生物法制備丙酸聯(lián)產(chǎn)維生素B12的研究.pdf

1、丙酸作為一種大宗產(chǎn)品，是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于食品、制藥、材料等行業(yè)。近年來，生物法合成丙酸成為國內(nèi)外研究的熱點。維生素B12(VB12)是丙酸桿菌生產(chǎn)丙酸過程中產(chǎn)生的高值副產(chǎn)物，在生產(chǎn)價格低廉的丙酸的同時聯(lián)產(chǎn)VB12可提高整條工藝路線的經(jīng)濟(jì)性。本論文就丙酸發(fā)酵液中有機(jī)酸分析方法的建立、丙酸聯(lián)產(chǎn)VB12的搖瓶及發(fā)酵罐發(fā)酵條件的優(yōu)化進(jìn)行了探索，結(jié)果如下：
　　 (1)利用反相高效液相色譜法分析了丙酸發(fā)酵液中的六種有機(jī)酸，考

2、察了檢測波長、流動相濃度、流速、pH、有機(jī)改性劑、柱溫等多種因素對分離的影響，并對方法的精密度、回收率進(jìn)行驗證，6種有機(jī)酸線性相關(guān)系數(shù)均在0.9992～1之間；方法的回收率為97％～104％。該色譜條件下9 min內(nèi)發(fā)酵液中各有機(jī)酸能得到良好分離，適于指導(dǎo)整個發(fā)酵過程條件的優(yōu)化及發(fā)酵產(chǎn)物的監(jiān)控工作。
　　 (2)進(jìn)行了搖瓶發(fā)酵條件的優(yōu)化，考察了培養(yǎng)基起始pH，培養(yǎng)溫度，碳源以及前體添加時間對發(fā)酵過程的影響；利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計軟件SAS

3、系統(tǒng)，采用部分析因?qū)嶒炓约爸行捻憫?yīng)面分析法中的旋轉(zhuǎn)中心組合設(shè)計法優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)基配方。在優(yōu)化條件下，Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015發(fā)酵140 h丙酸產(chǎn)量達(dá)16.75 g/L，糖轉(zhuǎn)化率為41.88％，其生產(chǎn)強(qiáng)度為0.119 g/L/h；VB12產(chǎn)量15.12 mg/L。
　　 (3)對P.freudenreichii CCTCC M207015在7.5 L生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)

4、行了發(fā)酵罐上條件優(yōu)化。考察了初始葡萄糖濃度和pH對發(fā)酵的影響。最佳發(fā)酵條件為：初始葡萄糖濃度為40 g/L，同時采用兩步pH控制策略，即為發(fā)酵0-48 h控制pH6.5，發(fā)酵48 h后pH6.0，在培養(yǎng)溫度35℃，攪拌轉(zhuǎn)速100 r/min的條件下進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。丙酸的產(chǎn)量為19.05 g/L，VB12的產(chǎn)量為22.62 mg/L，比搖瓶發(fā)酵分別提高了11％、43％。還探討了批式補(bǔ)加葡萄糖對發(fā)酵的影響，考察結(jié)果表明，批式補(bǔ)料發(fā)酵顯著提高了