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鸟苷补料分批发酵的研究

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【 图分 类 号 ］ Ｔ ９ ０１ ９ ９１４ 中
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５ ０ ｍＬ三 角 瓶 装 液 量 为 ２ ， 纱 布 封 ０ ５ ｍＬ ９层
研 究 报告
鸟苷 补料 分批 发 酵 的研 究
赵颖 娟 ， 武改红 ， 宁 陈
天 津科 技 大学 生物 工 程 学 院 ， 津 ３ ０ ２ 天 ０２２
［ 要 ］ 目的 ： 摘 以枯 草 芽孢 杆 菌 Ｔ ２ ８为 出发 菌 株 ， 究 了补 料 分 批 发 酵 方 式下 各 种 参 数 对 鸟 苷 产 量 的 影 响 。 法 ： 用 补 Ａ０ 研 方 采
料 分 批 发 酵＿ 艺 ， 用纸 层 析 法 测 定 发 酵 液 中 鸟苷 的产 量 。结 果 ：确 定 了葡 萄 糖 、 母 粉 和 次黄 嘌 呤 的最 优 补 料 方 式 ， 鸟 Ｔ － 利 酵 使 苷 产 量 达 到 ３ ．５ ｇ Ｌ 较 分 批发 酵 方 式 提 高 了 ３ ． ２０ ／ ， ６３ ％。结 论 ： 酵 工 艺 过 程 控 制 对发 酵 生产 鸟 苷 具 有 重 大 影 响 。 发 ［ 键词］鸟苷 ； 料分批发酵； 批发酵； 草芽孢杆菌 关 补 分 枯
维普资讯
０ ２ ５
生 技 术 通 讯 … Ｌ 、 Ｎ ＢＩ ＥＣＨＮＯＬ Ｅ １ＲＳ Ｉ ＯＴ ｍ ＯＧＹ ｖ ｌ１ Ｎｏ １ Ｊ ｎ，２ ０ ｏ ・… ｌ ／ Ｊ ０ ６ ・ ． ａ． ｌ ・ ，
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文 章 编 号 ：０ ９ ０ ０ （ ０ ）１０ ５ — ３ １０ —０ ２２ ６０ —０ ２ ０ ０
［ ｙ ｗ ｒ ｓ ｇ ａ ｏ ｉ ； ｄ ｂ ｔｈ ｆｒ ｅ ｔ ｉ ；ｂ ｔｈ ｆ ｅ ｔ ｉ ；Ｓ ｂｉｉ ｂ ｉｕ Ｋｅ ｏ ｄ ］ ｕ ｎ ｓ ｅ ｆ — ａｃ ｅ ｎａ ｏ ａｃ ｅ ｎ ｔ ｎ ｕ ｔ ｓ ａ ｌ ｎ ｅ ｍ ｔｎ ｍ ｒ ａｏ Ｕ ｃ ｌ ｓ 鸟 苷 （ｕ ｎ ｓ ｅ 是 广 泛 应 用 于 食 品 和 医 药 产 业 中 的 重 要 中 ｇ ａ ｏｉ ） ｎ 间体 ， 市场 前 景 十分 广 阔［ 生 产 鸟 苷 的 发 酵 法 有 分 批 发 酵 和 其 １ 】 。 补 料 分批 发 酵 等 形 式 。与 分批 发 酵 相 比 ， 料 分 批 发 酵 可 以 降低 补 １ ． 斜面活化培养 ．１ ３ １ ． 种 子培养 ．２ ３ ３ ℃培 养 ２ 。 ６ ４ ｈ
［ ｓ ａｔ Ｏｂｅｔ ｅ ｓ ｇＳ ｂｉｉ ｂｃｌ ｓＴ ２ ８ ａ ｐｏ ｕｔ ｎ ｓ ａｎ ｈ ｆ ｃｓｏ ｉｅｅｔｆ － ａｃ ｅｍ ｎａ ｏ Ａｂｔ ｃ］ ｒ ｊｃ ｖ ：Ｕ ｉ ｕ ｔ ｓ ａ ｉｕ Ａ ０ ｓ ｒｄ ｃｉ ｔ ｉ，ｔｅａ ｅｔ ｆｄｆ ｒｎ ｅ ｂ ｔ ｆｒ ｅｔｔ ｎ ｉ ｎ Ｕ ｌ ｏ ｒ ｄ ｈ ｉ

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典型发酵过程动力学及模型

典型发酵过程动力学及模型


细胞的生长速率：
rX
drX dt
产物的生成速率：
rP
drP dt
基质的消耗速率：
rS
drS dt
氧的消耗速率：
rO
drO dt
比反应速率：单位质量的细胞在单位时间生成或消耗某
一成分的量
细胞的比生长速率：
1 drX rX dt
产物的比生成速率：
qP
1 rX
drP dt
基质的比消耗速率： 比耗氧速率：
在一定条件下(基质限制)： μ＝f(rS)
rS 限制性基质浓度 mol/m3
1.2
V1m
μ0.8
0.6 0V.m4/2
V
0.2
莫诺方程:
0
0KK sm 200
400 S 600
800 1000
当限制性营养物质的浓度ρS很低的时候（ ρS<<Ks)，
μ和ρS是线性关系， μ= (μm/Ks)ρS
四、 代谢产物生成动力学2来自非偶联型产物形成与细胞生长无关模式。在该模式中，产物形成 速度与生长速度无关联，而只与细胞浓度有关，此时， 细胞具有控制产物形成速度的组成酶系统，这时产物形 成与细胞浓度的关系可表示为：
rP=βρX β----------非生长关联的产物形成常数(g产物/g细胞.h)
在生长和产物无关联的模式中，产物合成发生在生长停 止之后（即产生次级代谢产物）。大多数抗生素和微生 物毒素都是非生长偶联产物。
对底物 YX/S -DmX/( D mS) rX/rS (rX-rX0)/(rS0-rS)
YP/S -DmP/( D mS)
对氧 YX/O -DmX/( D mO)
对碳
YX/C -DmXsX/( D mSsS) YX/SsX/sS
发酵过程控制与优化

发酵过程控制与优化


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• 白细胞介素:是一类具有激活、增殖、成熟和分化 •
机体免疫细胞，抗病毒、抗肿瘤及增强机体免疫 功能的细胞因子。 全球氨基酸的年产量估计在50~80万吨，其中 2/3用于食品，其余大部分作动物词料添加剂用， 还有相当数量用于医药工业和作为合成化学试剂 的前体。重组DNA技术已成功地应用于提高棒杆 菌和其他工业生产菌种的氨基酸生产。 全球的微生物多糖的产值估计已超过10亿美元。 这类生物高分子属于胶体，其独特功能在于它们 可作为增稠剂、亲水胶体，用于水基系统中的乳 化、悬浮和稳定混合物。它们在温度、pH和盐浓 度大幅度变化的条件下仍能与其他系统相容，甚 至起协同增效作用。
2.提取质粒
从大肠杆菌的细胞质中提取质粒,质粒为环状。 此质粒将作为胰岛素基因的载体。 1.碱裂解法：此方法适用于小量质粒DNA的 提取，提取的质粒DNA可直接用于酶切、 PCR扩增、银染序列分析。 2.煮沸裂解法：指用煮沸加热的方法裂解菌 体,以提取质粒。
3.基因重组
取出目的基因与质粒,先利用同种限制性内 切酶将质粒切开,再使用DNA连接酶将目的 基因与质粒“缝合”,形成一个能表达出胰 岛素的DNA质粒。
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5.3泡沫对发酵的影响及其控制
• 5.3.1泡沫的产生及其影响 • 发酵过程中因通气搅拌与发酵产生的二氧化碳以
•
及发酵液中糖、蛋白质和代谢物等稳定泡沫的物 质的存在，使发酵液含有一定数量的泡沫。 泡沫的存在可以增加气液接触表面，有利于氧的 传递。但也给发酵带来许多负作用，主要表现在: ①降低了发酵罐的装料系数。②增加了菌群的非 均一性。③增加了污染杂菌的机会。④大量起泡， 控制不及时，会引起产物的流失。③消泡剂的加 入有时会影响发酵或给提炼工序惹来麻烦。
• 5.3.3泡沫的控制 • 泡沫的控制方法可分为机械消沫和消泡剂
第六章发酵动力学

第六章发酵动力学


发酵装置-细胞回流式
F Se
(1 ) F X
F Xe
F , cX
细胞回流的单级连续发酵示意图
a: 再循环比率（回流比） c: 浓缩因子
2.2连续发酵动力学-理论
2.2.1单级恒化器连续发酵
定义： ① 稀释率 将单位时间内连续流入发酵罐中的新鲜培养基体积与 发酵罐内的培养液总体积的比值 D=F/V (h-1) F—流量（m3/h） V—培养液体积（m3） ② 理论停留时间
μ
残留的限制性底物浓度对微生物
比生长率的影响
Ks—底物亲和常数，速度 等于处于1/2μm时的底物浓 度，表征微生物对底物的亲 和力，两者成反比。
酶促反应动力学－米氏方程：
Vm [ s ] v K m [ s]
受单一底物酶促反应限制的微生物 生长动力学方程－Monod方程：

m s
Ks s
克P和每个有效电子所生成的细胞克数； ③ Yx/ATP：消耗每克分子的三磷酸腺苷生成的细胞克数。
基质消耗动力学 产物得率系数：
Yp/s , YP / O2 , YATP / s , YCO2 / s
：
消耗每克营养物（s）或每克分 子 氧 (O2) 生 成 的 产 物 (P) 、 ATP 或
CO2的克数。
细胞生长动力学
Decline（开始出现一种底物不足的限制）:
若不存在抑制物时
Monod 模型:

m s
Ks s
m s
Ks s
t
ln x ln x0
t
x x0e
细胞生长动力学
式中: S—限制性基质浓度，mol/m3 Ks—底物亲和常数(也称半饱和速度常数），表示微生 物对底物的亲和力 , mol/m3 ； Ks越大，亲和力越 小， µ 越小。
补料技术在大肠杆菌高密度培养中的研究进展

补料技术在大肠杆菌高密度培养中的研究进展

当代化工研究Modem Chemical Research172科研开发2019•10补料技术在大肠杆菌高密度培养中的研究进展*王松原解艳娇陈姗郑春阳*（天津强微特生物科技有限公司天津300384）摘耍：补料技术是大肠杆菌高密度培养的重要技术.本文对补料技术在大肠杆菌高密度培养中应用的研究进展进行了综述，主要包括补料技术的种类、各类技术的优缺点等.关键词：高密度发酵；补料技术；大肠杆菌中EB分类号：Q文献标识码：AResearch Progress of Feeding Technology in High Density Culture of Escherichia ColiWang Songyuan,Xie Yanjiao,Chen Shan,Zheng Chunyang(Tianjin Qiangweite Biotechnology Co.,Ltd.,Tianjin,300384)Abstract:Feeding technology is an important technology f or high density cultivation ofEscherichia coli.In this paper,the research progress of f eeding technology in high density culture of E scherichia coli yvas reviewed,mainly including the types of f eeding technology,advantages and disadvantages of v arious technologies,etc.Key words i high density f ermentation^feeding technology\escherichia coli高密度培养技术也被称为高密度发酵技术，是通过提高菌体发酵密度实现单位体积、时间内目标产物产量的增加。