利用废弃面包发酵生产丁二酸..docVIP

利用废弃面包发酵生产丁二酸(琥珀酸) 摘要： 一个新颖的生物概念单一的营养源生产一种营养丰富的原料产琥珀酸放线杆菌被用于泡盛曲霉米曲霉富含淀粉水解酶和蛋白水解酶由此产生的发酵固体被直接添加到面包悬浮液一个包含超过100 g / L葡萄糖和490 mg / L的游离氨基氮（FAN）一个一阶动力学模型用来描述最初面包在葡萄糖和游离氨基氮（FAN）的影响面包的水解产琥珀酸放线杆菌发酵槽导致47.3 g/L的琥珀酸的和1.16克SA /葡萄糖和1.12 g / g/L h这对应一个总收率为面包0.55 g琥珀酸来媒体报道其他的食品这是最高的琥珀酸产量所提出的方法可以用来把没有价值的食品转化为丁二酸，一个可持续的泡盛曲霉 米曲霉 产琥珀酸放线杆菌 生物炼制 1.介绍 食物是最大的城市垃圾的不同国家介于12%和39%之间如美国[1],香港[2]和新加坡[3]导致严重的环境问题利用食物生物炼制作为再生原料化学品能源固体问题和过度依赖石油作为主要的化学品和能源[4,5]成为一个有前途的。包含在食物可以被微生物所需产品,如生物燃料(6 - 8)、功能化学品[9]和单体的生物塑料[10]。 丁二酸（SA），作为许多化学物质的前体[ 11 ] 每年30000吨的生产能力和2.25亿美元[ 12 ]值吸引了作为一个替代当前不可持续的石化路线这种SA产品由于操作条件温低依赖单一原料(13、14)较低的能量消耗常见的应用生物发酵生产SA微生物琥珀酸放线杆菌[ 15 ]，琥珀酸厌氧螺菌[ 16 ]，曼琥珀酸 [ 17 ]和重组大肠杆菌[ 18 ]。使用这些微生物将食物的可能性已Yu等人[ 19 ]探索。产琥珀酸放线杆菌从玉米芯SA产品。由Li等人[ 20 ]演示产琥珀酸放线杆菌从橙皮SA产品 食物中的营养成分被淀粉和蛋白质大分子等形式促进微生物的生长，这些大分子被分解成如糖和氨基酸有用的形式通常，使用淀粉酶和蛋白酶酶水解能有效地促进这一过程[21].木质纤维素水解的方法比较 [ 22 ]，酶解有几个突出的优势。这包括反应条件温和，避免使用危险化学品和降低产生发酵抑制剂。除了在水解使用商用酶，固态发酵[ 23 ]是一种优先选择生产高浓度酶等由于缺乏自由水和低蛋白质分解[ 24 ]，各种微生物固态发酵(SSF)丝状真菌被广泛Du等人[25] 开发了一种从黑曲霉糖化酶和小麦(SSF)上的蛋白酶的生成策略 线性回归常数(4) (g/L) B线性回归常数(4) (g/L) C(t) 葡萄糖/游离氨基氮（FAN）时间t(g / L为葡萄糖mg / L为游离氨基氮（FAN） C∞ 葡萄糖饱和浓度/游离氨基氮（FAN）(g / L) (g / L为葡萄糖mg / L为游离氨基氮（FAN） K动力学常数(h?1)。 FAN 游离氨基氮OD660 在660光学密度SA 丁二酸SSF固态发酵T 时间(小时) TS总糖(g / L) x初始面包质量比(w / v %) 这些酶被利用来水解谷面粉富含碳和氮streams谷Dorado等人[26] 设计了另一种结合淀粉水解真菌自溶蛋白策略。在这一战略，55?C时A.泡盛曲霉和米曲霉固态发酵固体被添加到小麦麸和麸皮产生一个流，随后被用于发酵SA生产。elikoglu [ 27 ]开发了一种采用固态发酵A. awamori的多酶解糖化酶。这用于面包和面粉的水解反应来生产营养丰富的水解产物。考虑到的面包小麦相似的成分，它使用一种新的生物生产的发酵培养基图1所示利用。 材料和方法本研究所有的化学物质Sigma–Aldrich处获得，我们另有规定除外微生物A.泡盛曲霉ATCC 14331用于生产淀粉水解酶。一个工业菌株a . oryzae酱油厦门食品有限公司香港。它被用来蛋白水解酶。他们的存储和孢子接种物的制备已在先前出版描述[ 25 ]。产琥珀酸放线杆菌ATCC 55618被用于丁二酸发酵。 原材料面包真诚地香港科技大学(HKUST)咖啡店提供。水分和淀粉按程序Koutinas等人 [28]进行分析描述。 固态发酵(SSF)面包被切成约1厘米大小的高压蒸汽处理15分钟培养。十克的面包丁被转移到每个培养皿。一毫升冷冻A.泡盛曲霉孢子（2.85×107孢子/毫升）或米曲霉6.31×106孢子/毫升）10倍稀释后分别均匀涂抹在面包片。所制备的样品 ?C下培养4天。 2.4酶法水解两个2.5升的配有自动温度控制水套和搅拌器生物反应器进行酶水解。 面包片混1升15分钟，得到的混合物转移到55 ?C生物反应器 SSF的Fungal marshes被加入容器。不控制反应混合物的pH300转搅拌。24小时每小时采取样本。所得发酵液10000转离心15分钟随后用Whatman 1号滤纸真空过滤。所有的实验都进行复制。细菌发酵两个2.5 L发酵罐（贝朗