荔枝渣发酵生产琥珀酸的工艺研究

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荔枝(Litch chinensis Sonn.)原产于我国南部,是一种典型的热带亚热带植物,其果实色、香、味、形俱佳,果肉含有丰富的营养物质,深受人们的喜爱。我国荔枝产量丰富,占世界产量的63%。广东是我国荔枝的主产地,拥有大力发展荔枝加工产业的优势。然而,在荔枝果汁果酒加工过程中会产生约占荔枝鲜重三分之一的荔枝渣,废弃后极易腐败,造成的环境污染问题亟待解决。琥珀酸(succinic acid)是从琥珀中分离的天然有机酸,可通过化学合成或微生物发酵得到,作为一种重要的有机化工原料及中间体,广泛应用于化工、医药、食品等行业,且市场需求量逐年递增。本论文即以荔枝渣为原料初步研究了琥珀酸的发酵工艺。  首先,对荔枝渣营养成分的分析表明,荔枝渣含水分87.45%,总糖1.99%,还原糖1.79%,粗纤维0.21%,果胶1.79%,粗脂肪0.07%,蛋白质0.72%,可以满足微生物发酵对营养条件的需要。  其次,为提高发酵过程中荔枝渣的利用率,实验采用纤维素酶法糖化荔枝渣,先后通过单因素试验和正交设计试验并验证得到了最佳糖化工艺条件:纤维素酶添加量50u/g,初始pH4.8,酶解温度50℃,酶解时间持续2.5h,此条件下荔枝渣水解液中的还原糖含量可达13.90g/L。  考虑到米酒中往往存在少量琥珀酸,本文以酒曲为来源,成功分离得到一株琥珀酸产生菌,该菌在液体察氏培养基发酵96h后琥珀酸含量可达0.82g/L。经鉴定该菌为史氏芽孢杆菌(Bacillus Smithii),并命名为史氏芽孢杆菌BS-1。  本文最后对荔枝渣产琥珀酸的发酵动力学进行了初步研究,利用OriginPro8.0对定时检测到的菌体量、琥珀酸产量及残糖量,进行了Logistic方程和Luedeking-Piret方程的非线性拟合,并建立了较理想的发酵动力学模型。
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