5L發(fā)酵罐中羽毛發(fā)酵工藝探索及其產(chǎn)物應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)的羽毛資源極其豐富，但是沒被充分利用，有的甚至造成環(huán)境污染。與常規(guī)的羽毛處理方法相比，微生物法有突出的優(yōu)點(diǎn)，而目前微生物法處理羽毛大多停留在菌種分離及角蛋白酶提純上，并未將發(fā)酵工藝放大，關(guān)于羽毛發(fā)酵產(chǎn)物的應(yīng)用，更是鮮見報(bào)導(dǎo)。因此，當(dāng)前應(yīng)大力研究微生物法處理羽毛的放大發(fā)酵工藝以及發(fā)酵產(chǎn)物的利用方式，使廢棄的羽毛能得到高效利用，變廢為寶，既保護(hù)環(huán)境又資源利用。
　　 本課題針對(duì)羽毛廢棄物的資源化，進(jìn)行了多方面的研究。
　　

2、 首次將東華大學(xué)環(huán)境學(xué)院篩選、分離純化，并經(jīng)過誘變處理后的嗜麥芽窄食單胞菌DHHJ發(fā)酵羽毛工藝放大，并根據(jù)對(duì)產(chǎn)物的分析結(jié)果分別將發(fā)酵產(chǎn)物應(yīng)用于護(hù)發(fā)和植物葉面肥，效果顯著，具體工作如下：
　　 1、羽毛發(fā)酵工藝研究
　　 得到嗜麥芽窄食單胞菌DHHJ的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基和最適發(fā)酵工藝。發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵培養(yǎng)基中省去外加碳、氮源可以大大降低成本，簡(jiǎn)化操作步驟，且降解效果幾乎不變；發(fā)酵罐在最適發(fā)酵工藝下DHHJ菌株對(duì)羽毛角蛋白的降解程度

3、優(yōu)于搖瓶，發(fā)酵時(shí)間縮短了1天，產(chǎn)量提高了2～3倍；同時(shí)根據(jù)發(fā)酵條件記錄進(jìn)行分析，推測(cè)代謝過程中產(chǎn)物形成的動(dòng)力學(xué)模型屬于部分偶聯(lián)型。
　　 2、固定化工藝及發(fā)酵條件優(yōu)化
　　 實(shí)驗(yàn)得到以殼聚糖為原料的DHHJ菌株最佳固定化條件和固定化發(fā)酵條件。在該發(fā)酵條件下固定化菌株DHHJ能持續(xù)高效的降解羽毛角蛋白。且殼聚糖小球具有一定的生物相容性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，能連續(xù)多次使用，且回收方便，不易污染環(huán)境，因此認(rèn)為用固定化嗜麥芽窄

4、食單胞菌DHHJ在連續(xù)發(fā)酵裝置中進(jìn)行發(fā)酵是可行的。
　　 為實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵工藝，課題提出合適的發(fā)酵罐將是在流化床的基礎(chǔ)上增加經(jīng)改良的攪拌器，使反應(yīng)均勻的同時(shí)減輕攪拌對(duì)固定化載體的破壞，而且進(jìn)料途徑改為頂部噴淋式，可提高羽毛底物的利用率。
　　 3、發(fā)酵罐中發(fā)酵產(chǎn)物分析
　　 通過分析發(fā)酵產(chǎn)物，得出羽毛發(fā)酵液中氨基酸和微量元素的組分分布，以及可溶蛋白分子量分布。和前人所做結(jié)果比較，猜測(cè)菌株DHHJ與羽毛利用相關(guān)的酶系

5、統(tǒng)。根據(jù)發(fā)酵液組成特點(diǎn)，認(rèn)為合適的應(yīng)用領(lǐng)域是通過表面吸收方式利用，如洗護(hù)用品或肥料。
　　 4、發(fā)酵產(chǎn)物應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析
　　 將羽毛發(fā)酵液應(yīng)用于護(hù)發(fā)，發(fā)現(xiàn)其具有其他化學(xué)合成的護(hù)發(fā)素、定型劑和防曬劑無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，頭發(fā)對(duì)發(fā)酵液有較好的吸附性。發(fā)酵液能在頭發(fā)表面形成透明薄膜，有效修復(fù)受損頭發(fā)，使之光滑有彈性。此外，經(jīng)發(fā)酵液處理的頭發(fā)定型效果更持久，還能抵抗紫外線。從經(jīng)濟(jì)上分析，因?yàn)樵蟽r(jià)格相對(duì)較低，因此具有可觀的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)