微生物發(fā)酵法生產(chǎn)3-羥基丁酮.pdf

1、3-羥基丁酮（acetoin），又名乙偶姻，是一種重要的呈香化合物，廣泛應(yīng)用于食品、化工、制藥以及煙草等領(lǐng)域。目前，3-羥基丁酮的生產(chǎn)主要是以丁二酮或2，3-丁二醇為原料通過(guò)化學(xué)法合成，但是存在原料來(lái)源不足、工藝復(fù)雜、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，限制了3-羥基丁酮的大規(guī)?；a(chǎn)。與此相比，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)3-羥基丁酮具有原料來(lái)源豐富、條件溫和、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，能從根本上改變3-羥基丁酮生產(chǎn)過(guò)程中所面臨的資源與環(huán)境壓力，是極具潛力的生產(chǎn)方法，因此

2、微生物發(fā)酵法生產(chǎn)3-羥基丁酮越來(lái)越受到人們的重視。本論文從產(chǎn)3-羥基丁酮菌株的篩選入手，對(duì)目標(biāo)菌株產(chǎn)3-羥基丁酮的培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)發(fā)酵法生產(chǎn)3-羥基丁酮的分離提取工藝進(jìn)行了探索。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴從日本傳統(tǒng)食品納豆中分離篩選獲得一株3-羥基丁酮高產(chǎn)菌株SF4-3，該菌株以葡萄糖為主要碳源，在37℃、180 r/min搖瓶培養(yǎng)96 h，3-羥基丁酮產(chǎn)量為33.90 g/L，利用氣相色譜及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)

3、菌株SF4-3的發(fā)酵液成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明主產(chǎn)物為3-羥基丁酮，純度為91％以上，不產(chǎn)丁二酮或2,3-丁二醇。根據(jù)形態(tài)特征、生理生化特征及16S rDNA序列分析，該菌株被鑒定為枯草芽孢桿菌。⑵通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)及響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)考察了培養(yǎng)基組分和發(fā)酵條件對(duì)菌株SF4-3的3-羥基丁酮發(fā)酵的影響，確定了最佳培養(yǎng)基組分為：葡萄糖160 g/L，酵母膏8.5 g/L，玉米漿14.6 g/L，尿素3.8 g/L，F(xiàn)eSO4?7H2O0.10

4、 g/L，MnSO4?H2O0.05 g/L；最佳發(fā)酵條件為：種齡7 h，接種量5%（v/v），溫度37℃，轉(zhuǎn)速180 r/min，裝液量30 mL/250 mL。利用優(yōu)化的發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件，進(jìn)行了搖瓶發(fā)酵進(jìn)程曲線的測(cè)定，3-羥基丁酮產(chǎn)量最大值達(dá)到56.2 g/L，與原始菌株相比，發(fā)酵周期縮短，3-羥基丁酮產(chǎn)量得到提高。⑶探索了利用新型雙水相萃取技術(shù)從發(fā)酵液中分離3-羥基丁酮的工藝條件，以3-羥基丁酮的分配系數(shù)和回收率作為指標(biāo)，考察