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题名:
味精母液生物资源化
作者: 贾翠英
学位类别: 博士
答辩日期: 2006-11-20
授予单位: 中国科学院过程工程研究所
授予地点: 过程工程研究所
导师: 丛威
关键词: 酵母菌 ; 杂色云芝 ; 味精母液 ; 生物资源化
学位专业: 生物化工
中文摘要: 味精生产过程中经等电分离提取谷氨酸后排放的废母液称之为味精母液。目前,味精母液生物资源化利用主要研究培养酵母菌生产SCP方面,残留的色素资源化利用尚未见报道。本文针对利用味精母液培养酵母菌过程中存在的菌种环境适应能力低、菌体得率低、培养周期长以及残留色素的问题,通过对味精母液水质分析,筛选及驯化了一株优良酵母菌—苹果酒酵母菌,进行了培养条件和影响因素的实验和分析,确定了味精母液培养酵母菌的工艺及操作参数,分析了所培养的酵母菌的蛋白质含量并进行了评价。探索了味精母液培养杂色云芝的条件及杂色云芝降解和脱色的机理,提出了味精母液联合培养酵母菌和杂色云芝的方案。 首先进行了味精母液成分分析,味精母液具有高COD、高BOD5、高氨氮、高硫酸根含量及色素深和低pH的特点,BOD5与COD比值为0.49大于0.3,可生化性好,低pH环境适宜进行酵母菌的培养,要求所用酵母菌需具有较高的COD、BOD5、氨氮及硫酸根的耐受力,预脱硫铵后可更有利于酵母菌的培养,但酵母菌无法消除利用色素物质。 酵母菌筛选驯化是通过多次改变筛选培养基成分,有目的地贫化和富化某些成分进行酵母菌株的选育,再通过梯度外加硫酸铵实验进行酵母菌株耐性的驯化,最终获得一株优良酵母菌,该酵母菌菌株与已研究报道中的酵母菌相比,具有嗜酸性强、培养周期短、菌体得率高及生物转化效率高等优势。 以所选优良酵母菌用味精母液培养,考察了COD浓度、装液体积、pH、温度、摇床转速、接种浓度、菌龄等因素对生长的影响,发现COD初始浓度为30000mg/l~50000mg/l、接种浓度10%、初始pH 3.0±0.5、25℃、250~280r/min、培养20h~24h,可获得0.5~0.8 g DCW/g COD的菌体得率,COD去除率为65%~78.9%,pH由初始的3.0±0.5上升到6.0±0.5,表明培养酵母菌后的味精母液得到很好的净化和生物转化,产物酵母菌粗蛋白中含有17种氨基酸,含量高达58.1%,高出普通的饲料酵母13%,是一种优质饲料添加剂。 实验进一步考察了影响酵母菌生物转化的因素,结果表明酵母菌的最适碳氮比例为6:1,但味精母液中碳氮比例接近3:1,不能满足酵母菌生长需要,在补充碳源葡萄糖后可提高酵母菌生物转化率,高浓度硫酸铵对酵母菌生长有抑制作用,预脱硫铵后可提高酵母菌的生物转化率。外加磷源对转化率影响不大,表明味精母液中含有足够的磷源,少量麦拉德色素对酵母菌生长不造成影响,但大量的色素能毒害和杀伤酵母菌影响生物转化率。 为脱除色素和进一步降低COD,进行了味精母液培养杂色云芝的探索性实验,结果表明不但可去除味精母液中的色素物质而且可降解味精母液中残留的其它有机质,其脱色和降解过程,主要是胞外酶的降解作用。灭菌与否对味精母液培养杂色云芝的影响不显著,其最适COD正好是经培养酵母菌后的残液浓度。 因此,进行了酵母菌和杂色云芝联合培养的实验,结果表明两种微生物之间存在很好的协同作用,培养酵母菌后的味精母液为进一步培养杂色云芝提供了有利的生长环境,第二步,培养杂色云芝又弥补了培养酵母菌时去除色素物质的不足,也降低了COD。 在上述实验基础上,进行了酵母菌和杂色云芝联合培养的工艺设计,初步建立了万吨味精母液生物资源化的工艺流程,并进行了操作参数与目标参数的分析,可为规模培养提供参考。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1005
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贾翠英. 味精母液生物资源化[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2006.
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