低聚木糖生产工艺中试放大研究

低聚木糖生产工艺中试放大研究

张怀[1]2001年在《低聚木糖生产工艺中试放大研究》文中研究说明低聚木糖为功能性低聚糖的一种,具有很强的促双歧杆菌增殖能力。本文对木聚糖酶酶法生产低聚木糖的过程进行了中试研究,主要为各生产参数的确定及过程的优化。 考察了高温蒸煮提取木聚糖温度和时间对提取的影响。确定了从玉米芯提取木聚糖提取过程:玉米芯经0.1%硫酸60℃浸泡处理后于160℃蒸煮1.5小时。采用黑曲霉固体发酵生产木聚糖酶,28℃培养72小时,酶活大于2500IU/g培养基(干重)。同时研究了周期变压操作对黑曲霉固体发酵产酶影响,该操作能有效提高木聚糖酶活。确定了木聚糖水解生成低聚木糖的酶反应条件:pH5.5,反应温度50℃,反应时间3.5小时,木聚糖酶用量大于10IU/g玉米芯。对低聚木糖分离纯化过程进行了改进,采用D72、D202大孔离子交换树脂去除果胶及脱盐脱色,然后浓缩,再采用活性炭脱色,不仅脱色效果好,而且产品收率高,过程简单。利用该工艺得到产品为低聚木糖糖浆,其中低聚木糖占总糖含量70%以上,总糖对原料玉米芯收率大于17%。 本文还对低聚木糖糖液进行了脱单糖研究。采用活性炭柱分离,去离子水和60%乙醇分级洗脱,可将低聚木糖与单糖完全分离,得到高纯度的低聚木糖白色固体粉末,低聚木糖无损失。该法不仅分离容量大,而且操作简单。

朱韶娟[2]2014年在《复合乳酸菌粉的开发及其保健功能评价》文中提出本论文将复合乳酸菌粉(嗜酸乳杆菌+乳双歧杆菌)与益生元低聚木糖有机地结合起来,综合体现了它们的特性,成功研发出具有较好市场前景和长远社会效益的复合乳酸菌粉保健食品——益生菌冲剂(儿童型)。通过研究复合乳酸菌粉(嗜酸乳杆菌+乳双歧杆菌)的保健功能及其在少年儿童人群的应用,为研制儿童型复合乳酸菌粉的保健食品提供依据。本论文的主要研究结果如下:本品所使用的嗜酸乳杆菌和乳双歧杆菌来源天然,嗜酸乳杆菌为乳杆菌的一种,乳双歧杆菌为双歧杆菌的一种,有多年的研究背景和较为完整的研究与临床报告。两菌种配合,相辅相成,具有调节肠道菌群平衡、增强免疫力等功效。本品还配以低聚木糖,选择性促进双歧杆菌增殖活性,使其益生作用更持久。嗜酸乳杆菌、乳双歧杆菌和低聚木糖配合使用,预期达到为少年儿童调节肠道菌群、增强免疫力的保健功能。本品采用成熟的干混粉剂生产工艺,有效保障了产品功效成分的稳定性。通过剂型优选,采用了干粉直接混合成型的冲剂形式。研究确定了辅料的种类及用量、合适的操作间温湿度条件,并对混合物料流动性与均匀性进行了一系列实验研究,由此确定了主要的工艺及参数为:操作间温度18-26℃,相对湿度控制在≤30%;总混时间为20分钟左右,选择以混合粉直接装袋。本品配方和工艺设计合理,经稳定性实验证明,各项指标均符合产品质量标准要求。本品安全性毒理学评价的结果为:经口急性毒性试验、叁项遗传毒性试验(Ames试验、小鼠骨髓微核试验及小鼠精子畸形试验)和30天喂养试验结果表明保健食品益生菌冲剂(儿童型)的MTD大于20.0g/kg·BW,属无毒级物质,对受试动物无诱变作用,也无直接或间接的致突变作用。本品调节肠道菌群的功能评价结果表明:在14天动物实验中,经口给予受试物前后,各剂量组双歧杆菌和乳杆菌的数量增加,差异有显着性(P<0.05)。动物试验表明:益生菌冲剂(儿童型)具有调节肠道菌群的作用。人体试食实验:受试人群为6-14岁儿童,服用该益生菌冲剂15天后,与对照组相比,试食组人群的双歧杆菌和乳杆菌的数量均明显增加,有极显着性差异(P<0.01)。依据《保健食品检验与评价技术规范》中调节肠道菌群功能人群试食试验,说明该益生菌冲剂具有调节肠道菌群功能作用。动物实验和人体实验均表明:益生菌冲剂(儿童型)具有调节肠道菌群的作用。本品提高免疫力的功能学评价结果为:对SPF级昆明种小鼠经口每日分别给予该复合益生菌产品0.25、0.50、1.50g/kg·BW,相当于人推荐日服量的5、10、30倍共4周,实验显示:绵羊红细胞诱导的小鼠迟发型变态反应试验和ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞转化增殖试验结果呈阳性,说明该样品具有增强细胞免疫功能作用(P<0.05);同时受试动物NK细胞活性试验结果呈阳性,说明该样品具有显着增强NK细胞活性作用(P<0.01)。依据《保健食品检验与评价技术规范》中增强免疫力功能评价标准判断,该益生菌冲剂具有增强免疫力功能作用。益生菌冲剂(儿童型)已于2012年2月获得国家食品药品监督管理局批准的保健食品证书,保健功能为调节肠道菌群和增强免疫力。

高洁[3]2007年在《饲用木聚糖酶固态发酵技术研究与应用》文中进行了进一步梳理木聚糖是半纤维素的主要成分,其含量仅次于纤维素,是自然界可再生的丰富生物资源。木聚糖酶能降解木聚糖成木糖或木寡糖,在饲料、食品、纺织、造纸等行业有着广泛的用途,是现代酶学研究的热点之一。本文对黑曲霉C-2(Aspergillus niger C-2)进行了发酵培养基的优化、产酶条件、酶学性质及应用等的研究。主要研究结果如下:1黑曲霉C-2固体发酵生产木聚糖酶的最佳培养基组成为:麸皮:玉米芯粉(1:1),(NH4)2SO4 2%,尿素3%,KH2PO4 0.1%,TW-80 0.3%,料水比1:1.4,初始pH 7.0;最佳培养条件为:500mL叁角瓶装料20g,接种2mL孢子悬液(109cfu/mL),30℃培养42h。条件优化后,黑曲霉C-2固体发酵产酶活力由1717U/g提高到10068U/g。2黑曲霉C-2木聚糖酶的最适反应pH值为4.4~4.8,在pH4.5~7.5范围内稳定,在pH4.5~5.5范围内保温6h仍能保持95%以上的酶活力;最适反应温度为50℃;Cu2+、Mg2+和Na+叁种金属阳离子对酶反应有促进作用,Ca2+、Fe3+、Mn2+、Ag+、K+和Fe2+对酶反应有不同程度的抑制作用。Zn2+、EDTA对酶活影响不显着。黑曲霉C-2发酵产物抽提液进行薄板层析发现,抽提液中含有5种木寡糖组分。3托盘固态发酵时,种曲接种量0.5%~0.75%,装料量300g~400g,料厚3~4cm,料水比1:1.8,发酵40h后60℃烘干。补水能够提高托盘发酵产物木聚糖酶活力,干燥发酵产物中的木聚糖酶在80℃~90℃下保存1h酶活损失小于15%。4分别进行匾盘、种曲机中试放大研究。匾盘培养方式菌丝生长缓慢且易污染,发酵酶活为4234U/g;种曲机由于降温效果差则出现了烧曲现象,发酵酶活300~3622U/g。采用在种曲机内培养菌丝、转入匾盘产酶的两步发酵工艺,有效避免了上述缺陷,最终发酵产物酶活达7461U/g。5将本试验制得的木聚糖酶制剂与市场复合酶产品在小猪上进行喂养试验,结果发现木聚糖酶制剂能够提高增重11.8%、降低料肉比8.8%,降低腹泻,给养殖户带来更高的经济效益。

赵光辉[4]2012年在《玉米甾醇提取分离及玉米膳食纤维微粉的开发研究》文中认为本项目是以玉米皮渣为原料,采用超临界CO2流体萃取分离技术提取玉米甾醇,并通过短程分子蒸馏技术对其进行精制,得到玉米甾醇的组合物,同时研究了超临界CO2流体萃取技术中萃取压力、萃取温度、萃取时间及CO2流量对甾醇得率和含量的影响,得出了制备玉米甾醇的最佳的超临界CO2流体萃取条件,并对玉米甾醇的化学组成进行了分析;同时,以提取甾醇后的玉米皮渣粉为原料,通过采用粉体细微化工程技术和超微粉碎机设备制备出高活性的玉米膳食纤维微粉产品,研究了其理化性能指标。在完成小试研究的基础上,进行了中试放大试验,为产业化提供了详实的设计数据。该项目的成功实施能极大地促进玉米皮的精深加工和综合利用,实现资源的再加工、再循环和产业的可持续发展,符合国家的产业政策和政策导向,具有显着的经济效益和深远的社会意义。

林同柱[5]2013年在《法夫酵母发酵生产新科斯糖的放大试验研究》文中认为本论文以法夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)为出发菌株,利用全细胞生物转化法发酵生产新科斯糖。首先在5L发酵罐中对发酵过程进行优化,以30g/L蔗糖和45mL/L玉米浆为发酵培养基,以法夫酵母生物量和法夫酵母所产6G-果糖基转移酶的活性为指标,采用单因素试验考察了pH、通气量以及不同补料方式对发酵过程的影响,最终确定最佳的发酵条件为pH8.0,通气量5~8L/min,温度20℃,发酵所得生物量为11.46g/L,酶活达0.34mol/L/min。其次在摇瓶中对全细胞转化过程进行优化,以新科斯糖产量和蔗糖的转化率为指标,采用单因素实验考察了细胞浓度、底物蔗糖浓度、温度以及时间对全细胞转化过程的影响,确定最佳的转化条件为细胞浓度100g/L,底物蔗糖浓度400g/L,温度为30℃,转化时间为4h,转化所得新科斯糖产量为250.37g/L,蔗糖转化率达到85%。最后在50L发酵罐中进行小试,以新科斯糖产量为主要指标,发酵培养基为30g/L蔗糖和45mL/L玉米浆,发酵条件为pH8.0,发酵pH用3mol/L的NaOH溶液和2mol/L的HCl溶液调节;控制前24h通气量为5L/min,后期为8L/min;温度20℃;搅拌转速在350r/min。发酵36h后收集细胞进行全细胞转化,转化条件为:湿细胞浓度为100g/L,蔗糖浓度为400g/L,转化温度为30℃,转化4h后得到新科斯糖产量平均为256.64g/L。然后再在500L的发酵罐中进行中试,一共进行3批发酵,结果发现新科斯糖产量平均为260.52g/L,蔗糖转化率达到88.4%。

赵述淼[6]2009年在《猪源益生芽孢杆菌的分离筛选与应用研究》文中提出因抗生素滥用而导致的毒性残留、耐药性等问题已引起人们的广泛关注。寻找安全、无毒的替代品迫在眉睫。长期的生产实践及大量研究表明,多种芽孢杆菌对动物正常生理状态的维持和生长繁殖都有重要意义。芽孢杆菌不仅有抑制常见病原菌生长的能力,还能产生多种营养物质,是益生菌菌种开发的重要来源。本研究依据益生菌筛选的常规方法和芽孢杆菌的判定标准,分离得到一株具有优良益生特性的地衣芽孢杆菌B36,研究了其体外益生性能、应用特点和优化了发酵生产工艺,断奶仔猪饲喂实验验证了其防病促长效果。具体研究结果如下:1、从健康育肥猪粪便中分离到160株芽孢杆菌,其中菌株B36对家畜养殖业中常见的肠道病原微生物如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌O139和肠炎沙门氏菌具有有明显的拮抗能力。经过生理生化实验和16S rDNA序列分析鉴定为地衣芽孢杆菌,进一步研究表明该菌株具有较强的耐受人工胃液、人工肠液和耐胆汁的能力,能够在动物肠道中发挥作用。该菌株芽孢具有一定的耐热性,处理温度低于80℃时,芽孢存活率保持100%,但100℃处理15 min后,存活率为5.5%。菌株B36对常用的多种抗生素要具有很高的敏感性,在供试的24种抗生素中,只有多粘菌素B和杆菌肽对B36的抑制效果较弱,表明菌株不含有耐药性质粒,不会在动物肠道中的微生物之间造成抗生素抗性的水平转移。2、通过对菌株抗菌物质的纯化和理化性质分析发现,地衣芽孢杆菌B36产生小分子的蛋白质类细菌素,表现出广谱抗菌作用,对革兰氏阳性细菌都表现出强烈的抗菌活性,对部分革兰氏阴性细菌也表现出抗菌能力,而对酵母和霉菌等真核微生物没有抑制。细菌素具有良好的热稳定性和酸碱稳定性,100℃处理30 min对活性没有影响,115℃处理30 min活性损失75%,121℃处理30 min活性全部丧失;在pH 4-10的范围内活性没有变化。经过有机溶剂处理后的细菌素活性没有损失。细菌素对常见蛋白酶也有抗性,仅对蛋白酶K敏感,作用1 h后活性下降到25%。经过硫酸铵沉淀和葡聚糖凝胶Superdex~(TM)G-75层析纯化,质谱分析结果显示细菌素的分子量为1422 Da。3、通过单因素实验和正交设计得到地衣芽孢杆菌B36的固体发酵优化培养基为麸皮700 g,稻草粉300 g,添加葡萄糖40 g/kg,蛋白胨20 g/kg,酵母抽提物20 g/kg,KH_2PO_4 10 g/kg,生石灰5 g/kg,调节初始含水量65%,37℃静置发酵48 h芽孢产量可以达到1.73×10~(11)CFU/g。采用上述优化条件,一种简单实用、新型的网袋式生物反应器(Φ120×800 mm)被用于地衣芽孢杆菌固体发酵中试生产,芽孢产量可达到1.2×10~(11)CFU/g,同浅盘式生物反应器相比节约培养空间,具有更高的生产效率。4、应用Plackett-Burman实验设计,对影响地衣芽孢杆菌B36液体发酵产生芽孢的诸多因子进行了评价,筛选出了影响发酵产抗菌肽的主要内在因素。在Plackea-Burman实验的基础上,通过响应曲面法对主要影响因子进行优化与评价,并能得到影响地衣芽孢杆菌B36发酵产芽孢的二次多项数学模型,并利用统计学方法对该模型进行了显着性检验。通过对该模型进行求导和解逆矩阵可知,优化后的培养基配方为:玉米淀粉46.6 g/L,蛋白胨3.8 g/L,豆粕粉21.3 g/L,(NH_4)_2SO_4 1.9g/L和CaCO_3 2.4·g/L,相应的芽孢产量预测值为Y=8.9×10~9 CFU/mL。采用优化的培养基进行验证试验,地衣芽孢杆菌最终芽孢浓度可以达到9×10~9 CFU/mL,而50 L发酵罐放大试验培养结束时的芽孢产量可以达到1.3×10~(10) CFU/mL。5、试验选择21±3日龄长大二元杂交断奶仔猪120头,随机分为5组,比较研究了不同添加水平的地衣芽孢杆菌制剂对断奶仔猪生产性能的影响。结果表明,添加地衣芽孢杆菌制剂可以显着增加断奶仔猪的平均日增重,降低耗料增重比,同时能够预防仔猪腹泻、提高仔猪成活率和改善饲养环境。

参考文献:

[1]. 低聚木糖生产工艺中试放大研究[D]. 张怀. 北京化工大学. 2001

[2]. 复合乳酸菌粉的开发及其保健功能评价[D]. 朱韶娟. 华南理工大学. 2014

[3]. 饲用木聚糖酶固态发酵技术研究与应用[D]. 高洁. 山东农业大学. 2007

[4]. 玉米甾醇提取分离及玉米膳食纤维微粉的开发研究[D]. 赵光辉. 齐鲁工业大学. 2012

[5]. 法夫酵母发酵生产新科斯糖的放大试验研究[D]. 林同柱. 江南大学. 2013

[6]. 猪源益生芽孢杆菌的分离筛选与应用研究[D]. 赵述淼. 华中农业大学. 2009

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