響應(yīng)面試驗設(shè)計優(yōu)化得到曲霉CICC40365發(fā)酵木糖產(chǎn)L-蘋果酸的最優(yōu)培養(yǎng)基配方組成:木糖100g/L、硫酸錳0.14 g/L、硫酸亞鐵0.08g/L、酵母粉3.0g/L、硫酸銨2.0g/L、硫酸鎂0.2g/L,磷酸氫

4、二鉀0.1g/L、碳酸鈣80g/L,L-蘋果酸產(chǎn)量為53.58±0.37g/L。通過對發(fā)酵條件的考察,得到較優(yōu)的發(fā)酵條件為:接種量8%(v/v),搖瓶裝液量60ml/250ml,搖床轉(zhuǎn)速170r/min,發(fā)酵周期8天,發(fā)酵溫度32℃,該條件下 L-蘋果酸產(chǎn)量55.47±0.63g/L。
　　(4)在對曲霉 CICC40365木糖代謝途徑的初步研究中發(fā)現(xiàn),木酮糖激酶(XK)為該菌株木糖代謝過程中的一種重要酶,Mg2+、Mn2+對木酮

5、糖激酶有明顯的激活作用,XK的激活可提高該菌株木糖代謝能力,并相應(yīng)地增加 L-蘋果酸的產(chǎn)量。
　　(5)響應(yīng)面試驗設(shè)計獲得曲霉CICC40365利用麩皮水解液發(fā)酵產(chǎn)L-蘋果酸的最適培養(yǎng)基組成:(NH4)2SO41.37g/L、CaCO368.15g/L、MgSO40.20g/L、K2HPO40.07g/L、MnSO40.10g/L、糖濃度120 g/L、FeSO40.05g/L、酵母浸粉3g/L、KH2PO40.1g/L,該條件下