微生物發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇的研究.pdf

1、木糖醇是一種五碳糖醇，廣泛應(yīng)用于社會生活中的多種領(lǐng)域，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會價(jià)值。利用化學(xué)方法催化加氫生產(chǎn)木糖醇，工藝復(fù)雜且容易造成環(huán)境污染。本文從發(fā)酵菌株的選育開始，紫外誘變處理，對半纖維素水解液的制備以及水解液的脫毒處理、菌種的馴化改良、微膠囊固定化細(xì)胞、木糖醇發(fā)酵過程的調(diào)控與優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，考察了搖床轉(zhuǎn)速、起始C/N比、起始pH、接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度等因素的影響。隨著研究的不斷深入，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)木糖醇的良

2、好應(yīng)用前景越來越受到大家的重視。主要結(jié)果如下：
　　 （1）本文針對可以發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇的菌株：季也蒙假絲酵母（Candida guilliermondii）、莫格假絲酵母（Candida mogii）、產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis），對其菌種生長、木糖消耗、木糖醇得率以及木糖醇生成的關(guān)鍵酶活力進(jìn)行了比較，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，季也蒙假絲酵母最適合作發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇的菌株，發(fā)酵木糖液60h，最大得率為51.43％。紫外誘變育種是一

3、種最常用的有效的手段，增加篩選優(yōu)良菌株的機(jī)會，把篩選出的季也蒙假絲酵母菌株，經(jīng)紫外誘變后發(fā)酵木糖液，木糖醇得率為64.82％，明顯高于誘變前，為以后研究提供了優(yōu)良菌株。
　　 （2）微生物發(fā)酵法生產(chǎn)木糖醇，已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，尤其是發(fā)酵植物半纖維素水解液法生產(chǎn)木糖醇。本文研究了水解液的制備及脫毒，比如活性炭脫毒，石灰中和等，由于活性炭脫毒經(jīng)濟(jì)高效，對活性炭脫毒進(jìn)行了著重研究，活性炭脫毒條件為：溫度55℃，pH值為5，時(shí)間12h

4、，此時(shí)脫毒效果比較理想。水解條件的選擇：2.0％的硫酸，水解溫度為105℃，液固比8：1條件下水解2h，此時(shí)的糖濃度為62.42g/L，得率為37.52％。
　　 （3）季也蒙假絲酵母發(fā)酵半纖維素水解液生產(chǎn)木糖醇，從不同的初始pH、溫度、轉(zhuǎn)速、裝液量、接種量這5方面優(yōu)化，得到的最優(yōu)發(fā)酵條件為：發(fā)酵溫度30℃，轉(zhuǎn)速180 r/min，初始pH5.5，接種量10％，初糖濃度為60.00 g/L，發(fā)酵后木糖醇產(chǎn)量43.31 g/L，木

5、糖醇得率為72.18％，遠(yuǎn)高于優(yōu)化前64.82％的得率。
　　 （4）半纖維素水解液中的主要抑制物是乙酸、糠醛、單寧、香草醛等酚類化合物。已有研究結(jié)果表明：當(dāng)乙酸濃度高于1.20 g/L、糠醛濃度高于0.50g/L時(shí)，木糖醇發(fā)酵被明顯抑制。研究發(fā)現(xiàn)離子交換樹脂脫毒效果良好，但成本相對較高；采用石灰中和對水解液中乙酸的去除率為6.23％，糠醛的去除率為5.67％，再同時(shí)結(jié)合濃縮汽提揮發(fā)脫毒處理，可使乙酸的去除率可達(dá)58.42％，糠

6、醛的去除率為75.68％，該方法經(jīng)濟(jì)簡便，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 （5）利用微膠囊化固定季也蒙假絲酵母細(xì)胞發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇，發(fā)酵半纖維素水解液產(chǎn)木糖醇效率明顯提高。在搖瓶條件下，采用分批次發(fā)酵，結(jié)果如下：發(fā)酵溫度30℃，初始pH值5.0，間斷改變搖床轉(zhuǎn)速，其中0～24h，200r/min；24～84h，180 r/min，固定化細(xì)胞凝膠珠與玉米芯半纖維素水解液體積比為1：3，利用固定化細(xì)胞重復(fù)進(jìn)行8批次發(fā)酵，木糖醇得率平均