維生素C發(fā)酵營養(yǎng)與環(huán)境條件優(yōu)化.pdf

1、維生素C工業(yè)發(fā)酵中普通生酮基古龍酸菌(Ketogulonigenium vulgare，俗稱小菌)在其伴生菌(Bacillus megaterium，俗稱大菌)的作用下，利用自身的酶系將L-山梨糖轉(zhuǎn)化為維生素C的前體2-酮基-L-古龍酸(2-KLG)。本論文在實驗室規(guī)模以細(xì)胞和2-KLG的高產(chǎn)量、高得率和高生產(chǎn)強(qiáng)度為研究目標(biāo)，對2-KLG分批發(fā)酵過程中Ketogulonigenium vulgare和Bacillus megateriu

2、m的營養(yǎng)與環(huán)境條件進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)分析了添加金屬離子對細(xì)胞生長和2-KLG合成的影響，發(fā)現(xiàn)僅Fe3+、Mri2+和Mg2+能促進(jìn)細(xì)胞生長或產(chǎn)酸，確定了單獨添加時的最佳濃度。以2-KLG產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)，建立二次多項式數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Fe3+、Mg2+、Mn2+濃度分別為0.21mmol/L、4.23 mmol/L和9.98 mmol/L時，2-KLG產(chǎn)量達(dá)到65.1 g/L，與優(yōu)化前比較，提高了14

3、4.4%。
　　 (2)不同溶氧濃度對2-KLG分批發(fā)酵的影響有較大差異，通過研究不同溶氧水平條件下2-KLG發(fā)酵的各種參數(shù)變化過程曲線及溶氧對2-KLG合成關(guān)鍵酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)高溶氧水平(DO90%)適合菌體生長，2-KLG積累情況較差。而低溶氧水平(DO50%)菌體生長情況遜于高溶氧水平，但更適合菌體產(chǎn)酸。
　　 (3)提出了分階段供氧模式，即在整個發(fā)酵過程中采用0-20 h控制較高的DO(90%)，20 h至發(fā)酵

4、結(jié)束降低DO至50%的方式進(jìn)行分批發(fā)酵。2-KLG產(chǎn)量最大值達(dá)到58.7 g/L，分別是D090%、70%和50%時的1，46、1.23和1.17倍。發(fā)酵強(qiáng)度為0.92 g/L/h，分別是DO90%、70%和50%時的0.96、1.06和1.23倍。表現(xiàn)出較好的發(fā)酵狀態(tài)。測定了分階段供氧模式不同時期的體積傳質(zhì)系數(shù)kLa，為工業(yè)放大提供一定的理論依據(jù)。
　　 (4)確定了K.vulgare與B.megaterium單獨培養(yǎng)時適宜的