玉米芯半纖維素水解液發(fā)酵法生產木糖醇的研究.pdf

1、木糖醇是一種五碳糖醇，甜度與蔗糖相當，是所有食用糖醇中生理活性最好的品種，可作為一種高效的功能性營養(yǎng)添加劑，具有抗齲齒、不易引起血糖波動、改善肝臟功能、減肥等優(yōu)異特性，除此之外還可以廣泛用于化學工業(yè)、食品工業(yè)、農業(yè)等諸多領域。因為木糖醇獨特的生理功能近些年成為了緊俏的糖基化學品，需求遠遠大于供給，市場前景可觀。利用農業(yè)廢棄物生物質資源，采用生物法制備木糖醇反應條件溫和、生產成本低廉，工藝安全，操作過程簡單，耗能小，低污染，能夠實現(xiàn)經濟利

2、益，也能做到節(jié)能減排，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需求，是最有優(yōu)勢和前景的生產方法。
　　 本實驗選擇近平滑假絲酵母作為原始菌種發(fā)酵生產木糖醇，通過誘變馴化得到高產且耐受性好的菌株，以商品木糖為底物發(fā)酵生產木糖醇，初步探尋相關工藝參數(shù)，再以半纖維素水解液為底物優(yōu)化培養(yǎng)基配比，探索最佳發(fā)酵條件。主要工作內容如下:
　　 (1)考察不同誘變方式下近平滑假絲酵母菌株發(fā)酵生產木糖醇的產量，確定最佳誘變方法:等離子體誘變時間4 min，篩選出

3、的菌株發(fā)酵生產木糖醇產量為73.28 g/L，比未誘變組產量提高了26.6％，且殘?zhí)呛苌?。其次對菌株進行適應高濃度底物木糖和高濃度高溫蒸煮液的馴化，菌體經過高濃度木糖馴化后，以130 g/L的底物木糖條件木糖醇轉化率可達到67.12％，菌體經過高濃度高溫蒸煮液馴化后發(fā)酵木糖醇濃度達到66.77g/L，得到對于高濃度木糖和高溫蒸煮液可以耐受的優(yōu)良菌株。
　　 (2)優(yōu)化了優(yōu)勢菌株以商品木糖為底物發(fā)酵生產木糖醇的工藝。通過單因素實驗

4、和正交實驗確定了木糖醇最佳發(fā)酵條件:溫度30℃，裝液量50 mL，種齡24 h，初始PH6.0，接種量10％，初始木糖濃度100 g/L，轉速為2步控制0-24 h為200 rpm，24-72h為150 rpm。各因素對發(fā)酵的影響順序:初始PH＞轉速＞初始木糖濃度＞接種量＞溫度＞裝液量＞種齡。
　　 (3)針對高溫蒸煮液中主要的抑制物進行了單因素添加量對發(fā)酵影響的考察，得到了最顯著抑制物的濃度，分別為乙酸1.2 g/L，丁香酸6

5、.0g/L，香草酸12.0 g/L，糠醛2.1 g/L，丁香醛4.0 g/L。隨后在復配培養(yǎng)基中對菌種進行馴化和選育，馴化后的菌種木糖醇濃度為68.21 g/L，產量和對照組比較提高了36.82％，殘?zhí)橇恳泊蟠鬁p少了。其次運用響應面統(tǒng)計學方法對發(fā)酵培養(yǎng)基進行優(yōu)化，得到最優(yōu)的培養(yǎng)基木糖濃度100g/L，氮源、總無機鹽濃度各8g/L。再通過單因素實驗考察了以高溫蒸煮液為底物發(fā)酵的關鍵因素，結合商品木糖底物的優(yōu)化工藝，最終確定高溫蒸煮液上罐發(fā)