新一代柠檬酸发酵技术

第一章概述/1
第一节柠檬酸物理性质1
第二节柠檬酸化学性质1
第三节柠檬酸功能与应用2
第四节发酵法生产柠檬酸的历史与现状4
参考文献6

第二章柠檬酸发酵的生物化学基础/10
第一节柠檬酸生物合成途径11
一、乙酰CoA进入三羧酸循环12
二、异柠檬酸形成12
三、第一次氧化脱羧12
四、第二次氧化脱羧12
五、底物磷酸化生成ATP13
六、琥珀酸脱氢13
七、延胡索酸的水化13
八、草酰乙酸再生13
第二节柠檬酸合成与分解关键酶15
第三节柠檬酸合成途径的代谢调控16
一、糖酵解途径的调节16
二、TCA循环的调节17
三、GABA通路的调节17
四、rTCA循环的调节17
参考文献17

第三章柠檬酸发酵的微生物学基础/19
第一节产生柠檬酸的微生物19
第二节国内外柠檬酸生产菌株19
第三节黑曲霉菌株的生理特性20
第四节产柠檬酸黑曲霉基因组解析22
一、诱变和高通量筛选获得黑曲霉柠檬酸低产菌株22
二、黑曲霉基因组组装与信息注释25
三、基因组比较分析27
第五节产柠檬酸黑曲霉转录组解析33
一、转录组学结果分析34
二、无效循环与侧呼吸链共同作用平衡胞内能量37
三、酸生成相关基因的调节39
四、细胞壁合成相关基因的调控42
第六节黑曲霉遗传转化新技术42
一、细胞壁酶解液的优化43
二、酶解作用条件的优化44
三、菌体预培养条件的优化45
四、外源基因的整合表达47
五、敲除oah基因以消除草酸的形成49
第七节产柠檬酸黑曲霉育种新技术50
一、菌种改造以提高柠檬酸产量的策略50
二、黑曲霉作为工业生产菌的优势及代谢改造方法52
三、利用低pH诱导的启动子动态调控黑曲霉的代谢通路54
四、调控黑曲霉葡萄糖转运系统增强柠檬酸的合成59
参考文献64

第四章柠檬酸发酵原料/66
第一节原料种类及特点66
第二节原料的预处理68
一、固体物料输送69
二、除杂69
三、粉碎70
第三节原料的水热处理71
一、淀粉原料的糊化（蒸煮）、液化与糖化概述71
二、蒸煮工艺流程72
三、液化工艺流程74
第四节原料处理用酶制剂76
一、淀粉酶在原料处理中的应用76
二、其他酶制剂在原料处理中的应用80
第五节基于分子量特征的淀粉原料精细化处理技术83
一、高效体积排阻色谱法分析分级糊精样品分子量分布84
二、黑曲霉糖化酶的分离纯化85
三、表征淀粉质原料液化效果方法的建立87
四、基于控制分子量特征的液化工艺88
五、基于液化组分控制分子量特征的柠檬酸发酵92
参考文献93

第五章柠檬酸发酵过程/95
第一节超声波诱导孢子快速萌发技术95
一、超声波预处理孢子对种子生长与柠檬酸产量的影响96
二、基于孢子超声波预处理与糖化酶活力移种的柠檬酸发酵96
第二节种子糖化酶水平表征的移种策略98
一、发酵罐培养的黑曲霉种子生理特性及生长动力学98
二、基于黑曲霉种子糖化酶活力移种的柠檬酸发酵99
第三节菌丝球适度分散技术99
一、基于菌丝球循环接种培养种子用于生产柠檬酸101
二、基于菌丝球分散循环培养种子以菌丝球形态接种的柠檬酸发酵101
三、基于菌丝球分散循环培养种子以分散菌丝形态接种的柠檬酸发酵103
四、不同接种形态方式的发酵菌丝球形态学分析104
第四节发酵过程的主要控制参数106
一、温度控制106
二、pH控制106
三、溶氧控制107
第五节连续分割循环发酵工艺107
一、基于菌丝球接种的分割循环发酵生产柠檬酸108
二、基于菌丝球分散的分割循环发酵生产柠檬酸109
三、分割发酵条件对柠檬酸发酵的影响111
四、基于菌丝球形态控制与分割发酵模式优化柠檬酸发酵112
第六节糖化酶补偿的同步糖化发酵工艺113
一、预添加糖化酶糖化发酵生产柠檬酸113
二、黑曲霉糖化酶与商品糖化酶不同pH条件下的酶学特性分析114
三、发酵过程添加糖化酶策略产柠檬酸115
四、阶段添加糖化酶策略生产柠檬酸119
参考文献119

第六章柠檬酸提取及废物资源化利用技术/122
第一节固液分离123
一、发酵液预处理123
二、发酵液固形物分离123
第二节钙盐法提取工艺124
一、中和的目标125
二、影响中和的因素125
三、影响酸解的因素125
第三节色谱法提取工艺126
一、色谱工艺的基本原理127
二、色谱工艺说明127
三、色谱工艺的优点128
四、柠檬酸模拟移动床连续分离及废水资源再利用技术129
第四节蒸发与结晶134
一、蒸发134
二、结晶134
参考文献135

第七章综合利用/137
第一节菌丝体滤渣137
一、作为动物饲料137
二、提取高附加值产物137
三、酶的利用138
四、土壤修复138
五、生物吸附剂138
第二节废水138
一、柠檬酸生产有机废水的特点139
二、生产沼气和污泥139
三、光合细菌法139
四、生产饲料酵母140
五、用于柠檬酸发酵配料140
六、浓缩成饲料140
七、柠檬酸色谱提取法废液处理和再利用技术140
八、柠檬酸废水回流发酵生产柠檬酸技术141
第三节硫酸钙149
参考文献150