利用固定化米根霉在三相流化床中发酵生成L-乳酸

用聚氨酯泡沫吸附固定米根霉菌丝,在三相流化床中对葡萄糖、木糖以及木糖渣的纤维素酶解液等不同碳源进行Ｌ－乳酸发酵研究,并对游离菌丝和固定化菌丝发酵Ｌ－乳酸进行了比较。结果表明,聚氨酯泡沫是米根霉的良好载体,具有经济、高效等特点。实验条件下,不同碳源的乳酸转化率分别为：葡萄糖,８２．５％;木糖,５３．８％;木糖渣酶水解液,７１．９％。三相流化床中固定化米根霉产酸速率（对葡萄糖）为１９．１ｇ．ｈ＾－１．     

固定化米根霉发酵制L-乳酸

采用海藻酸钙包埋法固定化米根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｏｒｙｚａｅ）,菌体在颗粒表面形成一层菌丝膜,有利于氧气和其它营养物质的传递;三相流化床生物反应器结构简单、动力消耗低、反应器内物质混合均匀、氧传递量大于固定化米根霉的需氧量,非常适合好氧的固定化米根霉发酵。利用它进行重复使用固定化米根霉的间歇发酵或连续发酵制备Ｌ 乳酸,整个过程一般可持续两周以上。固定化米根霉的产酸速率达１６～１８ｇ／Ｌ ｂｅａｄ．ｈｒ,得率为７０～８０％,反应器生产能力约为传统搅拌罐的３倍。采用海藻酸钙包埋法固定化米根霉在三相流化床生物反应器中进行发酵可以有效地提高Ｌ 乳酸的生产效率,具有良好的工业应用前景。     

固定化米根霉发酵制L—乳酸

采用海藻酸钙包埋法固定化米根霉,菌体在颗粒表面形成一层菌丝膜,有利于氧气和其它营养物质的传递;三相流化床生物反应器结构简单,动力消耗低,反应器内物质混合均匀、氧传递量大于固定化米根霉的需氧量,非常适合好氧的固定化米根霉发酵。     

乳酸发酵动力学研究进展

对乳酸发酵过程中几种典型的发酵过程动力学,如游离细菌进行乳酸发酵动力学、海藻酸钙固定化米根霉的发酵动力学、转盘反应器固定化米根霉的发酵动力学以及聚氨酯固定化米根霉的发酵动力学进行了阐述。     

无载体固定化米根霉重复间歇发酵生产L-乳酸

通过研究影响米根霉菌丝体形态的培养基因素,初步构建了无载体固定化米根霉重复间歇发酵生产L-乳酸的工艺条件.研究结果表明,首批次发酵培养基采用120 g/L葡萄糖,3 g/L硝酸铵,K 和Na 浓度比为1:1,发酵72 h后,米根霉菌体形态为均匀的茵丝体小球,直径为1.0 mm～2.0 mm,此时L-乳酸产量可达100.8 g/L,葡萄糖转化率为84%.在此基础上,利用米根霉菌丝体小球重复间歇发酵16批次,每批次发酵24h,此时葡萄糖转化率均高于75%,L-乳酸产量保持在60.0 g/L以上,米根霉菌丝体小球形态保持稳定.     

米根霉利用纯糖和不同预处理玉米秸秆酶解糖生产L-乳酸

通过单因素实验设计,优化米根霉摇瓶发酵产L-乳酸。在此基础上,以蒸气爆破和碱处理玉米秸秆酶解液为混合C源,与纯糖对比,研究不同预处理玉米秸秆混合C源对米根霉发酵产L-乳酸的影响。结果显示:在初始葡萄糖质量浓度100g/L、(NH4)2SO4质量浓度2g/L、接种量6%(体积分数)、转速170r/min、发酵12h后添加30g/LCaCO3的条件下,米根霉发酵产L-乳酸质量浓度为69.15g/L。米根霉发酵不同预处理玉米秸秆酶解混合C源,木糖的存在影响了米根霉的C代谢网络,降低L乳酸的产量。     

木质纤维基L-乳酸生物制造的技术经济分析

L-乳酸因对人体安全无毒,应用领域广泛。为提高L-乳酸的产量、得率,降低其生产成本,选用制备L-乳酸的理想菌种米根霉,以低聚木糖生产废渣为底物,探究基于木质纤维原料生物转化L-乳酸的最佳工艺路线。采用纤维床生物反应器固定化米根霉进行同步糖化发酵,有利于解决低聚木糖工业加工中的大量废渣再利用问题,实现米根霉利用木质纤维原料低成本、高得率制备L-乳酸。在固定化米根霉发酵的基础上,从原料低聚木糖生产废渣到成品L-乳酸全工艺过程,利用Super Pro Designer进行评估核算,探讨其工业化可行性和经济效益,年产5.0万t L-乳酸的项目建设投资回收期为3.24年。     

固定化米根霉生产L－乳酸的研究

开发了利用聚氨酯泡沫为载体固定化米根霉生产Ｌ－乳酸的新工艺。确定了固定化细胞发酵条件：葡萄糖浓度为５０ｇ／ｌ,载体立方体边长为４～８ｍｍ,载体量为２０ｃｍ３／７０ｍｌ培养基,固定化细胞制备培养时间为２４ｈ．利用固定化细胞发酵产酸速率是游离菌的３倍以上,对糖转化率达７７．７０％,与理论转化率相近。该固定化细胞应用在反复间歇发酵中可稳定１０批次以上。     

米根霉在氮源限制下的木糖代谢和关键酶特性北大核心CSCD

【目的】解析氮源浓度对米根霉木糖代谢途径及产物的影响,提高木糖利用率。【方法】以木糖为碳源,考察不同氮源浓度下米根霉的生物量、有机酸积累量、木糖代谢关键酶(木糖还原酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶)活力以及胞内还原力(NADH/NAD+、NADPH/NADP+)的差异。【结果】富氮条件下(2.4 g/L尿素),木糖代谢速率达2.03 g/(L·h),木糖还原酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活力以及胞内还原力较高,生物量达18.01g/L,几乎不积累有机酸;限氮条件下(0.15 g/L尿素),木糖还原酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活力以及胞内还原力水平降低,生物量仅4.02 g/L,富马酸积累量为6.55 g/L,残余木糖量较高;氮源浓度为0.6 g/L时,木糖还原酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活力以及NADPH/NADP+处于前二者之间,此时生物量9.11 g/L,有机酸积累量较大,其中富马酸为12.28 g/L。【结论】充足的氮源可使米根霉通过木糖代谢关键酶与胞内还原力的协同效应强化木糖代谢活力,通过优化氮源浓度后,米根霉可积累更多有机酸。     

膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸的工艺研究

以膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸为研究对象,以Na2CO3为中和剂,考察固定化米根霉在5L搅拌式发酵罐中的发酵特征,采用智能可视化软件(IVOS)优化发酵工艺条件。结果表明,在80g/L初始糖浓及最优工艺下,富马酸产量、生产速率及转化率分别为21.1g/L、0.25g/(L·h)和28%;采用40g/L初始糖浓及连续批次发酵工艺时,富马酸产量、生产速率及转化率最高分别为10.8 g/L、0.36g/(L·h)和27%。搅拌式反应器中,固定化米根霉的膜反应器比表面积有限,以及菌膜的空间阻隔效应对传质传氧的限制作用,显著影响了富马酸的生产强度和转化率。因此,亟需发掘新的固定化方法及反应器形式,达到既解决米根霉形态控制问题,又有助于生产性状提升的目标。