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生物转化玉米芯生产木糖醇的工艺方法 本发明提供了一种生物转化玉米芯生产木糖醇的工艺方法,属于功能糖生产技术领域。其工艺方法包括如下步骤：玉米芯的预处理、玉米芯的酶解、液体菌种的制备、木糖醇的发酵生产、发酵液的分离与提纯。采用生物转化玉米芯的工艺生产木糖醇,工序简单、无环境污染,符合环保要求;工艺过程条件温和,常压下操作,易于安全生产;生产收率高,降低了运行成本,提高了产品的市场竞争力,促进了行业的可持续发展。     

半纤维素水解物生物转化生产木糖醇

木糖醇在食品、医药及化工行业中有着广泛的用途而深受关注。但是,传统的化学法生产木糖醇需要一系列复杂的分离纯化步骤,过高的生产成本限制了木糖醇的使用范围。发酵工艺生产木糖醇无需木糖的纯化步骤,是取代化学合成法的一条可行工艺路线。本文着重介绍产木糖醇的微生物,酵母对木糖的同化途径,半纤维素水解物的脱毒方法,影响木糖醇发酵的工艺条件等。     

生物发酵法制备木糖醇的研究进展

木糖醇由于其特殊的物理、化学性质在众多领域被广泛应用,全球需求量日益增多。目前,木糖醇的工业生产方法是由纯D-木糖在高温、高压下化学催化法制得的,该方法存在原料要求高、能耗高、条件苛刻、污染重等问题。生物发酵技术可以利用菌株发酵价格低廉的农作物废弃物来制备木糖醇,由于其原料来源广、能耗低、条件温和、环境友好等优点而备受关注,是一种潜在的具有吸引力的化学过程替代品。然而,由于发酵产物木糖醇含量低,微生物发酵法制备木糖醇的路线尚未在工业上得到实践。综述了生物法制备木糖醇过程中影响木糖醇产率的因素以及可能的菌种改造技术,并给出了生物技术生产木糖醇目前面临的挑战,进一步展望了生物法制备木糖醇的研究方向。     

生物发酵法制备木糖醇的研究进展 *

木糖醇由于其特殊的物理,化学性质在众多领域被广泛应用,全球需求量日益增多.目前,木糖醇的工业生产方法是由纯D-木糖在高温,高压下化学催化法制得的,该方法存在原料要求高,能耗高,条件苛刻,污染重等问题.生物发酵技术可以利用菌株发酵价格低廉的农作物废弃物来制备木糖醇,由于其原料来源广,能耗低,条件温和,环境友好等优点而备受关注,是一种潜在的具有吸引力的化学过程替代品.然而,由于发酵产物木糖醇含量低,微生物发酵法制备木糖醇的路线尚未在工业上得到实践.综述了生物法制备木糖醇过程中影响木糖醇产率的因素以及可能的菌种改造技术,并给出了生物技术生产木糖醇目前面临的挑战,进一步展望了生物法制备木糖醇的研究方向.     

发酵木糖产生木糖醇的酵母菌的筛选

木糖醇是天然产生的五碳多元醇,作为功能性的甜味剂,其甜度和能量均与蔗糖相当。木糖醇的代谢不需要胰岛素的促进,因而与一般糖类的代谢途径不同。木糖醇是糖尿病患者的理想的糖代用品,并能明显降低转氨酶,有助于治疗糖尿病、护肝和防龋齿的作用。木糖醇的国内外市场十分广阔,目前世界上生产木糖醇的原料主要是木糖,用化学还原或生物转化菌可生产木糖醇,但化学法生产工艺复杂、成本较高,而已对环保液有影响。用微生物发酵法生产木糖醇是发展的必然方向。我们进行了发酵木糖产生木糖醇的酵母菌种的筛选研究。本研究对分离收集到的４…     

假丝酵母发酵玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇

采用一株驯化过的假丝酵母(Candida sp.)直接发酵经过简单脱毒处理的玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇。确定了水解液的最适浓缩倍数在3.0～3.72的范围内。利用正交实验,确定了摇瓶分批发酵工艺条件的最适组合为：摇床转速180r/min,起始C/N为50,起始pH 5.5,接种量5% (体积比)。在此基础上,重点研究了在发酵罐中通气量对酵母发酵玉米芯水解液生产木糖醇的影响。结果表明采用先高后低的分段通气发酵在木糖醇得率方面明显优于恒定通气发酵;其中,在0～24h,3.75 L/min;24～108h,1.25 L/min的分段通气条件下(装液量为2.5L),木糖醇得率(木糖醇/木糖,g/g) 达到0.75 g/g。该结果将有助于建立一种高效的、大规模的利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇的工艺。     

代谢改造热带假丝酵母发酵木糖母液生产木糖醇

木糖醇是一种在食品、医药、轻工等领域具有广泛用途的多元醇,目前主要通过酸水解木聚糖获得木糖并进一步化学催化加氢方法制备。提取木糖过程中会产生大量的木糖母液副产物,其中含有一定浓度的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等碳源,以及少量的糠醛、四氢呋喃等物质。研究微生物转化木糖母液生产高附加值化学品不仅能够提高木糖母液的利用价值,而且能够减少环境污染。热带假丝酵母不仅能够利用葡萄糖,也具有高效的木糖代谢途径。首先利用代谢工程技术删除了热带假丝酵母菌株的木糖醇脱氢酶基因,获得能够转化木糖积累木糖醇的突变株。在此基础上,评价了突变株在木糖母液培养基中的发酵性能。通过单因素优化实验确定了突变株发酵生产木糖醇较优的发酵工艺:培养基组成为木糖母液300g/L,玉米浆5g/L;最佳发酵条件为:发酵温度35℃,初始p H为5.0,接种量15%,200r/min摇床培养140h。利用优化后的发酵工艺,木糖醇产量达到83.01g/L。初步建立了转化木糖母液生产木糖醇的工艺,为进一步利用木糖母液奠定了基础。     

粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）木糖发酵的研究

研究了不同通氧条件和培养基初始pH等对粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）AS 3.1602木糖发酵的影响。结果表明,粗糙脉孢菌具有较强的发酵木糖产生乙醇及木糖醇的能力。通气量对木糖发酵有较大的影响。乙醇发酵适合在半好氧条件下进行,此时乙醇的转化率达到63.2%。木糖醇发酵适合在微好氧的条件下进行,转化率达到31.8%。木糖醇是在培养基中乙醇达到一定浓度后才开始积累。培养基的初始pH对木糖发酵产物有较大的影响,乙醇产生最适pH5.0,木糖醇产生最适pH4.0。在培养基pH为碱性条件时,木糖发酵受到很大的抑制。初始木糖浓度对产物乙醇及木糖醇的产率有很大的影响。葡萄糖的存在会抑制木糖的利用,对乙醇和木糖醇的产生也有很大的影响。     

萃取耦合发酵工艺生产丁醇研究

萃取耦合发酵可有效减弱产物抑制和提高底物利用效率,本文就萃取耦合发酵生产丁醇工艺中的萃取剂的选择、萃取剂加入量、底物浓度等发酵条件进行了研究。结果表明:最佳萃取剂为大豆油生物柴油,油水比为3∶5,发酵过程无需搅拌,静置发酵为宜,在发酵之初加入萃取剂。分别以玉米和木薯为发酵底物,确定其最适底物浓度为100 g/L,以玉米为原料萃取耦合发酵中丁醇和总溶剂产量分别为18.17 g/L和29.31 g/L。以木薯为原料萃取耦合发酵生产丁醇及总溶剂产量比传统发酵分别提高了48.69%和51.80%。     

聚氨酯固定化热带假丝酵母发酵木糖醇

固定在多孔聚氨酯载体中的热带假丝酵母(Candida tropicalis), 可有效地利用玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇。在摇瓶条件下, 采用分批发酵方式, 确立了适宜的发酵工艺参数为: 接种量7%, 聚氨酯加入量1.0 g/100 mL, 温度30°C, 初始pH值6.0, 分段改变摇床转速进行溶氧调节, 其中0~24 h 为200 r/min; 24 h~46 h为140 r/min。聚氨酯固定化提高了菌体对发酵抑制物的耐受力, 固定化细胞密度高, 发酵性能稳定, 发酵产率和体积生产速率都有所提高。水解液未经脱色与离子交换便可转化成木糖醇, 大幅降低了成本, 显示了良好的应用前景。固定化细胞连续重复进行12批次21 d的发酵, 木糖醇得率平均为67.6%, 体积生产速率平均为1.92 g/(L·h)。     

木质纤维素原料酶水解产乙醇工艺的研究进展

木质纤维素原料预处理后,经水解、发酵等过程,可生产乙醇作为清洁燃料,这大大提高了农业和林业废弃物的利用率,减轻了环境污染,并为经济的可持续发展提供了保证。目前木质纤维素酶水解因其具有明显优势而受到重视,被普遍研究和采用。综述了近年来木质纤维素原料的预处理方法、酶与水解技术、发酵工艺以及发酵耦合分离技术的最新研究成果。     

发酵工业原料炼制技术体系

要建立节粮、节水、节能和环保的发酵工业,首先面临的是发酵原料的炼制问题。本文通过深入分析发酵工业原料炼制的共性问题,结合多年生物质原料高值化炼制研究基础,提出“发酵工业原料炼制”的理念,根据发酵原料的结构特点和目标产物的要求,将发酵原料预处理——组分分离提升到依据产品功能要求的选择性结构拆分过程,并建立了以汽爆为核心的原料炼制技术平台以及针对淀粉类、糖类、木质纤维素类、生物质水解酸化生产的有机酸、醇类等典型发酵原料的多组分分层多级炼制技术体系范例,为实现资源节约、环境友好的发酵工业提供理论基础与技术支撑。     

解淀粉乳酸细菌在L-乳酸发酵生产中的应用

对解淀粉乳酸细菌及其产生的淀粉酶和发酵工艺等方面的国内外研究现状进行了综述。解淀粉乳酸细菌具有分泌淀粉酶的能力,可免去原料水解处理工序直接发酵淀粉质原料生产乳酸,可以简化生产工艺,并可节约设备投资,进而降低生产成本。解淀粉乳酸细菌主要分离自传统发酵食品,也可从有机废弃物和厨余垃圾中分离得到。介绍了解淀粉乳酸细菌直接利用淀粉质原料的机理,比较了解淀粉乳酸菌发酵生产L-乳酸的工艺。提出通过诱变育种和基因工程育种等方法获得更加高效的解淀粉乳酸细菌,并结合先进的发酵、分离技术来提高乳酸生产效率。     

水溶液中白藜芦醇稳定性及降解产物分析

白藜芦醇是一种具有较强抗氧化和防癌、抗癌等生理活性的植物天然产物,其功能与生产是当前的研究热点;然而,白藜芦醇的光稳定性和热稳定性较差。在微生物发酵生产及存储过程中需要采取特殊的工艺,以防止其降解,使得发酵及存储工艺复杂化,增加了成本。本研究对发酵及存储过程中的各类条件,如温度、pH、培养基成分及大肠杆菌对白藜芦醇的降解情况进行了初步的研究;使用液相色谱-离子阱-飞行时间质谱,对白藜芦醇的降解产物进行了分析。本研究可作为基础资料,为降低发酵生产及存储过程中白藜芦醇的降解提供重要参考。     

超声波在生物发酵工程中的应用

一定强度的超声波作用于发酵过程中缩短发酵时间,改善生物反应条件,提高生物产品的质量和产量,微弱超声可用于在线检测某些发酵过程参数,本简要介绍了超声波作用于生物发酵过程的基本原理,并详细讨论了超声波在遗传育种 ,改善发酵工艺有发酵产物的提取与分离,发酵产物浓度的在线检测等方面的主要应用。     

粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)木糖发酵的研究

研究了不同通氧条件和培养基初始pH等对粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)AS3．1602木糖发酵的影响。结果表明,粗糙脉孢菌具有较强的发酵木糖产生乙醇及木糖醇的能力。通气量对木糖发酵有较大的影响。乙醇发酵适合在半好氧条件下进行,此时乙醇的转化率达到63．2％。木糖醇发酵适合在微好氧的条件下进行,转化率达到31．8％。木糖醇是在培养基中乙醇达到一定浓度后才开始积累。培养基的初始pH对木糖发酵产物有较大的影响,乙醇产生最适pH5．0,木糖醇产生最适pH4．0。在培养基pH为碱性条件时,木糖发酵受到很大的抑制。初始木糖浓度对产物乙醇及木糖醇的产率有很大的影响。葡萄糖的存在会抑制木糖的利用,对乙醇和木糖醇的产生也有很大的影响。     

木糖醇发酵状态估算、过程预测与优化

运用广义对数方程拟合不同初始木糖浓度(4.73～94.71g/L)下的木糖醇发酵过程,借助于均匀设计综合考察构建神经网络时第一、二隐层单元数、学习速度、初始权矩阵对模拟结果的影响及不同的初始状态变量对木糖醇发酵过程的影响,建立了一个能够很好地用于不同初糖浓度下木糖醇发酵状态估算和过程预测的四层6-7-6-3拓扑构型的神经网络模型,提出了对改善木糖醇发酵有指导意义的优化方案。     

Eremomycin的发酵条件优化及发酵产物的分离纯化

研究确定Nocardia orientalis NRRL18098发酵生产eremomycin的最佳工艺条件,以及对发酵产物进行分离纯化并得到eremomycin的纯品。通过正交设计方法优化发酵培养基的组成。采用树脂吸附、中压液相色谱技术相结合的方法对发酵产物进行分离纯化。在优化条件下,eremomycin的摇瓶发酵单位达115 mg/L,提高了63.5%,并采用树脂吸附和中压液相色谱相结合的方法能有效地将eremomycin从发酵液中分离出来,制备获得eremomycin精制品。     

酸解纤维素酒精发酵的毒性问题

目前 ,纤维素的酒精发酵主要有两种方法 :一种是酸水解法 ,另一种是酶解法。虽然经过 2 0多年研究 ,在纤维素的酶法水解方面有了一定进展[1,2 ] ,但是与酸法水解发酵相比较 ,仍存在很多不足之处 ,如 :纤维素的酶解效率不高 ,原料没有被充分利用 ,生产周期长 ,成本高。因此 ,纤维素酒精发酵在目前仍以酸法水解工艺为主。这一工艺已经比较成熟 ,目前生产中存在的主要问题就是关于水解产物对发酵微生物的“毒性问题” ,近年来 ,在这方面的研究较多 ,也取得了一定进展。1　纤维素酸解产物对发酵微生物的抑制作用1 1　纤维素类原料水解过程中各物…     

木糖醇发酵状态估算,过程预测与优化

运用广义对数方程拟合不同初始木糖浓度（４７３～９４７１ｇ／Ｌ）下的木糖醇发酵过程,借助于均匀设计综合考察构建神经网络时第一、二隐层单元数、学习速度、初始权矩阵对模拟结果的影响及不同的初始状态变量对木糖醇发酵过程的影响,建立了一个能够很好地用于不同初糖浓度下木糖醇发酵状态估算和过程预测的四层６７６３拓扑构型的神经网络模型,提出了对改善木糖醇发酵有指导意义的优化方案。