恒化培养条件下粪产碱杆菌凝胶多糖的发酵动力学研究

恒化培养条件下粪产碱杆菌凝胶多糖的发酵动力学研究

论文摘要

通过恒化培养实验研究了不同稀释速率下粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)的生理代谢特性变化,利用Monod、Luedeking-Piret、Herbert-pirt模型分析了粪产碱杆菌的生长、多糖合成以及底物葡萄糖消耗的动力学变化。结果表明,在铵离子限制条件下的菌体比生长速率与铵离子浓度之间的动力学模型为μ=0.36S/(2.27+S),凝胶多糖比产率与铵离子浓度间的动力学模型为qp=0.0612S/(2.27+S)+0.14×(1-S/64.94),以及比底物葡萄糖消耗速率与比产率的动力学模型为:qs=1.5μ+qp+0.0625。通过对恒化培养模型及生产菌生理代谢参数的分析,统计分析表明该生产菌最佳限制性铵离子浓度为5.75 mg/L,得到控制最适比生长速率为0.21 h-1时,A.faecalis的最高产率可达到0.85 g/L/h,并且最大比产率高达0.171 g/g/h,产率和比产率与批培养过程相比分别提升了118%和200%,能够显著提升凝胶多糖的生产效率。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 材料与仪器
  •   1.2 实验方法
  •     1.2.1 培养基的配制
  •     1.2.2 种子培养
  •     1.2.3 分批发酵培养
  •     1.2.4 恒化培养
  •     1.2.5 不同稀释率对粪产碱杆菌生理代谢特性的影响
  •     1.2.6 代谢特性指标的测定
  •       1.2.6.1 菌浓测定
  •       1.2.6.2 铵离子浓度测定
  •       1.2.6.3 葡萄糖浓度测定
  •       1.2.6.4 凝胶多糖含量测定
  •       1.2.6.5 有机酸测定
  •       1.2.6.6 发酵过程尾气分析与呼吸代谢参数测定
  •     1.2.7 葡萄糖代谢平衡计算
  •       1.2.7.1 碳平衡计算
  •       1.2.7.2 碳代谢去向分布
  •     1.2.8 恒化培养动力学模型计算
  •   1.3 数据统计
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 以葡萄糖为碳源不同比生长速率条件下粪产碱杆菌生理代谢特性分析
  •     2.1.1 恒化培养过程稳态状态的判断
  •     2.1.2 不同比生长速率下菌体的比速率参数变化分析
  •     2.1.3 不同比生长速率下菌体的代谢参数变化
  •   2.2 恒化培养条件下凝胶多糖发酵动力学分析
  •     2.2.1 菌体生长动力学模型
  •     2.2.2 铵离子限制条件下凝胶多糖比合成动力学模型
  •     2.2.3 铵离子限制下的比底物消耗动力学模型
  •   2.3 粪产碱杆菌分批发酵和连续发酵凝胶多糖合成代谢特性比较
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王泽建,张琴,王萍,庄英萍

    关键词: 粪产碱杆菌,凝胶多糖,恒化培养,代谢动力学

    来源: 食品工业科技 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 轻工业手工业

    单位: 华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室

    基金: 国家科技重大专项项目(2017YFF0204602)

    分类号: TS202.3

    DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2019.11.024

    页码: 139-146

    总页数: 8

    文件大小: 1525K

    下载量: 212

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