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《河南工业大学》 2010年
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微生物发酵甘油产1,3-丙二醇的研究

陈金良  
【摘要】: (1)利用甘油诱导从湖南省林业科学院光皮树林地分离出一株歧化甘油高产1,3-丙二醇的菌株,命名为2e。结合形态特征、培养特征、生理生化特性以及16S rRNA基因系统进化分析对菌株进行鉴定,结果表明此菌株为克雷伯氏肺炎杆菌。 (2)通过对菌株发酵工艺的研究,得到了最适的甘油含量为40g/L,最适氮源为(NH_4)_2HPO_4,用量为3g/L,pH 7.5,温度为30℃,装液量为40%,摇床转速100rpm发酵时间为24h。并且在单因素实验的基础上选取重要的影响因素进行了正交试验,优化结果为:甘油取40g/L,(NH_4)_2HPO_4取4g/L,K_2HPO_4/KH_2PO_4取4g/L,pH取7.5,温度取26℃。虽然正交试验与单因素实验优化的结果有区别,但是主要影响因素及其用量一致。 (3)采用响应面分析方法进一步优化发酵工艺,此优化在5L发酵罐中进行,优化结果为:(NH_4)_2HPO_4 2.76g/L、K_2HPO_4/KH_2PO_4 3.98 g/L、pH值7.58。并考查了各因素对1,3-PDO产量的影响,结果表明:pH值(NH_4)_2HPO_4 K_2HPO_4/KH_2PO_4,且后两个因素的交互作用的影响比较显著;通过二次回归设计得到了1,3-PDO产量的二次多项式回归模型:Y=25.86+2.5X_1-0.71X_2+2.54X_3+1.35X_1X_2-0.61X_1X_3-1.83X_2X_3-2.32X_1~2-8.7X22- 7.01X_3~2在模型预测结果下对实验结果进行了验证,结果表明:1,3-PDO最终产量高达27.597g/L,比优化前提高了19.02%。 (4)通过2e菌甘油发酵过程的研究,将整个发酵过程分为4个阶段:I(0h~8h)、II(8h~12h)、III(12h~24h)、IV(24h以后);在II控制甘油浓度为10g/L,III控制为20g/L发酵36h左右,最终发酵液中1,3-PDO含量高达69.8g/L,比恒定底物浓度发酵提高了28.5%。 (5)通过对发酵液中1,3-PDO萃取分离反应条件的研究,得到了最佳分离工艺条件为:乙醛/PDO为3:1,温度25℃,强酸性树脂与硫酸分段催化反应15min,加入甲苯同步萃取分离。在此工艺下1,3-PDO转化率高达97.1%,2-甲基-1,3-二噁烷(2MD)收率为92.5%。
【学位授予单位】:河南工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ223.162

【参考文献】
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