乳链菌肽补料分批发酵过程动力学模型.pdfVIP

维普资讯 第 24卷第 1期 化学反应工程与工艺 Vol24。NO l 2008年 2月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology Feb．2008 文章编号：1001--7631(2008)O1—066—06 乳链菌肽补料分批发酵过程动力学模型 王 琳 吴兆亮 李雪 良 卢 珂 (河北工业大学生物工程系，天津 300132) 摘要 ： 针对LactococcuslactissubsplactisW28生产乳链菌肽的发酵体系，建立 了变体积补料分批发酵生 产乳链菌肽的动力学模型，确定 了模型参数值。结果表明，改变补料速率后菌体生长、乳酸积累、蔗糖消 耗及乳链菌肽合成的模型计算值与实测值的平均相对偏差为4．84 ，11．91 ，13．17 及3．25 ，因此所 建动力学模型能较好地反映变体积补料分批发酵生产乳链菌肽的过程 。 关键词 ： 乳链菌肽；补料分批发酵 ；动力学模型 中图分类号 ： TQ920．1 文献标识码 ： A 乳链菌肽 (Nisin)是 由乳酸乳球菌的某些菌株产生的一种抗菌肽 。它对大多数革兰 氏阳性菌及 耐热芽孢具有较好的抑制作用 ，并且在人体的消化道内可被分解 ，因而被广泛地应用于食品及饮料 中[1]，已被 50多个 国家和地区批准作为无毒、安全的天然食品防腐剂使用L2]。 目前乳链菌肽的生产均采用微生物发酵法 ，现有报道中关于乳链菌肽生产菌的选育及其培养条件 的研究较多[3]，但采用的都是分批发酵的方式。为了更进一步地提高发酵效价，补料分批发酵是提 高发酵效价的一种较好的方法 。而现有的关于补料分批发酵的报道所涉及的实验 中由于补人的营养物 质只占初始发酵液体积的8％左右，故在实验 中多忽略了体积的变化，将实验简化成恒体积补料发酵 过程，Lv等[7建立了恒体积补料分批发酵生产乳链菌肽的动力学模型 。而在工业化生产中应用更多 的还是变体积补料分批发酵，王尚健和徐亲民等[8 在糖化酶和青霉素的发酵过程中提出了补料对放 罐体积有影响，但关于变体积补料分批发酵模型的研究还未见报道 。因此本工作在分批及补料分批发 酵生产乳链菌的实验及文献所建模 型[7]的基础上 ，建立了LactococcuslactissubspactisW28变体积 补料分批发酵生产乳链菌肽过程的动力学模型。 1 实验部分 1．1 菌 种 乳链菌肽生产菌 ：乳酸乳球菌菌株 (LactococcuslactissubsplactisW28)，天津康益生物工程有 限公司。效价检测指示菌：藤黄微球菌 (Micrococcusflavus)，中国科学院微生物所菌种保藏中心。 1．2 培养基 生产菌种子培养基 (g／L)：蛋白胨 15，酵母粉 15，NaC12，蔗糖 15，KHzPO 20，MgSO 0．2， PH 值 6．9，115℃灭菌 20min。 发酵培养基 (g／L)：蛋 白胨 10，酵母膏 15，玉米浆粉 15，蔗糖 40，KHzPO 20，NaC12， MgSO40．2，PH 值 6．5，115℃灭菌 20min。 效价检测培养基 (g／L)：胰蛋白胨 8，酵母粉 3，氯化钠 5，Na。HPO 2，葡萄糖 5，琼脂粉 10， 吐温一2010，PH 值7．2，115℃灭菌 20min。 收稿 日期 ：2007—11—08；修订 日期 ：2008一O1—05 作者简介 ：王 琳 (1981一)，女 ，硕士研究生 ；吴兆亮 (1957--)，男，教授 ，通讯联系人。E—mail；zhaoliangwul~163．corn 维普资讯 第 24卷第 1期 王 琳等 ． 乳链菌肽补料分批发酵过程动力学模型 67 1．3 发酵过程 分批和补料分批发酵在 自制的 1L发酵罐中进行 。初始发酵培养基装人量为 500mL。将种子