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Q9415菌发酵生产胞外多糖的研究

张宁  
【摘要】:本论文对放射形土壤杆菌Q9415的发酵生产工艺作了进一步的优化,研究了采用甘蔗糖蜜,葡萄糖浆,大豆粕和花生粕等农副产品原料为发酵培养基,在培养基中添加表面活性剂和油对发酵的影响。研究了在发酵液的后处理中采用平板膜和中空纤维膜超滤浓缩和有机溶剂提取多糖的工艺,得到如下结论: 1、在已有单因子实验的基础上,对发酵培养的碳源浓度、接种量和pH等条件进行优化。优选得到较佳的发酵工艺条件:碳源4%~5%,pH6.5~8,接种量10%左右。摇瓶发酵的产量22.6g/L,碳源转化率45%,产品粘度2.01Pa.s。30L放大发酵的实验结果得到产胶30g/L,产品粘度4.6Pa.s。 2、采用甘蔗糖蜜、葡萄糖浆、大豆粕和花生粕分别作为发酵培养基的碳源和氮源,结果表明大豆麸发酵的生物量2.15g/L、产胶量1.32%和产品粘度1.28Pa.S,葡萄糖浆(30g/L)为发酵培养基时,能得到较高产量15.5g/L。甘蔗糖蜜(50g/L)也能得到较高的产量13.9g/L和质量1.64Pa.S。 3、研究了发酵过程中添加非离子型表面活性剂TritonX-100,Tween80等对发酵产胶的影响。在摇瓶中添加TritonX 100,最适浓度为2.5g/L左右,最适时间46~72h。30L发酵罐中添加0.1g/L TritonX可在86h得到产量28.5g/L,产品的粘度也较高。此外,在发酵培养基中添加一部分水不溶性的组分,提高发酵产胶的产量和质量。 4、PS-9415发酵为混合型发酵。应用logistic方程和L-P方程对PS-9415发酵过程的菌体生长,多糖合成以及底物消耗的动力学进行了讨论。研究发现,logistic方程和L-P方程建立的动力学模型较好地拟合了实验数据。 5、研究了较高浓度的发酵液的理化性质,发现分子量约为100,000的PS-9415是粘稠度较高的假塑型流体,0.5%~5%的溶液表观粘度为0.7~10.12Pa.s。其粘度、凝胶性质对较高温、高剪切力的长时间处理都比较稳定。 6、采用了截留分子量为50,000的内压式中空纤维超滤器对PS-9415溶液进了浓缩分离的研究。研究表明,膜的透过通量受温度、料液浓度、操作压力等操作参数的影响。其中高温、低浓度的料液在较高的操作压力下有较高


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