论文部分内容阅读
聚β-羟基丁酸(PHB)是一种存在于某些原核生物细胞内的颗粒状内含物,由大量羟基丁酸聚合而成。PHB是这些原核微生物的碳素储藏物,在环境条件适合时PHB将被重新分解,用于微生物的正常代谢。该类物质的物理性质和结构与聚丙烯相似,能够作为可降解塑料使用,在医学上还可以被用作外科缝线、肘钉、骨骼替代品、血管替代品等。当碳素营养过量存在时,限制氧气、磷元素和氮素营养,PHB可以达到微生物细胞干重的85％以上。尽管PHB是一种很有前景的环保型塑料替代品,但是目前其生产成本依然较高。这主要在于两个原因,产PHB微生物的发酵成本,以及PHB的提取纯化成本。 本研究针对一株分离自活性污泥的高产PHB菌株LY-1,对其二级种子的发酵条件进行了优化,结果确定在添加富氮营养物质后(酵母膏10g/L、蛋白胨10g/L、牛肉膏5g/L)其最佳发酵条件为:葡萄糖2％,硫酸铵浓度0.5％,接种量4％,PH值7.4,30℃培养24小时后细胞干重为6.13g/L。之后,参照目前国内外生产可降解塑料产品的发酵工艺,对该菌株在贫氮营养下的发酵条件进行了优化,结果确定在添加常规元素营养后(磷酸氢二钾1.0g/L、七水硫酸镁0.2g/L、五水硫酸铜0.48mg/L、六水硫酸锌2.4mg/L、四水硫酸锰1.93mg/L、六水氯化铬0.3mg/L、六水氯化钴0.005mg/L、六水氯化镍0.15mg/L)该菌株产生PHB的最佳发酵条件为:1％葡萄糖、0.3％氯化铵、装液量30mL/250ml,PH值7.8,28℃培养36小时后PHB产量可达到0.83g/L。 本研究中所用的高产PHB菌株LY-1来自活性污泥,是一株生活适应能力较强的菌种。在常规微生物发酵制品的生产过程中,往往有大量的培养废料产生。这些废料中含有大量LY-1生长所须的营养元素,和正常代谢干扰因子。PHB是微生物在营养不平衡(例如,碳氮比不合适)或条件恶劣(例如,氧气不足)情况下的碳素储藏物。为了降低PHB的生产成本,本文以白酒、啤酒、谷氨酸、鸟苷酸、醋酸、丁酸、淀粉酶和蛋白酶的发酵废料为主要培养基,以葡萄糖和氯化铵调节其碳氮比,初步研究了以这些微生物发酵废料生产PHB的情况。结果发现淀粉酶发酵废料是生产PHB最合适的。