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![鹽析和糖析萃取發(fā)酵液中的2,3-丁二醇.pdf_第1頁](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/14/17/a4fa1456-5a1b-4466-a394-155c360fd944/a4fa1456-5a1b-4466-a394-155c360fd9441.gif)
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文檔簡介
1、2,3-丁二醇是一種重要的綠色平臺(tái)化合物,在化工、食品、醫(yī)藥、航天和燃料等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,其生產(chǎn)方法主要為生物轉(zhuǎn)化法。近年來,廉價(jià)的非糧碳源(如糖蜜)發(fā)酵生產(chǎn)2,3-丁二醇成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因產(chǎn)物高度親水、發(fā)酵液的成分極其復(fù)雜且含有大量來自碳源的雜質(zhì),使2,3-丁二醇的后續(xù)分離成為制約其工業(yè)化發(fā)展的瓶頸因素。本課題組提出的鹽析萃取在分離發(fā)酵液中的2,3-丁二醇時(shí),回收率高、操作簡單,不過關(guān)于鹽析萃取在分離非糧碳源(如糖蜜)發(fā)酵液中
2、2,3-丁二醇的研究甚少。糖析萃取是分離乙腈時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種新的分離方法,可應(yīng)用于分離金屬離子、生物大分子、藥物和蛋白等,但在分離發(fā)酵液中的初級(jí)產(chǎn)物方面還沒有研究報(bào)道。因此,本文采用鹽析和糖析萃取兩種方法研究了不同發(fā)酵液中2,3-丁二醇的分離,并考察了糖析萃取的下相用于發(fā)酵的可行性。
本研究首先采用鹽析萃取法分離糖蜜發(fā)酵液中的2,3-丁二醇。通過考察不同的有機(jī)溶劑和不同鹽組成的鹽析萃取體系對(duì)2,3-丁二醇的回收率和色素的去除率,發(fā)
3、現(xiàn)乙酸乙酯/磷酸氫二鉀體系萃取效果較好。當(dāng)發(fā)酵液(4 mL)和乙酸乙酯的體積比為1∶1,磷酸氫二鉀與發(fā)酵液的質(zhì)量體積比為1∶1時(shí),2,3-丁二醇的回收率為98.81%,上相中檢測(cè)不到色素。當(dāng)發(fā)酵液體積放大至400 mL時(shí),體系中2,3-丁二醇的回收率為91.32%。其次,采用糖析萃取法分離發(fā)酵液中的2,3-丁二醇。通過考察不同糖和不同有機(jī)溶劑組成的糖析萃取體系中2,3-丁二醇和糖的分配情況,選取葡萄糖/叔丁醇體系為分離2,3-丁二醇的研
4、究體系??疾炝顺上辔镔|(zhì)濃度、產(chǎn)物濃度、無機(jī)鹽濃度等參數(shù)對(duì)叔丁醇/葡萄糖體系分離發(fā)酵液中2,3-丁二醇的影響,確定了糖析萃取的適宜條件。當(dāng)叔丁醇和發(fā)酵液的體積比為1∶1、葡萄糖占發(fā)酵液質(zhì)量體積百分比為30%、磷酸氫二銨占發(fā)酵液質(zhì)量體積百分比為1.8%、發(fā)酵液中2,3-丁二醇的濃度60.3 g/L時(shí),上相中2,3-丁二醇的回收率達(dá)到76.0%,80.5%的葡萄糖分配在下相,可溶性蛋白和副產(chǎn)物乳酸的去除率分別為78.0%和86.8%。最后,研
5、究了葡萄糖/叔丁醇體系的下相經(jīng)過處理后用于發(fā)酵的可行性。通過往培養(yǎng)基中加入有機(jī)溶劑的方式考察有機(jī)溶劑對(duì)細(xì)菌生長的影響,確定了發(fā)酵培養(yǎng)基中的叔丁醇含量最高為5 g/L。利用減壓蒸餾的方法去除叔丁醇/葡萄糖體系下相中殘余的大部分叔丁醇,并對(duì)下相進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尯笾苯幼鳛榘l(fā)酵培養(yǎng)基,同時(shí)首次發(fā)酵離心所得的菌體可作為菌種用于下相的再次發(fā)酵。條件適當(dāng)時(shí),葡萄糖的消耗和2,3-丁二醇的產(chǎn)生與新鮮培養(yǎng)基和菌種的趨勢(shì)一致。綜上所述,鹽析萃取與糖析萃取具有
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