产菊粉酶菌株的筛选及菊粉同步糖化发酵产D-乳酸研究

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1、分类号Q815专业代码308密级GK学校代码10298学号3140224硕士学位论文论文题目：产菊粉酶菌株的筛选及菊粉同步糖化发酵产D-乳酸研究作者：许茜茜专业：生物化工研究方向：生物催化转化指导教师：欧阳嘉教授二〇一七年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成，果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明

2、并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：％丨年６月／：！日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文“”全文数据库出版章程“》（以下筒称章程ｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ，见），愿意将本人的学位论文提交中”国学术期刊Ｃ光盘版）电子杂志社在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入ＣＮＫＩ《中国知识资源“”总库》，在《中国博

3、硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按章程规定旱受相关权益。论文密级：ｓｉ公开□保密（月至—一年）一—月（保密財值赋在＾遂守你试＾＾雙）作者签名：＿导师签名：年丄月止日致谢本文是在导师欧阳嘉教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、研究方案的制定、论文的修改和定稿，无一不倾注着导师大量的心血。三年来，在导师的关怀下，我茁壮成长。记得每一次讨论，那种醍醐灌顶的酣畅；怀念每一次汇报，那些电光石火的睿智。感谢导师的言传身教和备至关怀，导师为我付出的每一分辛劳都让我感动与铭记。修改

4、文章，不厌其烦，教会我求真与坚持；实验出错，循循善诱，教会我责任与严谨。值此论文付梓之际，向导师致以真诚的谢意，感念这七载师生情，导师在学术上的严肃广博和生活上的随意坦然都给予我极大的启迪，这些宝贵的财富必将伴随我一生。师恩难忘，师恩不忘。感谢郑兆娟副教授在实验上、文章上给予我的指导和帮助。感谢范一民教授对我的亲切，让人如沐春风。感谢生物化工研究所余世袁教授、勇强教授、宋向阳教授、徐勇教授、李鑫副教授、朱均均副教授、陈牧老师、连之娜老师、赖晨欢老师和俞娟老师对我的帮助。感谢张敏师姐新手教学之恩，张坤师兄升级打

5、怪之情，任继巍小伙伴模范助力之谊；感谢姜婷、臧颖、周洁、徐艳冰师姐不吝指导，以及欧阳组每一位成员。感谢郑可、蒋杰、刘亮、叶文博四位博士对我的包容与关爱，以及王蓉、张丽君、颜玉秀、张文文、徐俊华五位师弟妹的热情与善意。感谢周帆、左斑、吴丹三位师弟妹给予的配合，完整我色彩斑斓的师姐蜕变。感谢同学孙叶、张红玉、周雪莲、林茜、周瑾对我的帮助。最后特别感谢我的父母，多年如一日的宠爱和支持，感谢我的恋人，对我学业和生活上的帮助与扶持，因为有你们，见证泪水与喜悦，我始终不孤单。三年苦乐，历历在目，来日回首，点滴心头。青春匆

6、匆，感谢有你们相伴，待我如此有爱，让我坚信这个世界友善美好。愿世界和平，岁月静好。作者：许茜茜二○一七年六月摘要菊粉是一种来源丰富的可再生原料，经菊粉酶完全水解可转化为果糖和葡萄糖。许多非粮植物的根部和块茎都含有丰富的菊粉，菊芋、菊苣等植物由于其抗逆性强，耐寒耐旱，抗盐碱，抗风沙，再生能力极强，目前广泛种植于我国盐碱地和滩涂地。本论文以菊粉为原料，采取酶解糖化和微生物发酵的方式生产D-乳酸大宗化学品。与L-乳酸发展早且繁盛的景象相比，D-乳酸生产仍处于供不应求状态。本论文拟针对目前菊粉生物炼制领域的空白，从菊

7、芋生长土壤筛选获得高产菊粉酶菌株，进行发酵条件优化和菊粉酶酶学性质探索，并在此基础上重点研究菊粉酶解工艺与D-乳酸发酵技术，建立同步糖化发酵工艺实现菊粉的高效利用和D-乳酸的快速生产。利用菊粉发酵制备D-乳酸不仅有利于提高菊芋深加工水平和农林产业结构升级，达到农林生态保护与产业开发的有机结合，更有助于拓宽生物基化学品及生物基材料的原料范围，缓解化石资源和粮食资源紧张，实现我国经济社会的可持续发展。论文主要研究结果如下：（1）从菊芋生长处土壤筛选获得一株高产菊粉酶菌株，经18SrRNA鉴定为草酸青霉，命名为草酸

8、青霉XL01。草酸青霉XL01可利用菊粉为唯一碳源诱导表达胞外菊粉酶。对发酵产酶优化结果表明，在以20g/L牛肉膏和20g/L菊粉为发酵培养基，自然pH、接种量2.0%(v/v)、转速220rpm，温度30°C条件下发酵7天，菊粉酶活和蔗糖酶活分别为46.2和33.6IU/mL，较优化前分别提高了246%和297%。（2）比较了自产菊粉酶和商业菊粉酶的酶解效果发现相同酶用量下（30IU/g菊粉）下自