利用酒厂黄水生产类胡萝卜素工艺条件的研究

• 作 者: 申王莉
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 类胡萝卜素 红螺菌 酒厂黄水 米曲霉 工艺条件

类胡萝卜素具有抗氧化,防治血管硬化、抗衰老及抑制癌细胞等生理功能,广泛应用于食品、化妆品、医药和饲料等工业中。有机废水资源化利用是近几年废水综合利用的一种趋势,也是可持续发展的一种要求,既减少了废水直接排放给环境带来的危害,同时也降低了废水处理的成本。本文研究利用米曲霉和红螺菌阶梯式开发酒厂黄水合成类胡萝卜素工艺,并对其所产类胡萝卜素的组分和稳定性进行分析。　　
首先,优化红螺菌合成类胡萝卜素的工艺条件,分析红螺菌菌体和类胡萝卜素合成动力学。利用单因素试验筛选合成类胡萝卜素的最适碳源、氮源、无机盐、接种量、pH等,并进一步用响应面考察碳氮源交互作用对菌株产类胡萝卜素的影响。红螺菌的最佳培养基组成(g/L)为乙酸钠3.33,NH4Cl1.06,酵母膏1.26,NaHCO31.5,NaCl0.5,K2HPO40.2,MgSO4·7H2O0.2,FeCl3·6H2O0.01,pH6.5。接种量10%,28℃,1500Lx条件下红螺菌在最佳培养基中培养5d,类胡萝卜素产量为7.638mg/L。利用Logistic方程和Luedeking-Piret方程拟合红螺菌菌体生长和类胡萝卜素产物合成的动力学。　　
其次,以废水COD和pH为指标,研究无机盐对米曲霉降解黄水有机物的作用。结果显示,与没有添加无机盐的空白对照比较,Fe、Mg、Zn、Mn、Mo、Ca、Cu、K等微量元素对黄水的pH升高影响较大,但是Ca、Ca、K对COD的去除影响不大。进一步以类胡萝卜素产量为指标,研究红螺菌利用米曲霉处理后的废水合成类胡萝卜素的工艺条件,最适的培养基组成(g/L)为乙酸钠1,K2HPO40.4,MgSO4·7H2O0.2和FeCl3·6H2O0.015,红螺菌按10%的接种量接种于最佳的预处理黄水(pH6.5)培养基中,在28℃,1500Lx光照强度下发酵5d,结果类胡萝卜素产量达4.766mg/L,比使用优化前发酵培养基发酵的提高48.62%。利用Logistic方程和Luedeking-Piret方程建立的发酵动力学模型拟合红螺菌发酵过程的动力学特征。　　
最后,利用HPLC-MS对所产的类胡萝卜素进行分析,并与发酵培养基所产的类胡萝卜素进行比较,两种培养基获得类胡萝卜素的主要成分基本一致。所得到的类胡萝卜素的对紫外光、热、酸、碱和氧化剂均稳定,可以应用于食品、化妆品和医药等行业。