發(fā)布時間：2020-06-12 06:35

【摘要】：韋蘭膠(Welan Gum)是鞘氨醇單胞菌(Sphingomomassp.)發(fā)酵產(chǎn)生的一種酸性陰離子胞外多糖,具有優(yōu)良的流變性、穩(wěn)定性、增稠性和懸浮性,這使得它在食品、水泥和石油工業(yè)中備受青睞。然而,目前韋蘭膠發(fā)酵生產(chǎn)還存在著傳氧困難、成本高的問題。甘蔗糖蜜作為廣西特色生物質(zhì)資源,不僅價格低廉、營養(yǎng)豐富而且已在發(fā)酵工業(yè)的實際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。因此,若能夠利用甘蔗糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)韋蘭膠,實現(xiàn)生物質(zhì)資源的高值化利用,將為韋蘭膠的高效低成本生產(chǎn)提供科學依據(jù)。本文以Sphingomonas paucimobili FM01為出發(fā)菌株,以高效生產(chǎn)韋蘭膠為目標,開展糖蜜預(yù)處理、培養(yǎng)條件優(yōu)化、結(jié)構(gòu)表征、流變性質(zhì)等相關(guān)研究。主要研究結(jié)果如下:1.分別考察了六種糖蜜預(yù)處理方法對韋蘭膠發(fā)酵的影響。其中,對糖蜜膠體、灰分、重金屬元素清除效果最好的為磷酸加絮凝劑助清法,其次為活性炭結(jié)合硅藻土法。利用磷酸加絮凝劑助清法處理糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)韋蘭膠相較未處理糖蜜產(chǎn)量提高了38%。2.考察了培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件對韋蘭膠發(fā)酵的影響:(1)單因素優(yōu)化后得到最佳營養(yǎng)條件:糖蜜糖濃度60 g·L~(-1),牛肉膏6g·L~(-1),磷酸二氫鉀3 g·L~(-1)、硫酸鎂0.5 g·L~(-1),氯化鈉1 g·L~(-1)。(2)單因素實驗得到最佳培養(yǎng)條件:搖床250r/min;裝液量75mL/500mL;培養(yǎng)溫度30℃。以此上述發(fā)酵條件進行72 h發(fā)酵驗證,得到韋蘭膠產(chǎn)量為26.31 g·L~(-1),比優(yōu)化前提高了64%。3.(1)考察了四種氧載體以及H_2O_2對糖蜜韋蘭膠發(fā)酵的影響,當H_2O_2濃度為15mmol/L,添加時間為48h時獲得最大韋蘭膠產(chǎn)量31.22g·L~(-1)。(2)考察了煙酸、檸檬酸、尿嘧啶對糖蜜韋蘭膠發(fā)酵的影響,當煙酸添加量為4 mg· L~(-1)時,相比對照組提高了4.47%,達到了33.93 g·L~(-1);而尿嘧啶和檸檬酸均對韋蘭膠合成有抑制作用。在最優(yōu)條件進行72 h發(fā)酵驗證,得到韋蘭膠產(chǎn)量為37.65 g·L~(-1)。4.(1)對糖蜜韋蘭膠和蔗糖韋蘭膠進行結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果表明:兩種韋蘭膠分子鍵型一致;蔗糖韋蘭膠四種單糖摩爾比為甘露糖:鼠李糖:葡萄糖醛酸:葡萄糖=1:33.65:3.24:21.09;糖蜜韋蘭膠七種單糖摩爾比為甘露糖:鼠李糖:葡萄糖醛酸:葡萄糖:半乳糖:木糖:阿拉伯糖=1:11.17:2.83:6.88:2.17:1.04:2.27;掃描電鏡顯示蔗糖韋蘭膠與糖蜜韋蘭膠由粗長片狀尾部撕裂成若干個細絲狀,形成細長絲狀、緊密聚集的空間結(jié)構(gòu)。(2)對兩種韋蘭膠溶液進行流變性質(zhì)研究。通過振幅掃描確定應(yīng)變?yōu)?0%;在15 Hz內(nèi)兩種韋蘭膠溶液的存儲模量大于損耗模量,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;在升溫過程中兩種韋蘭膠溶液存儲模量和損耗模量降低;在2%-10%氯化鈉、氯化鉀的條件下兩種韋蘭膠溶液流變性質(zhì)穩(wěn)定;pH 6-9范圍內(nèi)對兩種韋蘭膠溶液的剪切黏度影響不大,但在強酸強堿環(huán)境下,兩種韋蘭膠溶液的剪切黏度略有下降。
【圖文】：

因此，開發(fā)一種利用廉價碳源合成韋蘭膠的生物策略是非常迫切的。逡逑蜜作為發(fā)酵底物的優(yōu)勢逡逑１）廣西產(chǎn)量多、價格低廉。廣西壯族自治區(qū)是我國的糖業(yè)生產(chǎn)基地、集散地和交逡逑，其產(chǎn)糖量占全國產(chǎn)量的６０％以上，據(jù)廣西糖業(yè)發(fā)展辦公室統(tǒng)計２０１７－２０１８年廣逡逑種植面積為１１４０萬畝，產(chǎn)糖量５６０－６００萬噸，種植面積同比增長了邋５％，，產(chǎn)糖量逡逑長６％－９％，甘蔗漲勢喜人。不僅如此，廣西還建設(shè)了邋“雙高”（高產(chǎn)高糖）糖料逡逑建設(shè)，使得基地中每噸甘蔗可以節(jié)約６０元成本，若按《糖料蔗主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)發(fā)展逡逑進行，在２０２０年廣西糖料蔗種植成本將會節(jié)約１５０元／噸。糖蜜作為糖業(yè)的副產(chǎn)逡逑在廣西的產(chǎn)量每年也能達到１．８Ｘ１０６噸以上，但價格只有３００－４００元／噸［４（）］。糖業(yè)逡逑經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，若將糖蜜直接應(yīng)用，其附加價值低，收益�。郏矗保�；而利用生物發(fā)逡逑蜜轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)品，不僅可以解決廣西制糖產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物利用的問題，還可以提逡逑的附加價值，從環(huán)保和長遠的角度出發(fā)，都具有可持續(xù)性。逡逑

糖母液用超純水定容至５０ｍＬ，得到的混糖濃度分別為：５、１０、２０、４０ｒｎｇ／ｍＬ的混糖逡逑標準溶液，�。冲澹恚谈鳚舛葮藴室杭樱罚恚桃掖�，針孔式０．２２邋ｐｍ水膜過濾，于液相樣品逡逑瓶中。以峰面積為橫坐標，以糖濃度為縱坐標，果糖、葡萄糖、蔗糖標準曲線如圖２－１逡逑所示。逡逑液相色譜條件：檢測器為示差檢測器；色譜柱：ＺＯＲＢＡＸＮＦｂ柱（４．６ｘ２５０ｍｍ，逡逑５嘩）；柱溫３０°Ｃ；流動相為８０％乙腈和２０％超純水，流速為ｌ．ＯｍＬ＇ｍｉｎ－１，進樣量２０逡逑｜ｘＬ0逡逑１５逡逑
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ281;TQ920.6

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1 周Z

本文編號：2709137