2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、中國是一個盛產(chǎn)水稻和小麥的農(nóng)業(yè)大國,每年加工稻米和小麥面粉副產(chǎn)米糠超過1000萬噸、麩皮超過3000萬噸。尋求新的高效高值化深加工米糠和麩皮的新技術(shù),對提升中國農(nóng)業(yè)及相關(guān)企業(yè)的競爭力具有重要意義?;覙浠ㄊ且环N藥食兩用真菌,富含多種營養(yǎng)物質(zhì),具有多種生理活性功能,如增強免疫力、輔助抗腫瘤治療、護肝等?;覙浠ǖ母鞣N酶可降解米糠和麩皮。液態(tài)發(fā)酵是一種快速、可工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)。為高效高值化轉(zhuǎn)化利用米糠和麩皮,本文的研究主題是利用灰樹花誘變新

2、菌株液態(tài)發(fā)酵不加或加硒米糠和麩皮全料獲得所需產(chǎn)物,如灰樹花菌絲體、菌絲多糖、富硒菌絲和富硒多糖等產(chǎn)物,涉及菌株誘變、發(fā)酵工藝、發(fā)酵動力學(xué)、富硒發(fā)酵工藝、富硒發(fā)酵動力學(xué)等新問題,具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下所述。
  (1)針對已有灰樹花菌株Grifolafrondosa CCTCC M2011113,進行紫外或微波誘變改良,以求獲得能更好降解米糠和麩皮的灰樹花新菌株。分別經(jīng)過連續(xù)10批誘變處理和培養(yǎng)皿培養(yǎng)初篩、復(fù)篩及搖瓶發(fā)酵篩選,得到紫

3、外誘變新菌株Grifola frondosa JSULIU-D1和微波誘變新菌株Grifola frondosa JSULIU-D2各一株。在100mL米糠和麩皮培養(yǎng)基中液體發(fā)酵,Grifola frondosa JSULIU-D1和Grifola frondosaJSULIU-D2的菌絲原料混合物干重分別為1.7g和1.6g,菌絲混合物多糖分別為110mg和135mg,兩新菌株生長速度快,達到1.02mm/h,菌絲混合多糖較Grifo

4、lafrondosa CCTCC M2011113分別提高20%和50%,但紫外誘變新菌株發(fā)酵原料較徹底,相對較優(yōu)。
  (2)對Grifola frondosa JSULIU-D1的發(fā)酵工藝進行了研究,包括10個單因素影響試驗,培養(yǎng)基均勻設(shè)計試驗,10L、50L和500L罐放大試驗。
  單因素及水平范圍為轉(zhuǎn)速60~210r/min、溫度16~36℃、米糠濃度20~100g/L、麩皮濃度20~100g/L、磷酸二氫鉀濃度0

5、~3.6g/L、七水硫酸鎂濃度0~3.6 g/L、接種量4~20%、發(fā)酵醪pH3~11、250mL錐形瓶裝50~200mL、發(fā)酵時間2~12 d。6個研究指標(biāo)為分離出的菌絲干重、殘渣干重、干物質(zhì)失重、菌絲多糖重量、胞外糖重量和酵后總糖重量。測出了60條指標(biāo)變化曲線,并對各因素對發(fā)酵的影響規(guī)律進行了分析,為發(fā)酵工藝的選擇提供了試驗和理論依據(jù)。
  采用U15(54)設(shè)計表,對培養(yǎng)基進行初步的均勻設(shè)計U15(54)試驗研究,米糠濃度1

6、0~50g/L、麩皮濃度10~30g/L、磷酸二氫鉀濃度0~3.6g/L、七水硫酸鎂濃度0~1.6g/L,試驗指標(biāo)為殘留原料的菌絲原料混合物干重、干物質(zhì)失重、菌絲原料混合多糖重量、胞外糖量重、總糖重量,得到5個指標(biāo)的模型方程,并由此分析出本研究階段所得的優(yōu)化培養(yǎng)基組成為:米糠50g/L、麩皮30g/L、七水硫酸鎂0.8g/L。其它較為合理的工藝條件為:裝樣體積分率40%, pH自然,接種量10%,轉(zhuǎn)速150r/min,溫度28℃,發(fā)酵時

7、間9d。發(fā)酵結(jié)果為:菌絲原料混合干重濃度30.9 g/L,干物質(zhì)失重濃度25.5g/L,菌絲原料混合多糖濃度0.9g/L,胞外多糖濃度2.91g/L,總多糖濃度3.81 g/L。
  實現(xiàn)10L、50L和500L發(fā)酵罐的放大試驗,得到各次試驗的投料和產(chǎn)物的概要表。500L罐的放大試驗采用的培養(yǎng)基組成為米糠74.34g/L、麩皮9.66g/L、磷酸二氫鉀3.6g/L、七水硫酸鎂濃度3.6g/L,以1m3原始發(fā)酵醪為基準(zhǔn),獲得17.0

8、kg絕干菌絲混合物,11.0kg胞外物質(zhì)。
  (3)采用U24(245)設(shè)計表,對100mL初始培養(yǎng)基中的米糠重量、麩皮重量、磷酸二氫鉀重量、七水硫酸鎂重量及時間5個因素和對應(yīng)的水平進行均勻設(shè)計試驗,以純菌絲干重為指標(biāo),求得Grifola frondosa JSULIU-D1液態(tài)發(fā)酵米糠和麩皮全料經(jīng)驗動力學(xué)模型方程。根據(jù)經(jīng)驗?zāi)P头匠糖蟮帽狙芯侩A段的菌絲干重濃度為指標(biāo)的最優(yōu)發(fā)酵工藝為:培養(yǎng)基組成為米糠48.0 g/L、麩皮34.4

9、g/L、磷酸二氫鉀3.6 g/L、七水硫酸鎂1.8g/L,接種量10mL,100mL發(fā)酵醪裝樣于250mL錐形瓶,發(fā)酵溫度28℃,搖床轉(zhuǎn)速150r/min,發(fā)酵時間為5.44d,菌絲干重濃度為23.47±1.32g/L。
  (4)采用U20(204)設(shè)計表,根據(jù)(3)的菌絲生長經(jīng)驗動力學(xué)模型方程,預(yù)測了100mL初始培養(yǎng)基組成的均勻設(shè)計20組試驗的不同時間的菌絲生長重量,并據(jù)此求出了理論動力學(xué)Logistic型模型方程及模型參數(shù)

10、μm和Cmax與米糠重量、麩皮重量、磷酸二氫鉀重量、七水硫酸鎂重量的回歸關(guān)系式。
  (5)采用U24(245)設(shè)計表,對100mL初始培養(yǎng)基的米糠重量(1L醪的麩皮濃度對應(yīng)為86.25-米糠濃度)、加硒重量、磷酸二氫鉀重量、七水硫酸鎂重量及時間5個因素和對應(yīng)的水平進行了均勻設(shè)計試驗,分別測出了分離出的菌絲干重、殘渣干重、干物質(zhì)失重、菌絲多糖重量、胞外多糖重量、總多糖重量、菌絲硒重、單位菌絲重的硒重及硒的轉(zhuǎn)化率等9個指標(biāo)對應(yīng)的數(shù)值

11、,并分別以菌絲干重、菌絲多糖重量、胞外多糖重量、菌絲硒重為指標(biāo),求取得到Grifolafrondosa JSULIU-D1液態(tài)發(fā)酵加硒米糠和麩皮全料的相應(yīng)的經(jīng)驗動力學(xué)模型方程,根據(jù)以上方程求解的結(jié)果,推薦的較優(yōu)工藝是:米糠86.25g/L(可用低于25%的麩皮替代部分米糠)、麩皮0g/L、硒0.319mg/L、鉀鹽0.15g/L、鎂鹽0.15g/L,時間9d,所得菌絲干重濃度為35.44 g/L,菌絲多糖可達1.931g/L,菌絲硒濃度

12、為1.546mg/L,胞外多糖為2.43g/L。其它工藝條件為250 mL錐形燒瓶裝樣100 mL,接種量為10mL,發(fā)酵溫度28℃,搖床轉(zhuǎn)速150r/min。
  (6) Grifola frondosa JSULIU-D1液態(tài)發(fā)酵加硒米糠和麩皮全料時,并且在250 mL錐形燒瓶中接種10mL,裝樣100 mL,發(fā)酵溫度28℃,搖床轉(zhuǎn)速150r/min不變,四個主要指標(biāo)的最高濃度和條件分別為:菌絲干重濃度最高可達42.48 g/

13、L,其中菌絲硒為1.54mg/L,對應(yīng)于米糠86.25 g/L、麩皮0g/L、硒0.319mg/L、磷酸二氫鉀3.6g/L、七水硫酸鎂3.6g/L,時間為8.93d;菌絲多糖濃度最高可達2.655g/L,對應(yīng)于米糠86.25 g/L、麩皮0g/L、硒5.182mg/L、磷酸二氫鉀0.15g/L、七水硫酸鎂0.15g/L,時間為6.11d;胞外多糖最高可達9.231 g/L,對應(yīng)于米糠0g/L、麩皮86.25 g/L、硒7.65mg/L、

14、磷酸二氫鉀0.15g/L、七水硫酸鎂3.6g/L,時間為12d;菌絲硒濃度最高可達3.995mg/L,對應(yīng)于米糠86.25g/L、麩皮0g/L、硒7.65mg/L、磷酸二氫鉀0.15g/L、七水硫酸鎂0.15g/L,時間為12d。
  (7)采用U20(204)設(shè)計表,根據(jù)(5)的富硒時的菌絲生長經(jīng)驗動力學(xué)模型方程,預(yù)測了100mL初始培養(yǎng)基的成分均勻設(shè)計20組試驗不同時間的菌絲生長重量,并據(jù)此求出富硒時的菌絲干重的理論動力學(xué)Lo

15、gistic型模型方程及其模型參數(shù)μm和Cmax與米糠重量(包括麩皮重量)、加硒重量、磷酸二氫鉀重量、七水硫酸鎂重量的回歸關(guān)系式。
  (8)采用納米粉碎技術(shù)對凍干菌絲進行粉碎,用掃描電子顯微鏡(SEM)分析表征證明可以達到100%的破壁效果,為直接使用菌粉提供了依據(jù);對菌絲中的硒及重金屬Pb、Hg、 Cd采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進行了分析,所測重金屬殘留基本合格,開發(fā)產(chǎn)品應(yīng)注意控制原料;對產(chǎn)物的游離氨基酸采用氨

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