小麥秸稈原料生物煉制制備乳鏈菌肽的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、乳鏈菌肽(Nisin)是由乳酸鏈球菌或乳酸乳球菌發(fā)酵產(chǎn)生的一類陽離子疏水性的小分子多肽化合物,屬于微生物抗菌肽,具有無毒、不產(chǎn)生抗藥性等特點,被認為是安全綠色的食品防腐劑。近年來乳鏈菌肽被認為是非常具潛力的抗生素替代品,在醫(yī)藥行業(yè)中有廣泛的應用前景。秸稈作為無限可再生的生物質(zhì)資源,來源廣泛、價格低廉,但對其不恰當?shù)奶幚頃斐蓢乐氐沫h(huán)境污染。利用秸稈原料生物煉制乳鏈菌肽,為乳鏈菌肽的生產(chǎn)提供了一種新的原料,使秸稈資源得到有效利用,增加秸稈

2、原料生物煉制的產(chǎn)品。本文以小麥秸稈為原料,研究秸稈的預處理、酶解、秸稈水解液培養(yǎng)基組成以及分批發(fā)酵過程控制等環(huán)節(jié)的技術參數(shù),主要研究內(nèi)容和實驗結果如下:
  (1)研究影響預處理的各因素,采用正交實驗對堿預處理小麥秸稈的條件進行優(yōu)化,并對其進行表征。研究結果表明,堿濃度和時間對預處理效果影響十分顯著,且小麥秸稈預處理最佳條件為:反應溫度50℃,料液比1:40,堿濃度3.5%,反應時間30h。在此條件下,還原糖得率為34.35%。通

3、過對預處理前后的小麥秸稈進行掃描電鏡、X衍射以及紅外光譜分析,得出堿預處理小麥秸稈可以脫除秸稈中的絕大部分木質(zhì)素和少部分的半纖維素,并使纖維素發(fā)生潤脹,使致密的小麥秸稈表面出現(xiàn)一些裂縫和裂痕,從而使得纖維素酶與纖維素的接觸面積增加,促進酶解反應的進行。
 ?。?)研究影響復合酶酶解效果的各因素,使用Box-Behnken實驗來優(yōu)化酶解條件,構建響應面模型。通過響應面分析得出最優(yōu)酶解條件為:復合酶的添加量32.5mg/g,反應時間2

4、3.87h,pH值4.57,溫度50.9℃,料液比1:28.6,在此條件下,還原糖得率為51.22%,水解液中還原糖含量為37g/L。成功構建響應面模型,且響應面模型的準確率達91.24%。
 ?。?)對小麥秸稈水解液培養(yǎng)基的氮源、磷源以及營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量進行研究,采用正交實驗對其進行優(yōu)化。結果表明玉米漿的添加量對發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽有著顯著的影響,適于嗜熱乳鏈球菌6032發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽的水解液培養(yǎng)基組成為:酵母膏13g/L,磷

5、酸氫二鉀4.5g/L,乙酸鈉5g/L,檸檬酸氫二銨2g/L,硫酸鎂0.58g/L,硫酸錳0.24g/L,玉米漿32%,還原糖含量37g/L的小麥秸稈水解液。發(fā)酵所得乳鏈菌肽效價為5752IU/mL。
  (4)研究影響發(fā)酵條件的各因素,采用Box-Behnken實驗來優(yōu)化發(fā)酵條件,建立響應面模型。對響應面進行分析得出發(fā)酵過程中發(fā)酵液的pH值對發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽有著十分顯著的影響,轉速對發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽的影響次之,溫度和初始pH值對發(fā)

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