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共固定化细胞协同糖化发酵纤维素原料产乳酸
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ921.3[轻工技术与工程—发酵工程;化学工程]
  • 作者机构:[1]浙江大学材料与化工学院,浙江杭州310027, [2]浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(20476091).
中文摘要:

为提高纤维素原料对乳酸的转化率,将富含纤维二糖酶的黑曲霉(Aspergillus niger ZU-07)孢子和德氏乳酸杆菌(Lactobacillus delbrium)细胞共固定在海藻酸钙凝胶珠中,将共固定化细胞体系与纤维素原料的酶水解相耦联,组建成新型串联式生物反应器。研究表明,共固定化细胞中的纤维二糖酶可将纤维素水解液中的纤维二糖迅速转化成葡萄糖,而葡萄糖又能被乳酸杆菌迅速转化成乳酸,从而解除了纤维二糖及葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用。当酶解罐和共固定化细胞反应柱的温度分别控制在50℃和48℃,共固定化细胞反应柱的装填量为40%时,串联式生物反应器中生成的乳酸浓度和纤维素对乳酸的转化率分别达到55.7g·L^-1和91.5%。采用分批添料工艺,乳酸终浓度和反应器生产效率分别提高到106.7g·L^-1和1.270g·L^-1·h^-1,而单位底物的纤维素酶用量降低了25%。

英文摘要:

In order to improve the conversion efficiency of lactic acid from cellulose, the spores containing cellobiase with high activity from Aspergillus niger ZU-07 and the cells of Lactobacillus delbrium were embedded together into calcium alginate gel beads, and the formed coimmobilized cell system was coupled with the enzymatic hydrolysis of cellulosic material to set up a novel coupling bioreactor. The research results showed that the cellobiose in the hydrolysate was converted to glucose rapidly by the cellobiase in the coimmobilized cells, and the glucose was utilized rapidly by L. delbrium to produce lactic acid. Therefore, the feedback inhibition on cellulase caused by cellobiose and glucose was eliminated effectively. When the hydrolysis temperature and fermentation temperature were controlled at 50℃ and 48℃, respectively, and the volume ratio of the coimmobilized cells to the column reactor was 40%, the produced lactic acid concentration and the yield of lactic acid from cellulose were 55.7 g · L^-1 and 91.5%, respectively. Under the fed-batch process, the final concentration of lactic acid and productivity increased to 106.7 g · L^-1 and 1. 270 g · L^-1 · h^-1, respectively, while the dosage of cellulase per gram substrate reduced by 25 %.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185