葡萄糖酸鈉發(fā)酵工藝優(yōu)化及副產(chǎn)物綜合利用.pdf

1、葡萄糖酸鈉(Sodium gluconate)作為一種化學(xué)較為性質(zhì)溫和的有機(jī)酸鹽，具有無毒、無腐燭性、無揮發(fā)性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品、化工、建筑、醫(yī)藥等行業(yè)。當(dāng)前以葡萄糖為原料生產(chǎn)葡萄糖酸鈉主要有4種類型：電解法、化學(xué)氧化法、酶催化法和發(fā)酵法等。發(fā)酵法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉的原理是利用黑曲霉分泌的葡萄糖氧化酶（GOD）對(duì)葡萄糖進(jìn)行氧化脫氫作用得到葡萄糖酸，同時(shí)通過流加一定量的氫氧化鈉溶液中和葡萄糖酸維持一定的pH值而得到葡萄糖酸鈉。發(fā)酵法由于其

2、反應(yīng)速度易于控制、產(chǎn)品易提取、環(huán)境友好等優(yōu)勢，逐漸成為葡萄糖酸鈉生產(chǎn)的主要方法。本文從生產(chǎn)葡萄糖酸鈉黑曲霉的菌種篩選入手，優(yōu)化發(fā)酵工藝，縮短發(fā)酵周期，并對(duì)殘?zhí)浅煞诌M(jìn)行了定性鑒定，進(jìn)一步研究了其產(chǎn)生的原因以及可能的消減策略。針對(duì)發(fā)酵副產(chǎn)物菌絲體中含有豐富的GOD，設(shè)計(jì)了利用廢菌體生產(chǎn)GOD的工藝條件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)副產(chǎn)物高效利用。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)以葡萄糖酸鈉生產(chǎn)菌黑曲霉為發(fā)酵菌株，從接種方式、接種量以及種子培養(yǎng)時(shí)間入手對(duì)葡

3、萄糖酸鈉的發(fā)酵周期進(jìn)行優(yōu)化。以轉(zhuǎn)種的方式進(jìn)行發(fā)酵，接種比例為10％，種子培養(yǎng)時(shí)間為20h，發(fā)酵周期最短為22h。并在發(fā)酵后期通過流加葡萄糖溶液方式，進(jìn)行補(bǔ)料發(fā)酵，可提高葡萄糖酸鈉產(chǎn)率。
　　(2)通過脫色、濃縮結(jié)晶、離心、離交除鹽等處理方法對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行分離純化獲得發(fā)酵液殘余的還原糖。利用紙層析法，高效液相色譜法，半胱氨酸-咔唑法等方法對(duì)殘?zhí)浅煞诌M(jìn)行分析鑒定，得出其主要成分為果糖。對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，調(diào)整發(fā)酵工藝，發(fā)酵液殘?zhí)呛?/p>

4、由0.66%降至0.1%。
　　(3)探索不同菌體破碎方法對(duì)葡萄糖氧化酶提取效果的影響，確定粗酶液提取的最佳方法為機(jī)械研磨法。粗酶液經(jīng)超濾濃縮后，探究在不同(NH4)2SO4飽和度條件下葡萄糖氧化酶沉淀效果。確定了在80%的硫酸銨飽和度條件下，GOD的沉淀效果做好。粗蛋白經(jīng)Sephadex G-25層析柱除鹽，DEAE-纖維素32離子層析除雜蛋白和SephadexG-100分子篩層析進(jìn)一步純化后，得到純度較高的GOD。經(jīng)SDS-聚