米根霉3.242发酵玉米淀粉制l-（+）-乳酸的研究

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1、天津大学硕士学位论文米根霉3.242发酵玉米淀粉制L-（+）-乳酸的研究姓名：穆卫军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：曾爱武20070801摘要乳酸是一种重要且应用广泛的有机酸，乳酸、乳酸盐及其衍生物，广泛应用于食品、医药、饲料、环保和化工等领域。聚L．乳酸为无毒的生物降解塑料，可以被微生物彻底分解成C02和H20，因此聚乳酸消除了PVC、PP塑料造成的“白色污染”，对于解决白色污染这样的环保问题有着重要意义。．本文以玉米淀粉为原料，研究了米根霉间歇发酵L--孚L酸的最佳种子培养基和最佳发酵培养基，确定了碳源浓度、氮源与不同氮源浓度、磷酸盐、温度以及pH值等的最优值，并

2、且研究了搅拌速度和通气量对乳酸发酵的影响。确定的最佳种子培养基(g．七。1)为：葡萄糖50．0，(NH4)2S042．0，KH2P040．30，ZnS040．50，MgS040．50，最佳培养温度34。C，CaC03添加量为10．0g-L～，装液量70mL(500mL)三角瓶，培养时间为30h；最佳发酵培养基为：玉米淀粉108．09．L～，(NH4)2S0459·L1，KH2P040．309·L一，ZnCl20．609·L_1，MgCl20．309·L～，最佳发酵温度为34。C，接种量为12％，发酵的pH值控制在5．5"--6．0范围内，转速为190r．min～，通气量为3vv

3、m。发酵动力学方程对优化生产条件、研究生化反应过程机理具有非常重要的意义，本文对米根霉发酵L．乳酸的动力学模型进行了构建。通过经典的Logistic模型确定了米根霉细胞生长动力学方程，通Luedeking．Piret方程联系Logistic方程确定了L．乳酸产生动力学方程，通过葡萄糖质量守恒，联系Logistic方程确定了葡萄糖底物消耗动力学方程，这三个方程能准确的描述发酵过程中不同时间的菌体生长情况、产酸情况和底物消耗情况，对优化发酵条件有一定的指导作用。关键词：米根霉乳酸发酵动力学ABSTRACTLacticacidisallimportantorganicacidwith

4、extensiveuse．Lacticacid，lactateandtheirderivantsareusedinmanyfieldssuchasfoodindustry,medicineproduction，foodindustry,environmentalprotectionandchemicalindustry．Poly(L-lacticacid)，a11biodegradableplasticwithouttoxicity,callbethoroughlydecomposedintocarbondioxideandwaterbyorganism．Sopoly(L-la

5、cticacid)slakes‘whitepollution’causedbyPVC，PPplasticandhasagreatmeaningtosettlewhitepollutionproblem．111eoptimumcultureandproductionconditionoflacticacidbatchfermentationforRhizopusoryzaebycornstarchisstudiedinthispaper．Severalfermentationoptimumconditionsincludingcarbonsourceconcentration，n

6、itrogensourceanditsconcentrmion，phosphate，temperatureandpHaredeterminedintheexperiment．Meanwhile，effectsofrotationspeedandaerationquantitativetofermentationarealsostudied．Theoptimumseedculture(g-L’1)is：Glucose50．0，(NH4)2S042．0，KH2P040．30，ZnS04O．50，MgS040．50．Andtheoptimumcultureconditionis：34

7、℃，70mlin500mlflaskfor30hourswithCaC0310．0g．L～．Theoptimumfermentationconditionis：Carbonsourceconcentration108．0g·L一，(NH4)2S0459-L～，KH2P040．309‘L一，ZnCl20．609·L～，MgCl20．309·L一．Andtheoptimumfermentationtemperatureandinoculumconcentrationare34"Cand12％se