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圆褐固氮菌G-3菌株合成3-羟基丁酸3-羟基戊酸共聚物发酵条件研究

王静  
【摘要】:本论文研究了圆褐固氮菌G- 3菌株以蔗糖为主要碳源、戊酸为辅助碳源发酵 生产完全可降解塑料3一羟基丁酸3一羟基戊酸共聚物(PHBV)。结果表明,蔗糖 低浓度(l%-2%)利于菌体生长,较高浓度(3%-4%)利于PHBV的积累,运 用补糖技术,维持发酵液蔗糖浓度在 2%左右,能使菌体生物量和 PHBV产量有 较大幅度的增长。溶氧情况对菌体的生长和 PHBV的积累有重要影响,采用前 期供氧充分、后期限氧的控制方法可促进PHBV的积累。PHBV中HV组分含量 与戊酸的加入时间和浓度有密切的关系,戊酸的最佳加入时间为胞内多聚物合成 初期;尽管高浓度戊酸下可获得较高的HV组分含量,但会明显抑制菌体的生长 和产物的合成;通过控制戊酸浓度可以得到不同HV组分含量的PHBV共聚物。 2L小罐中在PHBV合成阶段流加不同糖酸比混合液,发酵44小时左右,细胞干 重达 12.7一17.2g/L,PHBV百分含量 68%以上,HV组分含量为 8.7-24.5mol%。 因固氮菌的本身属性,培养后期发酵液粘度过高,使补糖受抑,生物量和 PHBV含量再无法提高。为解决这一问题,将固氮菌G-3菌株和巨大芽抱杆菌 G.6菌株混合培养技术运用于PHBV的生产。采用淀粉和蔗糖一起做碳源,G-6 菌株恰能利用淀粉水解产生的大量还原糖,使淀粉这种本不适于G-3菌株生长和 产物积累的廉价碳源得以使用,进一步降低了生产成本。增加补料量,总糖量 12O、戊酸0.5o,菌体生物量可达36.3眯,P皿V百分含量达77O,HV组分 含量15mol%,是G-3 菌株单独养时的二倍多,取得了好的结果。 研究还对获得的小试样品的理化性质及加工性能进行了测定,证明所得 PHBV产品比PHB韧性增强、脆性降低,熔点、热熔、结晶度降低,易于控制 熔点加工温度,具有更优越的性质,并且完全符合国际上PHA的各项技术性能 指标。


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