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ChineseJournalofBioprocessEngineering
Vol.8No.1
Jan.2010
doi:10.3969/j.issn.1672-3678.2010.01.002
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:2009-04-07
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InvestigationonoilproductionbyRhodotorulaglutinisin
wastewaterfromglutamateprocess
XINGXu,XUEFeiyan,TANTianwei,ZHUYongqiang
(DepartmentofLifeScienceandTechnology,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)
Abstract:AcompetentoilproducingRhodotorulaglutinisstrainRh8wasobtainedbyusingwastewater
frommonosodiumglutamateproductionasfermentingmediumbydomesticating.Factorsafectingthepro
ductionofbiomassandoilaswelasCODreductionbystrainRh8werestudied.TheRh8grownwelin
thewastewaterdilutedby4timesandatpH55.Theproductionofthebiomassandtheoils,andthe
CODreductionratewereimprovedbyaddingwasteliquidglucose,yeastextracts,KH2PO4,MgSO4,and
MnSO4.Thebiomassproductionwas156g/L,oilproductionratewas2961% ina250mLshaking
flaskandCODreductionratereached45.1%.
Keywords:glutamatewastewater;microbialoil;Rhodotorulaglutinis
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。
M6i
:
[1]
<=>
,
½?@
,
AW
.
9:;
=
ÙF<<
,1998,14(6):2325.
BaoQijun,ZhangHongchang,ZengHua.Discussionontreatment
ofmonosodium glutamatewastewater[J].ChinaWater&
Wastewater,1998,14(6):2325.
[2]
GdH
,
I
,
½?J
,
:
.
9:;-
éKßLN
345
[J].
89¢£BYäåÒzh
,2000,1(6):3540.
YangJianzhou,WenGuan,ZhangHongxun,etal.Studyonfer
mentationpropertiesofBacilusthuringiensisintheglutamate
wastewater[J].TechEquipEnvironPolutionControl,2000,1
(6):3540.
[3]
×M
,
G¨N
,
GO
,
:
.
¢£-.N¡YE 9:;<3
PQR¥
[J].
89ÝÞ
,2002,23(4):6266.
HeiLiang,YangQingxiang,YangMin,etal.Laboratoryscale
continuoustreatmentofmonosodium glutamatemanufacturing
wastewaterusingyeast[J].EnvironSci,2002,23(4):6266.
[4]
GdH
,
½ST
,
½?J
.
¢£9:;<>0ªC34
5
[J].
89¢£BYäåÒzh
,2002,3(6):2124.
YangJianzhou,ZhangSongpeng,ZhangHongxun.Productionof
microbialproteinfeedfrommonosodiumglutamatewastewaterby
fermentation[J].TechEquipEnvironPolutionControl,2002,3
(6):2124.
[5]
UVk
.
>¯>y?@45E>y|?0[³;IJ«C
[J].
=Ù>yÉX¾
,2005,25(2):811.
ZhaoZongbao.Towardcheapermicrobialoilforbiodieseloil[J].
ProgBiotech,2005,25(2):811.
[6]
½¾7
,
WXY
,
.
67-.¡Y9:;<345
[J].
~YÉíÞÞK
:
ÛÜÝÞL
,2007,34(1):9597.
ZhangZhihong,XueFeiyan,TanTianwei.Treatmentofmonosodi
umglutamatewastewaterbyRhodotorulaglutinis[J].JBeijing
UnivChemTech:NatSci,2007,34(1):9597.
[7] BlighEG,DyerWJ.Arapidmethodoflipidextractionandpuri
fication[J].CanadianJBiochemPhysiol,1959,35:911917.
[8]
Ú7
,
Z.[
,
\dW
.
<û¿«ùf
[M].
~
:
5]ÏLZ
,
2001:202204.
[9]
^_
,`
a
.
67-.
GLR513>0?@TòRÉÊ/-{
|3DE
[J].
bcÝÞ
,2003,24(1):4851.
ShiAnhui,ZhouBo.Studyonoptimumminitypefermentation
conditionsoflipidproductionbyRhodotoruleGlurtinisGLR513
[J].FoodScience,2003,24(1):4851.
[10]
dUY
,
efg
,
hij
.¯
>yijk?@45kA
[J].
l
bÒ?@
,2003(11):1214.
PuHaiyan,HeZhifei,LiuChunfen.Researchsurveyonfunction
alfatsandoilsfrommicroorganisms[J].JCerealsOils,2003
(11):1214.
[11]
mn
,
op
,
qrJ
,
:
.
0?sN8tFG;<=/-3
6t45
[J].
>yäå
,2007,17(2):7275.
DuJuan,ZhanChengxiong,WangHongxun,etal.Elementary
studyonoilproductionbyfungigrowinginsweetpotatostarchpro
cessingwastewater[J].Biotechnology,2007,17(2):7275.
[12]
mn
,
qrJ
,
ß7
,
:
.
tFG;->0¯>y?@
345
[J].
>yÉ
,2007,5(1):3336.
DuJuan,WangHongxun,JinHonglin,etal.Fatyacidsproduc
tionbyfungigrowinginsweetpotatostarchprocessingwastewater
[J].ChinJBioprocEng,2007,5(1):
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