复合微生物发酵薯渣条件优化

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1、硕士学位论文复合微生物发酵薯渣条件优化OPTIMIZATIONOFTHECONDITIONSOFCOMPOUNDMICROBIALFERMENTATIONFORPOTATORESIDUE张立宏哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：Q939.97学校代码：10213国际图书分类号：579密级：公开理学硕士学位论文复合微生物发酵薯渣条件优化硕士研究生：张立宏导师：杨谦教授申请学位：理学硕士学科：生物学所在单位：生命科学与技术学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学DissertationfortheMasterDegree

2、inScienceOPTIMIZATIONOFTHECONDITIONSOFCOMPOUNDMICROBIALFERMENTATIONFORPOTATORESIDUECandidate：ZhangLihongSupervisor：Prof.YangQianAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：BiologyAffiliation：SchoolofLifeScienceandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-In

3、stitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要中国作为一个马铃薯大国，每年有大量的马铃薯被加工制成淀粉，而在这个过程中会伴随产生大量的废弃物如废薯渣与汁水，其中含有大量的营养物质，直接排放不仅造成资源的大量浪费，还导致环境的严重破坏。本研究利用微生物的生长代谢对马铃薯薯渣进行发酵，并且将纤维素降解过程与单细胞蛋白生产相结合，将原本废弃的营养物质进行加工利用，生产单细胞蛋白，制成动物喜食的饲料。通过实验确定了发酵菌种生长特性，找到了复合微生物发酵马铃薯薯渣的最佳发酵条件，并且对发酵

4、产物进行品质评价，最后利用数学方法对发酵体系进行了动力学分析。实验选择有纤维素降解能力的黑曲霉、产单细胞蛋白的酿酒酵母与地衣芽孢杆菌作为发酵菌种，分别测定各自生长曲线，结合还原糖的产生情况确定了发酵时各个菌种的添加时机以保证发挥最大功效，通过测定精蛋白变化情况结合经济成本问题综合考虑确定发酵周期为4天。利用响应面优化法得到发酵的最佳条件为pH为6.3，接种量为2.61%，温度为33.94℃。通过验证实验，得到实验值蛋白减少量为3.21mg/mL，与理论值3.28mg/mL基本一致。然后建立了有关马铃薯薯渣发酵的动力学模型，在对最佳条件下进行

5、的发酵过程进行检测，利用1stopt软件对实验数据进行拟合，分别解得菌体生长动力学、产物生成动力学、动物消耗动力学模型的未知参数，确定了完整的数学公式，为以后的大型生产提供便利，指导工业应用。测定经过发酵处理的汁水对比原始汁水COD去除率为72.99%。对发酵产物物理、化学、生物方面的品质进行简单评价，纤维素与蛋白小颗粒在发酵后被分解破坏，利于动物消化，上清液中精蛋白含量由发酵前的4.58mg/mL减为发酵后的1.37mg/mL，粗蛋白含量达到31.8%，检测到的17种氨基酸含量在发酵后全部增加，总量达到15.8%，提高5.4倍。纤维素降解

6、率为55.4%，最终还原糖剩余量为0.015mg/mL。关键字：马铃薯薯渣；微生物发酵；响应面优化；单细胞蛋白；动力学分析-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractAsabigcountryinproducingpotato,therearealotofpotatoesareprocessedintostarchinChina.Butduringthisprocesstherewillbeaccompaniedbyproducealotofwastelikepotatoresidueandjuice,whichcontainsla

7、rgeamountsofnutrients,directdischargecausesnotonlyresourcewasting,alsoleadstoenvironmentalseverelydamaged.Thisstudyusethegrowthandmetabolismofmicroorganismtodothepotatoresiduefermentation,andthedegradationofcellulosewascombinedwiththeproductionofsinglecellprotein.Weusethes

8、tarchwastetomakethesinglecellproteintofeedanimals.Thisstudydeterminethecharacteristicsoft