论文总字数：18879字

摘 要

3、yeast extract、tryptone与(NH₄)₂SO₄。经过实验，餐饮废油有利于合成鼠李糖脂，产量为4.41 g/L。硝酸钠有利于合成鼠李糖脂，产量为6.17 g/L。利用响应面设计，设计出25种碳氮源相同，浓度不同的培养基，其中鼠李糖脂最高产量的培养基中所使用的碳源为餐饮废油97.48 ml/L和粗甘油23.57 ml/L，氮源为硝酸钠 5.78 g/L和酵母粉 2.93 g/L。在6%接种量、温度35℃、培养基的起始pH 6.8的条件下，鼠李糖脂的产量达到了43.5 g/L，是优化前产量的11.6倍。对进一步工业化具有借鉴意义。关键词：鼠李糖脂 铜绿假单胞菌 碳氮源 优化

Optimization of fermentation conditions for producing rhamnolipid with cheap biomass as raw material

Abstract

Rhamnolipid has the advantages of good surface activity, non-toxic, no side effects, biodegradability and so on. Therefore, it has broad prospects in environmental restoration, cosmetics, oil production, refining and so on.

In this study, the strain of Pseudomonas aeruginosa was used to optimize the carbon and nitrogen sources and optimize the fermentation conditions. Because the cost of rhamnolipid production is too high, we should choose cheap biomass, such as edible waste oil and crude glycerin as raw materials, to produce rhamnolipid. Firstly, the carbon sources, nitrogen sources in the medium were optimized. Carbon waste, crude glycerin, glucose and sucrose were used in the carbon source. NaNO₃, yeast, tryptone, urea and (NH₄)₂SO₄ were used in the nitrogen sources. After experiment, the waste edible oil is beneficial to synthesize rhamnolipid, and the yield is 4.41 g/L. Sodium nitrate is beneficial to the synthesis of rhamnolipid with a yield of 6.17 g/L.

In this topic, the strain of Pseudomonas aeruginosa was used to optimize the carbon and nitrogen sources and optimize the fermentation conditions. Among them, the highest yield of rhamnolipid in the medium used in the carbon source was waste cooking oil 97.48 ml/L and crude glycerol 23.57 ml/L, nitrogen sources were sodium nitrate 5.78 g/L and yeast powder 2.93 g/L. The fermentation conditions were fermentation temperature 35℃, medium initial pH 6.8 and inoculation amount 6%. The yield of rhamnolipid reached 43.5 g/L, 11.6 times the yield before optimization. It can be used for reference to further industrialization.

KEYWORDS: Rhamnolipid; Pseudomonas aeruginosa; Carbon Source; Nitrogen Source; Optimization

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引言 1

第二章 文献综述 2

2.1 鼠李糖脂 2

2.1.1鼠李糖脂的结构 2

2.1.2 鼠李糖脂的物化性质 2

2.1.3 鼠李糖脂的应用 3

2.2 鼠李糖脂的制备方法 4

2.2.1酶法合成 4

2.2.2微生物法 5

2.3 发酵结果的影响因素 6

2.3.1 碳源 6

2.3.2 氮源 6

2.3.3 微量元素 7

2.3.4 其他因素 7

2.3.5鼠李糖脂产量现状 7

第三章 提高鼠李糖脂产量的发酵优化 9

3.1 实验材料 9

3.1.1菌株 9

3.1.2 实验试剂 9

3.1.3 实验器材 10

3.1.4 培养基 11

3.2 实验方法 11

3.2.1 菌体的活化 11

3.2.2 摇瓶发酵培养 11

3.2.3 菌体浓度的测定 11

3.2.4 鼠李糖脂含量的测定 12

3.3 铜绿假单胞菌产鼠李糖脂的培养基优化 13

3.3.1 碳源优化 13

3.3.2 氮源优化 13

3.3.3 培养基的响应面设计 13

3.3.4 预测最优点试验 15

3.4 铜绿假单胞菌产鼠李糖脂的发酵条件优化 15

3.4.1 培养温度的优化 15

3.4.2 培养基初始pH的优化 15

3.4.3 菌株接种量的优化 15

第四章 结果与分析 16

4.1 鼠李糖标准曲线的绘制 16

4.2 培养基对鼠李糖脂产量的影响 17

4.2.1 碳源对鼠李糖脂产量的影响 17

4.2.2 氮源对鼠李糖脂产量的影响 17

4.2.3 响应面设计 18

4.2.4 最优点实验 19

4.3 发酵条件对鼠李糖脂产量的影响 20

第五章 结语与展望 21

5.1 结语 21

5.2 展望 21

参考文献 22

致谢 25

第一章 引言

许多微生物都能够生物产生表面活性剂^[1-2]。这些生物表面活性剂是具有疏水部分的。这些疏水部分通常是一种或多种脂肪酸的烃链，其可以是饱和的，不饱和的，羟基化的或支化的。亲电部分中可以是酯，羟基，磷酸根或糖类。存在于表面活性剂中亲水部分与疏水部分的分子倾向于分布在不同极性的流体相的界面处（油/水和空气/水）。这种分布的分子使它们能够减少表面和界面张力。具有这些性质的鼠李糖脂应用于不同的工业过程中，例如在药物的生产中，化学品和化妆品，在纳米颗粒的合成中，石油和衍生物污染的环境的调解，三次回收油中都发挥巨大的作用^[3]。与易造成环境问题的化学表面活性剂比较起来，生物表面活性剂的优点尤为突出^[4]。鼠李糖脂是当前最具有研发价值的生物表面活性剂。

鼠李糖脂可以让水的表面张力由72 mN/m下降到30 mN/m，除此之外，它们的临界胶束浓度在50和200 mg/L之间。这些性质使它们适用于各种工业应用，包括洗涤剂，乳化，发泡能力，润湿，溶解和相分散。除了这些优点，生产鼠李糖脂的原料来自可再生资源，例如残油，皂角油，煎炸油，和甘油植物油等，这为废弃油脂提供了去处^[5]。尽管鼠李糖脂作为生物表面活性剂拥有众多优点，但是其生产成本昂贵，使得它在与合成表面活性剂竞争时不具有优势^[6]。

请支付后下载全文，论文总字数：18879字