利用玉米芯同步糖化發(fā)酵產(chǎn)2,3-丁二醇的研究.pdf

1、2，3-丁二醇是一種重要的平臺(tái)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于化工、食品、燃料等領(lǐng)域。本文選擇了KlebsiellaoxytocaZU-03為菌株，以廉價(jià)的植物纖維廢棄物玉米芯為原料，采用同步糖化發(fā)酵(SSF)技術(shù)生產(chǎn)2，3-丁二醇，并對(duì)2，3-丁二醇的提取工藝進(jìn)行了探索性研究。
　　為了優(yōu)化SSF工藝，對(duì)纖維素酶用量、纖維二糖酶用量、木聚糖酶用量、pH、溫度和底物濃度等對(duì)2，3-丁二醇形成的影響進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明:在SSF工藝中，每克

2、底物（玉米芯）的酶用量為:纖維素酶25FPIU、纖維二糖酶15IU、木聚糖酶300IU;玉米芯SSF的適宜溫度為36℃，pH6.0。當(dāng)?shù)孜餄舛葹?20g/L，同步糖化發(fā)酵36h，2，3-丁二醇的質(zhì)量濃度可達(dá)46.03g/L，產(chǎn)率為1.28g/(Lh)，轉(zhuǎn)化率為0.424g/g（總糖）。
　　采用分批補(bǔ)料技術(shù)，可以提高發(fā)酵液中2，3-丁二醇的濃度，降低提取成本。研究了補(bǔ)料時(shí)間、補(bǔ)料量以及玉米芯與玉米漿粉的補(bǔ)加比例等對(duì)SSF過(guò)程的影響

3、，確立了適宜的分批補(bǔ)料工藝:自接種后12h起，每隔12h補(bǔ)一次料，每次補(bǔ)料量為15g/L，補(bǔ)加玉米芯與玉米漿粉的適宜比例為10:2。按照此工藝底物初始濃度為100g/L，補(bǔ)加到底物總濃度為250g/L時(shí)，同步糖化發(fā)酵144h，2，3-丁二醇的濃度可達(dá)75.65g/L。與分批SSF工藝相比，每克底物的酶制劑用量減少了60％。
　　發(fā)酵液經(jīng)FeCl3絮凝處理、固液分離后，采用檸檬酸鈉/乙醇雙水相體系進(jìn)行分離提取?？疾炝藱幟仕徕c質(zhì)量分?jǐn)?shù)

4、、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度對(duì)2，3-丁二醇回收率的影響。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用了響應(yīng)面分析對(duì)雙水相體系分離2，3-丁二醇的條件進(jìn)行了優(yōu)化，選用檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度3個(gè)因素進(jìn)行Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了響應(yīng)面分析，得出適宜的工藝條件為:檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21％，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％，溫度為38℃。在此條件下，2，3-丁二醇的回收率為91.8％。發(fā)酵液經(jīng)過(guò)絮凝和雙水相萃取之后，蛋白去除率為90.