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高色价红曲红色素液态深层发酵工艺的研究

作　者: 周建建
导　师: 苏理
学　校:
专　业: 生物化工
关键词: 红曲红色素 种子培养基 发酵培养基
分类号: TQ929
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


红曲红色素是红曲霉次级代谢产物色素的一种，是目前唯一一种利用微生物发酵制备的天然药食两用色素。红曲红色素符合食品着色剂“营养、天然、多功能“的发展要求和方向，因此值得大力应用和推广。如何提高液态深层发酵法红曲红色素的产量及质量是当前科研工作者面临的一个重大难题。将科研与工业化生产相结合是研究的最终目的，本研究是为了提供红曲红色素工业化生产所需的基本参数，以扩大我国的红曲产业。本论文主要包括以下研究内容：1.通过单因素试验确立了培养基的基本组分，利用二次正交旋转组合设计对这些因素进行优化，得到最佳的种子培养基组成：40.00g/L大米粉，2.32g/L黄豆粉，8.36g/L NaNO3，2.50g/L KH2PO4,1.00g/L MgSO4。然后利用单因素对培养条件进行优化，最佳培养条件为：培养基装液量70mL/500mL,摇床转速200±5r/min,培养基初始pH值3.8～4.2，种龄24h，温度33±0.5℃。2.在最佳种子培养基及基本发酵培养基的基础上，通过单因素实验，对影响红曲霉1001发酵的碳源、氮源、无机盐及生长因子等因素进行了筛选，确定红曲霉1001发酵培养基的基本组分，并对这些因素进行Plackett-Burman实验，最陡爬坡实验及Box-Benhnken Design实验设计，得到了最佳的发酵培养基组合：85.00g/L大米粉，1.00g/L MgSO4，1.00g/L ZnSO4,1.52g/L KH2PO4，0.51g/L NaNO3，35.00g/L黄豆粉，35.00g/L玉米浆。。然后利用单因素实验进行培养条件优化，根据对红曲霉1001发酵的影响程度，选取发酵温度、摇床转速和接种量三个主要影响因素进行Box-Benhnken Design实验设计，以此确定各因素之间的交互作用。优化后，培养条件为：温度为32.78℃，转速为180r/min，接种量5.5%。3.在摇瓶实验的基础上，进行10L全自动发酵罐及1m3发酵罐的发酵实验，以提供工业化生产红曲红色素的发酵参数，以此为基础，进行了15m3发酵罐的发酵生产，最终发酵液色价为721U/mL,相对摇瓶、10L全自动发酵罐及1m3发酵罐均有很大的提高。

全文目录


目录  5-8
摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 前言  11-19
  1.1 红曲霉简介  11-12
  1.2 红曲红色素简介及其性质  12-13
    1.2.1 红曲红色素简介  12
    1.2.2 红曲红色素的性质  12-13
  1.3 桔霉素简介  13-14
  1.4 红曲红色素的应用现状  14-15
    1.4.1 红曲红色素在肉类制品中的应用  14
    1.4.2 红曲红色素在面制品中的应用  14
    1.4.3 红曲红色素在腌制蔬菜中的应用  14-15
    1.4.4 红曲红色素在饮料、医药及化妆品中的应用  15
  1.5 红曲红色素的研究历史现状及发展趋势  15-16
  1.6 红曲红色素发酵工艺研究现状  16-17
    1.6.1 固态发酵工艺  16-17
    1.6.2 液态发酵工艺  17
  1.7 研究的目的、意义及主要内容  17-19
    1.7.1 研究的目的、意义  17-18
    1.7.2 研究的主要内容  18-19
第二章 红曲霉 1001 种子培养基配方及其培养条件的优化  19-33
  2.1 实验材料  19-20
    2.1.1 主要设备  19
    2.1.2 主要试剂  19-20
    2.1.3 菌种  20
    2.1.4 培养基  20
  2.2 实验方法  20-22
    2.2.1 培养方法  20
    2.2.2 红曲红色素的提取及其色价测定  20
    2.2.3 种子培养基配方的优化  20-21
    2.2.4 种子扩大培养条件的优化  21-22
  2.3 结果与分析  22-32
    2.3.1 种子培养基配方的优化结果  22-29
    2.3.2 种子扩大培养条件的优化结果  29-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章 红曲霉 1001 发酵培养基配方及其培养条件的优化  33-55
  3.1 实验材料  33-34
    3.1.1 主要设备  33
    3.1.2 主要试剂  33-34
    3.1.3 菌种  34
    3.1.4 培养基  34
  3.2 实验方法  34-38
    3.2.1 培养方法  34-35
    3.2.2 红曲红色素的提取及其色价测定  35
    3.2.3 发酵培养基配方的优化  35-37
    3.2.4 发酵培养条件的优化  37-38
  3.3 结果与分析  38-53
    3.3.1 发酵培养基配方优化结果分析  38-46
    3.3.2 发酵培养条件优化结果分析  46-53
  3.4 本章小结  53-55
第四章 红曲红色素的发酵放大  55-65
  4.1 实验材料  55-56
    4.1.1 主要设备  55
    4.1.2 主要试剂  55-56
    4.1.3 菌种  56
    4.1.4 培养基  56
  4.2 实验方法  56-58
    4.2.1 培养方法  56
      4.2.1.1 种子的扩大培养  56
    4.2.2 红曲红色素的提取及其色价测定  56
    4.2.3 pH 的测定  56-57
    4.2.4 残糖的测定  57
    4.2.5 发酵放大实验  57-58
  4.3 结果与分析  58-62
    4.3.1 10 L 全自动发酵罐实验结果  58-61
      4.3.1.1 不同搅拌转速对色素产量的影响  58-59
      4.3.1.2 不同通风比对红曲红色素的影响  59-60
      4.3.1.3 补糖对红曲红色素的影响  60-61
    4.3.2 1 m~3发酵罐实验结果  61-62
    4.3.3 15 m~3发酵罐生产红曲红色素情况分析  62
  4.4 本章小结  62-65
第五章 结论与展望  65-67
  5.1 结论  65
  5.2 展望  65-67
参考文献  67-71
致谢  71-73
在学期间主要科研成果  73

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 发酵工业 > 其他发酵工业
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