黃姜水解液發(fā)酵生產(chǎn)D-葡萄糖酸鈉及發(fā)酵抑制物控制研究.pdf

1、D-葡萄糖酸鈉是一種多羥基有機(jī)酸鹽，生物發(fā)酵法因反應(yīng)條件溫和，設(shè)備要求低，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)已成為生產(chǎn)D-葡萄糖酸鈉的主要方法。然而，直接以葡萄糖為碳源，使葡萄糖酸及其衍生物的價(jià)格居高不下。本文以非糧原料黃姜水解液為碳源，選用黑曲霉（Aspergillus niger1）發(fā)酵生產(chǎn)D-葡糖糖酸鈉，從發(fā)酵產(chǎn)量入手，分析黃姜水解液中的抑制因素，采用預(yù)處理以及酶降解的方法去除其中的抑制因子，以達(dá)到降低成本和提高發(fā)酵產(chǎn)量的目的。取得如下研究結(jié)果：

2、>　?。?）首次利用黃姜水解液發(fā)酵生產(chǎn)D-葡萄糖酸鈉，初始轉(zhuǎn)化率為26.0％，表明直接利用黃姜水解液對(duì)發(fā)酵存在一定的抑制作用。通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該水解液中含有豐富的氨基酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，進(jìn)一步分析黃姜水解液成分并去除抑制因素后，該糖液可作為D-葡萄糖酸鈉發(fā)酵的優(yōu)質(zhì)碳源。
　　（2）單因素實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)黃姜水解液中糠醛和部分酚類(lèi)化合物濃度高于0.1 g/L時(shí)，對(duì)微生物細(xì)胞生長(zhǎng)、產(chǎn)物合成抑制作用明顯。對(duì)比D-葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率及生物量，得

3、出水解液中酚類(lèi)物質(zhì)的抑制作用強(qiáng)于糠醛、5-羥甲基糠醛，尤其對(duì)產(chǎn)物合成有強(qiáng)烈抑制作用。通過(guò) HPLC定量分析，確定黃姜水解液中糠醛、5-羥甲基糠醛、香草醛、丁香醛及4-羥基苯甲醛的含量分別為0.11 g/L、0.09 g/L、0.54 g/L、0.63 g/L及0.47 g/L，證明水解液中抑制性物質(zhì)已超出安全濃度（0.1 g/L），會(huì)對(duì)D-葡萄酸鈉的發(fā)酵產(chǎn)生抑制作用。
　?。?）黃姜水解液經(jīng)過(guò)活性炭、堿、亞硫酸鹽以及離子交換樹(shù)脂預(yù)

4、處理，葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率分別提高了26%、7%、9%及15%，其中，活性炭處理后發(fā)酵轉(zhuǎn)化率提高了將近1倍，表明了活性炭預(yù)處理效果最佳?；钚蕴款A(yù)處理后，水解液中糠醛、5-羥甲基糠醛、香草醛、丁香醛及4-羥基苯甲醛的濃度分別降低至0.02 g/L、0.02 g/L、0.23 g/L、0.32 g/L及0.21 g/L，表明去除或降低水解液中抑制物可在一定程度上解除其對(duì)發(fā)酵的抑制。
　　（4）通過(guò)研究漆酶對(duì)黃姜水解液中抑制物的降解作用，得