首页 > 学术论文

玉米秸秆原料的黑曲霉发酵生产柠檬酸

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:53:25
热度:

玉米秸秆原料的黑曲霉发酵生产柠檬酸【摘要】:柠檬酸是在饮料、制药、化妆品、农业等领域中有着广泛应用的重要有机酸。目前,工业上主要利用黑曲霉(Aspergillus niger),以

【摘要】:柠檬酸是在饮料、制药、化妆品、农业等领域中有着广泛应用的重要有机酸。目前,工业上主要利用黑曲霉(Aspergillus niger),以淀粉类粮食为底物发酵生产柠檬酸。这一传统发酵工艺需要消耗大量的粮食作为黑曲霉生长和发酵的碳源。农作物秸秆等木质纤维素是最丰富的可再生碳水化合物资源,利用储量丰富、价格低廉的的秸秆发酵柠檬酸,可显著降低柠檬酸生产成本。但是,黑曲霉在预处理后木质纤维素体系中无法实现高浓度的柠檬酸积累。本文以玉米秸秆为原料进行柠檬酸发酵为出发点,进行了如下研究: 首先,对于三株候选柠檬酸生产菌株黑曲霉(A. niger) SIIM M203、M288、M228进行了柠檬酸生产能力的鉴定,发现这三株菌都具备生产柠檬酸的能力。然后,对比了这三株菌在玉米秸秆水解液中的发酵能力。结果表明,黑曲霉SIIM M288在木质纤维素水解液中生产柠檬酸的能力最强。 其次,测定了黑曲霉SUM M288对木质纤维素中主要抑制物的耐受性。玉米秸秆中的主要抑制物对黑曲霉SIIM M288生产柠檬酸都有抑制,糠醛等还抑制了菌体的生长。所以,黑曲霉SIIM M288必须以脱毒秸秆为底物进行柠檬酸发酵。 最后,对黑曲霉SIIM M288在25%脱毒玉米秸秆水解液中的发酵条件进行了优化。最优的发酵条件为:33℃、初始pH为6.0. NH4Cl为1.0g/L、不添加Mn2+的情况下。在此条件下,获得了98.27g/L柠檬酸,转化率为77.20%。 本文通过菌种筛选和条件优化,实现了在玉米秸秆水解液中积累柠檬酸,为玉米秸秆为原料工业化生产柠檬酸提供了借鉴。 【关键词】:柠檬酸 黑曲霉 玉米秸秆 木质纤维素
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TQ921.1
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 前言9-10
  • 第1章 文献综述10-22
  • 1.1 柠檬酸概述10-13
  • 1.1.1 柠檬酸性质及应用10
  • 1.1.2 柠檬酸发酵微生物及其原理10-13
  • 1.1.3 柠檬酸生产现状13
  • 1.2 木质纤维素概述13-16
  • 1.2.1 木质纤维素结构13-14
  • 1.2.2 纤维素酶组成14-15
  • 1.2.3 预处理15
  • 1.2.4 抑制物及脱毒方式15-16
  • 1.3 木质纤维素柠檬酸的生产工艺16-21
  • 1.3.1 生产木质纤维素柠檬酸的步骤以及瓶颈16-17
  • 1.3.2 优化柠檬酸生产的技术及工艺17-21
  • 1.4 选题依据和研究思路21-22
  • 第2章 材料与方法22-28
  • 2.1 菌体、试剂及仪器设备22-24
  • 2.1.1 菌株22
  • 2.1.2 试剂22-23
  • 2.1.3 培养基23
  • 2.1.4 实验仪器23-24
  • 2.2 实验方法24-27
  • 2.2.1 菌种保藏24
  • 2.2.2 菌种活化24
  • 2.2.3 玉米秸秆预处理及评价测定方法24-26
  • 2.2.4 脱毒步骤26
  • 2.2.5 水解液制备26
  • 2.2.6 接种方法26-27
  • 2.2.7 发酵条件27
  • 2.2.8 样品处理27
  • 2.3 分析方法27-28
  • 2.3.1 葡萄糖、木糖、柠檬酸、糠醛和羟甲基糠醛浓度测定27
  • 2.3.2 菌体干重的测定27
  • 2.3.3 柠檬酸产量和转化率的计算27-28
  • 第3章 结果与讨论28-53
  • 3.1 鉴定候选菌株的产酸能力28-34
  • 3.1.1 M203的鉴定结果28-30
  • 3.1.2 M288的鉴定结果30-31
  • 3.1.3 M228的鉴定结果31-33
  • 3.1.4 鉴定小结33-34
  • 3.2 预处理效果评价34-35
  • 3.3 柠檬酸生产菌株的筛选35-39
  • 3.4 抑制物对发酵的影响39-46
  • 3.4.1 呋喃类抑制物39-42
  • 3.4.2 弱酸类抑制物42-45
  • 3.4.3 酚类抑制物45
  • 3.4.4 M288对玉米秸秆中主要抑制的耐受性小结45-46
  • 3.5 M288在脱毒玉米秸秆水解液中的发酵条件的优化46-53
  • 3.5.1 温度梯度对M288在脱毒玉米秸秆水解液中的发酵影响46-47
  • 3.5.2 初始pH梯度对M288在脱毒玉米秸秆水解液中的发酵影响47-49
  • 3.5.3 NH_4Cl梯度对M288在脱毒玉米秸秆水解液中的发酵影响49-50
  • 3.5.4 MnCl_2梯度对M288在脱毒玉米秸秆水解液中的发酵影响50-52
  • 3.5.5 M288在脱毒玉米秸秆水解液中最优条件下的发酵情况52-53
  • 第4章 结论与展望53-55
  • 4.1 结论53
  • 4.2 展望53-55
  • 参考文献55-59
  • 致谢59


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

纤维素酶的研究进展    谢占玲,吴润

玉米粉原料的柠檬酸发酵初步研究    陈小真,陈惠萍,郭杰炎

纤维素酶研究综述    王巧兰,郭刚,林范学

柠檬酸发酵与控制    刘志伟 ,张晨

柠檬酸生产中黑曲霉菌体的利用研究    钦传光

木质素生物降解与生物制浆的研究现状分析    池玉杰,鲍甫成

产柠檬酸用黑曲霉的选育    熊俊君;杜涛;

黑曲霉柠檬酸积累代谢机制研究进展    李晶;冯金荣;郭睿;杨雪雪;万里;

黑曲霉发酵玉米淀粉生产柠檬酸    石忆湘,刘祖同

纤维素乙醇生物加工过程中的抑制物对酿酒酵母的影响及应对措施    李洪兴;张笑然;沈煜;董永胜;鲍晓明;

铅、镉胁迫对茶树根系分泌有机酸的影响    林海涛,史衍玺

纤维素酶及其应用现状    杨友坤;朱凤香;王卫平;陈晓旸;洪春来;吴传珍;薛智勇;

纤维素酶提取工艺及酶学性质的研究    缪静;张术臻;程显好;冯志彬;王营营;

营养因子对黑曲霉发酵生产柠檬酸的影响    肖雷;徐芃;姚菁华;刘炯天;高菁;黄天天;

木质纤维素类生物质转化生物乙醇预处理B2B工艺的发展研究    李文;潘家祯;许洪朋;

微生物发酵稻草降解非纤维素成分的工艺研究    马立安;马琴;陈启武;

纤维素酶活力测定方法研究进展    池雅琴;黄奎;

直接与间接生物淋滤法去除城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的研究    杨洁;蔡体久;汪群慧;王琪;

纤维素酶活力及混合纤维素酶协同作用的研究    冯月;蒋建新;朱莉伟;菅红磊;

Recent developments in activities, utilization and sources of cellulase    

枯草芽孢杆菌发酵生产纤维素酶的研究    柳建设;肖利;夏乐先;谢景洪;

DM-8626在棉针织物生物抛光中的应用研究    张永金;王景;刘喜锐;刘锋;

与锰过氧化物酶(MnP)相关的硫酸盐浆的生物漂白    谢慧芳;李忠正;

漆酶/木聚糖酶体系处理抑制漂白化学机械浆返黄的研究    尤纪雪;景宜;张凯;叶汉玲;

微生物纤维素酶的开发和利用    易巧夫;曹毅;

以农业废弃物为原料的燃料乙醇生产用酿酒酵母木糖发酵及有机酸耐受改善    李云成;苟梓希;苟敏;汤岳琴;木田建次;

农业废弃物乙醇生产用酵母的抑制物耐受研究    苟梓希;李云成;苟敏;汤岳琴;木田建次;

枯草芽孢杆菌内切葡聚糖酶和木聚糖酶基因在大肠杆菌中的共表达    王磊;蔡蓓;高印;高康;房安彧;杨雨鑫;陈玉林;

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

嗜热真菌纤维二糖水解酶(CBHⅠ、CBHⅡ)和内切葡聚糖酶(EGⅠ)的分子改造    王秀娟

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

秸秆和秸秆木质素在土壤中的降解及其对土壤性质的影响    刘继培

嗜热厌氧杆菌工程菌(Δldh)的构建及其廉价生物质乙醇发酵的研究    蔡友华

水稻秸秆降解放线菌的分离鉴定及其降解机理研究    徐杰

以菌糠为调理剂的餐厨垃圾好氧堆肥技术及其机制研究    邹德勋

生物酶对造纸纤维改性的研究    周楫

沼气高效厌氧发酵的条件及产气效应研究    楚莉莉

玉米秸秆保质贮存及水热反应处理提高可生化性方法的研究    孙优善

亮斑扁角水虻(Hermetia illucens L.)幼虫肠道内纤维素酶活性菌株的筛选与鉴定    谢久凤

玉米秸秆预处理及对发酵产氢效果影响研究    曾召刚

玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1的构建、菌群组成及腐解特性研究    刘尧

紫外诱变纤维素分解菌降解木薯渣的研究    李永华

木质纤维素来源发酵抑制物的生物降解以及光合发酵制氢    朱智楠

木质纤维素生物质预处理与水解过程的关键技术研究    王修胜

高产纤维素酶真菌的筛选、鉴定及其在畜禽粪便处理中的应用    郑世仲

高产纤维素酶菌的筛选鉴定及其液体发酵条件的研究    刘海波

混合纤维素酶水解杨木及多菌种共发酵制备燃料乙醇    王璀璨

生物酸析造纸废水中木质素的研究    程玲玲

pH值对柠檬酸深层发酵的影响与调节控制探讨    陈西伟;

木质纤维生物量一步法(SSF)转化成乙醇的研究(Ι)——木质纤维原料蒸汽爆破预处理的研究    张德强,黄镇亚,张志毅

制浆造纸工业中的生物技术    秦梦华,高培基

木素酶生物漂白的研究进展    邓耀杰,林鹿,詹怀宇,黎振球

桉木硫酸盐浆聚木糖酶预处理及其对H_2O_2漂白影响的研究    周学飞,陈嘉翔

一种新型废纸脱墨工艺—生物酶法脱墨    王高升,谢来苏,隆言泉

真菌侵蚀前后泡桐材化学成分变化剖析    胡伟华,常德龙,李福海,方桂珍

纤维素酶固态发酵环境扫描电镜观察    徐福建,陈洪章,邵曼君,李竹川,李佐虎

白腐菌对芳香化合物的降解及其机制    邓耀杰,林鹿,詹怀宇

白腐真菌生物降解TNT装药废水的研究    黄俊,周申范

生物质超低酸水解制取燃料乙醇的研究    庄新姝

木质纤维素预处理技术研究进展    刘德礼;谢林生;马玉录;

木质纤维素预处理技术    易锦琼;熊兴耀;

美企开发复合材料用木质纤维素填料    

木质纤维素类生物质高温液态水预处理技术    余强;庄新姝;袁振宏;亓伟;王闻;王琼;杨丽芳;谭雪松;

稀盐酸预处理木质纤维素研究    姚秀清;杨翔华;

木质纤维素预处理方法的研究进展    张振;臧中盛;刘苹;常秀莲;温少红;

木质纤维素的物理预处理技术    张健;

木质纤维素快速热化学液化催化制氢研究的现状    刘玉环,郑丹丹,林向阳,刘成梅,阮榕生

木质纤维素生物质生产乙醇的预处理技术    辛芬;陈汉平;王贤华;杨海平;杨国来;张世红;高斌;刘德昌;

评价木质纤维素预处理效果的新方法    陈晓萍;孙付保;张建华;张宏建;毛忠贵;

混合菌群用于木质纤维素糖化的实验研究    冯玉杰;李冬梅;张秋桌;

天然木质纤维素降解相关酶的宏蛋白质组学分析与鉴定    吕睿瑞;田宝玉;黄建忠;

木质纤维素原料厌氧生物降解研究进展    杨世关;李继红;孟卓;郑正;

木质纤维素转化过程共性问题与秸秆酶解发酵燃料乙醇研究进展    陈洪章;

利用木质纤维素生产乙醇的代谢工程研究进展    陆坚;韦宇拓;黄日波;

木质纤维素生产乙醇所需原料的可生产性与成本分析    谈敦礼;马艳萍;李琰;

茶梗木质纤维素选择性吸附茶儿茶素类及其机理研究    叶俭慧;梁月荣;

木质纤维素—聚氨酯共聚型高强度功能纸的研究    王鹏;谢益民;范建云;杨志勇;

纤维素酶及其在废木质纤维素制可还原糖中的应用    姜晓云;王家德;

曲霉纤维素酶与木质纤维素糖化的研究    邓敏;徐惠娟;邬小兵;胡忠;龙敏南;

利用木质纤维素缓解能源短缺    李华

缓解能源短缺的新途径    

用白蚁造能源 并非天方夜谭    记者 王夕

生物化工技术聚焦三大领域    生化工程国家重点实验室主任 苏志国

山东大学实现“211工程”建设目标    记者 袁新文 通讯员 王琪珑

棉秆和稻壳的价值新发现    本报记者 张立君

秸秆制乙醇,“画饼”不久可充饥?    记者 陶婷婷 通讯员 房树芬

玉米秸秆乙醇产业化更进一步    张晓君 杨春雨

生物质资源取之不尽    

以木质纤维素为原料的燃料乙醇生产工艺及废水零排放技术研究    张雯

木质纤维素预处理和酶水解回收的过程调控与强化研究    杜若愚

强化木质纤维素干消化产气机理研究    梁越敢

基于离子液体的木质纤维素预处理和转化过程的基础研究    陈龙

Lentinula edodes降解木质纤维素与羟自由基清除能力研究    黄慧艳

木质纤维素原料生物转化生产纤维素乙醇过程的关键技术研究    张建

木质纤维素生物炼制过程的流体力学与过程模拟研究    乔庆安

三种类型木质纤维素的白腐菌降解异质性研究    余洪波

球磨结合稀酸、真菌和超声处理法降解木质纤维素的研究    袁丽

黑翅土白蚁及其微生物协同降解木质纤维素机制研究    李鸿杰

木质纤维素超低温微化—固定化酶降解制备乙醇工艺研究    焦岩

木质纤维素预处理工艺及高温液态水条件下的水解反应研究    王恩俊

超声波辅助生物催化降解木质纤维素制燃料乙醇的研究    梁江华

木质纤维素来源发酵抑制物的生物降解以及光合发酵制氢    朱智楠

木质纤维素超低酸水解过程及动力学研究    段晓玲

利用天然木质纤维素产油脂木霉菌株的筛选和产油条件的优化    王雪

中国芒属植物—荻细胞学调查及其茎秆木质纤维素组分分析    李宏飞

白腐菌Lentinula edodes发酵玉米秸秆胞外清除羟自由基主效物质探析    李莉

木质纤维素生物质热解产物发酵燃料乙醇研究    罗国荣

农作物秸秆木质纤维素组分分离及高效糖化工艺研究    易守连