少動鞘脂單胞菌高產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)酵條件及動力學(xué)研究.pdf

1、結(jié)冷膠是由少動鞘脂單胞菌（Sphingomonas paucimobilis)產(chǎn)的微生物胞外多糖，具有凝膠效率高、透明度好、穩(wěn)定性強(qiáng)、無毒無害等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。本文以Sphingomonas paucimobilis ZJU311為發(fā)酵菌株，進(jìn)行其產(chǎn)糖的最優(yōu)條件和發(fā)酵動力學(xué)研究。
　　 首先在搖瓶發(fā)酵水平，進(jìn)行了發(fā)酵培養(yǎng)條件的優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，通過單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)基的基本組分。進(jìn)一步利用Plaek

2、ett-Burman實(shí)驗(yàn)對發(fā)酵培養(yǎng)基各組分進(jìn)行評價(jià)，篩選出3個(gè)主要影響因子為：黃豆餅粉、MnCl2.4H2O、L脯氨酸。最后采用中心組合設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析，確定了最佳發(fā)酵培養(yǎng)基。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化后結(jié)冷膠產(chǎn)量達(dá)到18.7g/L，比原始產(chǎn)量提高了72％。
　　 然后在10L發(fā)酵罐水平上，研究了溫度、攪拌速度對結(jié)冷膠分批發(fā)酵過程的影響。發(fā)展了分階段控溫策略，使結(jié)冷膠分子量得到了明顯提高；提出了發(fā)酵過程中攪拌速度分階段控制策略：0-2

3、4h，攪拌轉(zhuǎn)速為400rpm，24h后將攪拌速度提高到850rpm，直至發(fā)酵結(jié)束，采用這一控制策略結(jié)冷膠的產(chǎn)量和分子量較單一攪拌轉(zhuǎn)速(400rpm)下分別提高了60%和45%。
　　 基于分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對結(jié)冷膠發(fā)酵過程動力學(xué)模型進(jìn)行了研究。采用Logistic方程和Luedeking-Piret方程，建立了菌體生長、產(chǎn)物合成和底物消耗動力學(xué)模型。應(yīng)用MATLAB工具軟件對模型進(jìn)行非線性曲線擬合，得到3個(gè)發(fā)酵動力學(xué)數(shù)學(xué)模型方程