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研究生:周于婷
研究生(外文):Yu-ting Jhou
論文名稱:利用Xanthomonas sp. YT-24發酵甘油生產黃原膠
論文名稱(外文):Production of Xanthan Gum from Glycerol by Culture of Xanthomonas sp.YT-24
指導教授:許垤棋
指導教授(外文):Dey-Chyi Sheu
口試委員:許垤棋
口試委員(外文):Dey-Chyi Sheu
口試日期:2015-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:生物工程學系(所)
學門:工程學門
學類:生醫工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:Xanthomonas發酵、甘油黃原膠
外文關鍵詞:Xanthomonasglycerolfermentationxanthan gum
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煤、石油、天然氣等化石能源逐漸枯竭,因此再生能源受到注目,其中,使用生質柴油可以減少對石油燃料的依賴。近幾年來,由於生質柴油急遽地增產,其副產物甘油也隨之增加,每10公斤的生質柴油將伴隨著約1公斤的甘油產生,此量遠大於傳統甘油市場的規模,導致甘油的價格大幅下滑,故將甘油轉變成其他物質受到極大的重視。
  黃原膠廣泛應用於食品、藥物、化妝品、石油開採和其它工業等,過去市售的黃原膠以葡萄糖或蔗糖當作發酵的碳源,成本相對昂貴。因此,假如利用甘油當作發酵的碳源生產黃原膠,則成本可以大大地降低。本研究從土壤樣品中分離的一株Xanthomonas菌株,編號YT-24,利用甘油進行饋料發酵(發酵條件: 28±2℃, 2 vvm, 500 rpm, 120 h),測得最高黏度為24.9×103 cP,最大產量為乾重17.1 g/L,相較於使用甘油培養 X. campestris BCRC 12354 生產黃原膠,Xanthomonas sp. YT-24 的產率較高。
Because fossil fuels including coal, petroleum and natural gas are going to run out in the future. Thus, renewable energy sources gained increasing interest, and among these, biodiesel reduced the reliance on petroleum. Recently, as the production of biodiesel increased dramatically, the by-product glycerol increased, too. For the production of 10 kg of biodiesel, 1 kg of glycerol is produced. The glycerol obtained from biodiesel industry is much higher than the traditional demand, led to a substantial decline in the price of glycerol. Therefore, the conversion of glycerol into other substances is a critical problem for the development of biodiesel.
  Xanthan gum is commercially available in foods, pharmaceutical formulations, cosmetics, drilling fluids and other industries. But commercially available xanthan gum is relatively expensive due to glucose or sucrose being used as the sole carbon source. Therefore, if glycerol is used as the carbon source for fermentative production of xanthan gum, the production cost of xanthan gum will be significantly reduced. The aim of this work is to produce xanthan gum by fed-batch culture of Xanthomonas sp. YT-24, using glycerol as the substrate. The fermentation conditions are : 28 ± 2℃, 2 vvm, 500 rpm and 120 h. The maximal yield was 17.1 grams (dry weight) per liter of culture broth, with an maximum viscosity of 24.9×103 cP. This is higher than the similar fermentation by X. campestris BCRC 12354. The results showed when xanthan gum fermentation used glycerol as the substrate, Xanthomonas sp. YT-24 was more effective than X. campestris BCRC 12354 .
中文摘要II
ABSTRACTIII
目錄V
第一章緒論1
1-1 前言1
1-2 研究目的6
第二章文獻回顧8
2-1 甘油(GLYCEROL)8
2-1.1甘油的結構與性質8
2-1.2甘油的來源10
2-1.3 甘油的應用14
2-2 黃原膠18
2-2.1黃原膠的來源18
2-2.2 黃原膠的化學結構18
2-2.3 黃原膠的製備20
2-2.4 黃原膠的特性20
2-2.5 黃原膠的應用28
2-3 發酵槽30
2-3.1 桌上型發酵槽系統30
2-3.2 發酵培養技術32
2-4 分光光度計35
2-5 高效能液相層析儀(HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY HPLC)37
2-5.1 HPLC原理37
2-5.2 HPLC構造38
2-5.3 HPLC操作方法40
2-5.4 HPLC參數設定41
2-6 冷凍離心機42
2-7 凍結乾燥機43
43
第三章 材料與方法46
3-1 材料46
3-1.1 菌種來源46
3-1.2 藥品46
3-1.3 儀器46
3-2 實驗方法48
3-2.1 平板培養基配置48
3-2.2 菌種保存49
3-2.3 菌種搖瓶培養49
3-2.4 菌種的五公升發酵槽放大培養生產黃原膠50
3-2.5 測量菌液的吸光值51
3-2.6 分析發酵液中甘油殘存量51
3-2.7 測量發酵過程的黃原膠產率52
3-2.8 離心52
3-2.9 黃原膠的沉澱53
3-2.10 凍結乾燥54
3-2.11 黃原膠分子量的測定55
3-2.12 甘油消耗量的計算56
3-2.13 黏度測定56
第四章 結果與討論57
4-1 不同因素對菌種生長的影響57
4-1.1 pH對菌種生長的影響58
4-1.2 轉速對菌種生長的影響60
4-1.3 饋料批次發酵培養對菌種生長的影響61
4-1.4 饋料批次發酵培養於不同轉速下對菌種生長的影響62
4-2 不同因素對黃原膠產量的影響63
4-2.1 pH對黃原膠產量的影響63
4-2.2 轉速對黃原膠產量的影響64
4-3 菌種在發酵槽中甘油的消耗量變化66
4-4 黃原膠的分子量測定67 
4-5黃原膠溶液的黏度測定67
4-5.1 不同轉速下的黏度變化68
4-5.2不同溫度下的黏度變化74
4-6  Xanthomonas campestris BCRC 12354與Xanthomonas sp. YT-24的比較82
4-6.1 黃原膠的流變性質83
4-6.2 甘油的利用與黃原膠的產量84
第五章 結論87
參考文獻88
參考網頁94
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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