米根霉高密度半续发酵L-乳酸初步研究.pdf

米根霉高密度半连续发酵L--孚L酸初步研究 摘 要 微生物的高密度半连续发酵，可以有效提高菌体的发酵密度和发酵液 的体积产率，从而缩短生产周期、降低生产成本。本文通过对米根霉菌株 的高密度培养与半连续发酵产L一乳酸效果的研究，探索适于高密度半连续 发酵的培养基组成和培养条件，确定补料分批法高密度培养米根霉的最佳 方式与参数，同时对米根霉高密度半连续发酵的产酸强度及其动力学特性 进行研究，建立发酵过程动力学模型。具体结论如下： (1)通过单因素实验结合正交试验的方法，确定发酵培养基组成主要 6 0．1 参数为：葡萄糖1609／L，(NH4)2S04g／L，NaH2P04509／L，KH2P04 0．1509／L，MgS04·7H200．259／L，ZnS04·7H200．229／L；操作条件为：接 速200r／min时，首批发酵的米根霉生物量可达到12．5039／L。 (2)研究了恒速流加、变速流加和葡萄糖浓度反馈流加等方式对发酵 过程中米根霉菌体生物量累积的影响情况，结果表明以葡萄糖浓度反馈流 加方式最佳；’通过对补料参数进行优化，确定出碳源为葡萄糖1609／L， 补料葡萄糖与硫酸铵质量比为20：1，补料时间24h一60h；采用基于葡萄糖 浓度的反馈流加方式，在15L发酵罐中初始装液7L，控制温度32℃，转 量可达到18．549／L，比分批培养提高了91．9％。 (3)通过对米根霉高密度半连续产酸效率的考察获得了发酵最佳方式 和不同阶段的培养基组成。采用葡萄糖浓度反馈流加进行第一批次发酵， 提高菌体生物量；从第2至第5批次补入II号培养基以继续累积生物量， 0．1 培养基组成为：葡萄糖lOOg／L，(NH4)2S0449／L， KH2P04509／L， MgS04·7H200．229／L，ZnS04·7H200．339／L；从第6批次开始，补加I号 培养基以提高产酸，培养基组成为葡萄糖lOOg／L，(NH4)2S0429／L，KH2P04 0．109／L，MgS04·7H200．229／L，ZnS04·7H200．339／L。发酵15批次，平 均产酸强度为3．0459／(L·h)，高于分批发酵的1．239／(L·h)。 (4)建立的米根霉高密度发酵产L一乳酸的发酵过程动力学模型为： 出 、， 微生物生长模型： i=0．1408(卜害老)J ¨■ Jo．，U ^，、 j～ 06X 乳酸生成模型：半=6．0967(u^)+0．01 dt dt 验证结果表明，该动力学模型能够较好的描述实验过程。 关键词：米根霉 L一乳酸 高密度发酵 半连续 onProductionofL-·LacticAcid PrimaryStudy by Cell and High Semi-·continuous Density Fermentationwith Rhizopusoryzae Abstract cell and fermentation semi．continuous of H