聚苹果酸的发酵优化及提取

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作者：

王丽燕

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摘要：

聚苹果酸是一种以苹果酸为惟一单体的完全生物可降解性高分子.聚苹果酸的 侧链上有许多游离的羧基,易于和氨基或羟基等基团连接.聚苹果酸在药物载体食品包装材料,吸水材料和化妆品等领域有着重要的应用价值,并可用于制备优良的 可降解塑料,甚至可以代替石油来源的不能被生物降解的聚丙烯酸的短期应用,存在着巨大的社会价值和商业利润.虽然聚苹果酸有众多的优点,但是对聚苹果酸的 研究还是较少的.在国外,对聚苹果酸的研究始于上世纪70年代,但是它仅局限于化学合成的研究;而在国内,对聚苹果酸的研究也是2003年以后才有一些报 道,而且涉入不深.同化学合成法相比,微生物发酵法制备聚苹果酸具有所需的原料简单易得,产物较纯,反应条件温和的优势.但由于菌种的稳定性和产酸能力的 原因,发酵法制聚苹果酸尚未形成产业规模. 论文在摇瓶培养基的基础上,改变氮源和微量元素等,优化得出了出芽短梗霉BS04发酵产聚苹果酸的培养基组成.在摇瓶培养基的基础上应加入0.05%(体 积浓度)的玉米浆作为复合氮源,0.03%(质量体积浓度)的MnSO4·H2O,ZnSO4·7H2O和H3BO3作为微量元素,0.2%(质量体积浓 度)的丁二酸和富马酸.经培养基的优化,聚苹果酸的产量达到了27g/L. 论文对出芽短梗霉发酵产聚苹果酸的发酵罐培养条件进行了研究,确立了出芽短梗霉发酵产聚苹果酸的培养条件.优化的培养条件为:4%的接种量,搅拌转速为 400r/min,通气量为3.5L/m,在24℃下培养216小时.采用补料培养的培养方式,最佳的培养方式为:发酵开始时加入8%(质量体积浓度)的 葡萄糖,在残糖接近0时补料使发酵罐中的糖浓度为25g/L,共补料两次,菌体消耗总的葡萄糖为12%,此时聚苹果酸的产量可达到37g/L. 对发酵液中的聚苹果酸的测定,提取方法进行了初步的研究,获得了用有机酸柱测定苹果酸的最优条件,从发酵液中提取聚苹果酸的提取方法及鉴定了出芽短梗霉 BS04发酵得出的聚苹果酸的结果及分子量.有机酸柱测苹果酸的条件为:25Mm/L磷酸缓冲液,pH值为2.5,得出的苹果酸标准曲线 为:Y=0.0703*X-0.0536,线性相关系数R2=0.9994.从发酵液中提取聚苹果酸的提取方法为:以甲醇为沉淀剂,沉淀温度为4℃,利用 多步沉淀法进行聚苹果酸的提取.分离得到的的聚苹果酸经GPC测定分子量Mw为2490.

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关键词：

聚苹果酸 提取方法 微生物发酵法 培养条件 出芽短梗霉

学位级别：

硕士