培养基成分和补料对阿维菌素发酵过程中除虫链霉菌菌丝形态的影响

研究了阿维菌素发酵过程中培养基成分和补料对菌丝形态的影响,以及在这些条件下菌丝形态、菌体代谢以及产量之间的相互关系。结果表明:碳氮源种类和碳氮比与菌体生长密切相关,对除虫链霉菌前期的菌丝形态影响较大。只有当除虫链霉菌为密实的球状时,才能获得较高的阿维菌素产量;进一步通过调控使发酵中后期菌丝形态保持一定的菌球尺寸(球核面积、核区周长和菌丝球面积)对维持阿维菌素合成有利。     

葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响及发酵过程优化

[目的]探讨葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,以期为黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺优化提供理论依据。[方法]通过小型反应器试验,分别确定了葡萄糖酸钠和葡萄糖两种物质对溶液体积传氧系数的影响,进而又考察了两种物质交互作用的影响,在该基础上对发酵工艺进行改进,将原先的代放工艺改成葡萄糖流加工艺,通过流加葡萄糖维持较低的糖浓度,利用OUR为参照指标,在维持相同OUR水平下,比较了两种发酵工艺。[结果]研究中发现葡萄糖酸钠浓度的升高会显著降低kLa,而葡萄糖对其影响则较小;在葡萄糖酸钠溶液中逐渐升高葡萄糖的浓度,会造成kLa的下降,低浓度的葡萄糖有利于体系的氧传递。葡萄糖的消耗及葡萄糖酸钠的积累对体积氧传质速率有明显的影响,在实现相同菌体的氧气摄取速率情况下,优化后新工艺所需的搅伴转速和通气流量等设备供氧条件明显优于原工艺,新工艺在降低发酵能耗的同时,还避免了原工艺中代放操作造成的未利用底物的浪费。[结论]该研究探明了葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,优化了黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺。     

麦角甾醇对酿酒酵母乙醇产率和耐受性的作用

研究了培养基中添加不同浓度的麦角甾醇对酿酒酵母生长、乙醇生产和乙醇耐受性的影响。麦角甾醇添加浓度依次为0(对照组)、10、20、30、40和50mgL-1。结果显示,添加20和30mgL-1的麦角甾醇能较快的促进细胞的生长,是对照组生长速率的1.06和1.15倍;当麦角甾醇浓度为20、30和40mgL-1时,与未添加麦角甾醇组相比,乙醇产量提高了10.1%～23.5%;然而,在整个实验过程中观察到麦角甾醇在对乙醇耐受性方面的作用不显著。通过此次单因子实验,麦角甾醇在发酵培养基中的推荐剂量为20～30mgL-1。     

基于在线生理参数的黑曲霉生产葡萄糖酸钠发酵动力学模型

对黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的发酵过程进行研究,并通过在线参数分析,发现在线生理参数摄氧率(OUR)和呼吸熵(RQ)可以用来表征发酵过程中底物葡萄糖消耗速率和得率的高低。基于此发现,将在线生理参数摄氧率(OUR)和呼吸熵(RQ)成功用于葡萄糖酸钠发酵动力学特性表征和分析,得到了葡萄糖酸钠发酵过程中葡萄糖消耗率和得率及葡萄糖酸生成的动力学方程,并对方程参数进行最优参数估计和非线性拟合。通过计算值与试验数据的比较,发现试验值和计算值可以很好地拟合。该模型可以很好地应用于葡萄糖酸钠发酵工艺优化预测及后续放大过程。