【摘要】：L-賴氨酸是僅次于谷氨酸的大宗氨基酸發(fā)酵產(chǎn)品,目前工業(yè)上主要使用玉米、小麥和木薯等淀粉質原料發(fā)酵生產(chǎn)。利用木質纖維素原料替代淀粉質原料進行L-賴氨酸的生產(chǎn)能夠顯著降低原料成本和提高產(chǎn)量,對L-賴氨酸的市場拓展和化學品應用具有重要意義。本論文以玉米秸稈為原料,經(jīng)過干酸預處理、固態(tài)生物脫毒、酶解糖化后得到葡萄糖,使用對木質纖維素來源抑制物具有較強耐受性的谷氨酸棒桿菌(Corvnebacterium glutamicum)SIUM B253作為發(fā)酵菌株生產(chǎn)L-賴氨酸。C glutamicurr SIIM B253利用玉米秸稈水解液進行L-賴氨酸發(fā)酵,初始階段僅能積累7.3 g/L的L-賴氨酸,得率為0.13 g L-賴氨酸/g葡萄糖。通過優(yōu)化添加到水解液中的營養(yǎng)成分和發(fā)酵條件,L-賴氨酸濃度和得率分別增加至14.7 g/L和0.29 g L-賴氨酸/g葡萄糖,分別比初始時提高了一倍以上。提高酶水解過程的玉米秸稈固體含量后,水解液中可發(fā)酵單糖濃度提高,添加L-甲硫氨酸(0.15 g/L)和L-蘇氨酸(0.5 g/L)可以積累到28.4 g/L的L-賴氨酸。當嘗試以同步糖化與發(fā)酵的方式進行玉米秸稈原料的L-賴氨酸發(fā)酵時,由于酶水解和發(fā)酵過程的最適pH值(分別為4.8和7.0)和最適溫度(分別為50℃和30℃)不一致,同步糖化與發(fā)酵過程(pH 7.0、30℃)中纖維素酶的活性較低,酶水解獲得的葡萄糖較少,與分步糖化與發(fā)酵相比,L-賴氨酸積累基本沒有得到改善。當采取酶水解和L-賴氨酸發(fā)酵分階段序貫進行的策略時,即在最適的酶水解pH值(4.8)和溫度(50℃)下完成較為徹底的酶水解,然后不經(jīng)固液分離直接調整水解液漿的pH值和溫度至L-賴氨酸發(fā)酵條件(pH 7.0、30℃),L-賴氨酸的發(fā)酵性能得到較大提升。在玉米秸稈固體含量為30%(w/w)的條件下,L-賴氨酸的濃度、得率和產(chǎn)率分別達到33.8 g/L、0.24 g L-賴氨酸/g纖維素和0.28 g/L/h,均比分步糖化與發(fā)酵明顯提高。本文以玉米秸稈為原料,通過優(yōu)化發(fā)酵過程提高L-賴氨酸發(fā)酵水平,展示了利用木質纖維素原料替代淀粉質原料進行L-賴氨酸生產(chǎn)的潛力,為今后利用木質纖維素原料生產(chǎn)L-賴氨酸提供參考。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ922.3
【圖文】：

物焚燒引起的環(huán)境污染。逡逑１．３．１木質纖維素逡逑如圖１．２所示，木質纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質素三種聚合物組成，還逡逑有少量的可溶性組分［４４］。木質纖維素中的纖維素與半纖維素相互纏繞，并被木質素所包逡逑裹。纖維素由Ｄ－葡萄糖亞基組成，通過卩－１，４－糖苷鍵連接，是大多數(shù)植物細胞壁的主要逡逑成分。半纖維素具有無規(guī)則和無定形的結構，由木聚糖、半乳甘露聚糖、阿拉伯木聚糖逡逑和葡甘露聚糖等幾種雜聚物組成不同植物之間的半纖維素組成是高度可變的，軟木逡逑中的半纖維素主要由葡甘露聚糖組成［４６］，而硬木中的半纖維素主要由木聚糖組成［３９］，玉逡逑米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、甘蔗渣等幾種農(nóng)業(yè)廢棄物的半纖維素主要由木聚糖組成逡逑半纖維素的雜聚物由不同的５碳和６碳單糖單元組成，包括戊糖（木糖、阿拉伯糖），逡逑己糖（甘露糖、葡萄糖、半乳糖）和乙�；牵郏矗担荨Ｄ举|素是由芳香族化合物聚合而成，逡逑主要包括對羥苯基類、愈創(chuàng)木酚基類和丁香基類等三種酚類單體［４８］。在不同來源的木質逡逑纖維素中

添加量分別為邋５、１０、１５、２０、３０邋ｇ／Ｌ。發(fā)酵條件：３０邋°Ｃ、初始邋ｐＨ邋７．０、２００邋ｒｐｍ、１０％邋（ｖ／ｖ）接種逡逑量，每４ｈ用５ＭＮａＯＨ調節(jié)ｐＨ為７．０。逡逑從圖２．２ａ可以看出，當硫酸銨添加量由５ｇ／Ｌ提高至２０ｇ／Ｌ，菌體的生長沒有明顯逡逑變化，但是當硫酸銨添加量達到３０邋ｇ／Ｌ，菌體生長受到抑制，最大ＯＤ６ＱＧ由１９．４降低至逡逑１４．５，菌體生物量減少，這表明了過高的硫酸添加量不利于菌體在水解液中生長。在圖逡逑２．２ｂ中，硫酸銨添加量為５、１０、１５、２０、３０邋ｇ／Ｌ時，分別積累Ｌ－賴氨酸３．８、７．５、１２．０、逡逑１２．６和１１．４ｇ／Ｌ，得率分別為０．０８、０．１５、０＿２６、０．２８和０＿２６ｇＬ－賴氨酸／ｇ葡萄糖。硫酸逡逑

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【參考文獻】

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1 王修勝;于占春;張小希;鄧紅波;鮑杰;;工業(yè)纖維素酶水解效率的影響因素分析[J];生物質化學工程;2010年05期

2 陳銀芳;張偉國;;L-賴氨酸高產(chǎn)菌的選育及發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化[J];生物技術;2009年04期

3 李杰;;賴氨酸在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應用研究[J];當代畜禽養(yǎng)殖業(yè);2007年08期

4 蘇令鳴;徐所維;富英華;王杏珍;唐上華;邵國良;;L-賴氨酸產(chǎn)生菌Au111-2菌株的選育[J];工業(yè)微生物;1991年06期

本文編號：2793421