Simplicillium lanosoniveum胞外多糖合成条件的优化及其动力学分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文Simplicilliumlanosoniveum胞外多糖合成条件的优化及其动力学分析论文作者：陈敬宇学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：生物化工指导教师：董庆霖职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBiochemicalEngineeringOPTIMIZATIONANDKINETICSANALYSESOFEXOPOLYSACCHARIDEPRODUCTIONBYSIMPLI

2、CILLUMLANOSONIVEUMByJingyuChenSupervisor:Prof.DongQinglinMay2016摘要SimplicilliumlanosoniveumvartianjinienssQ.L.Dong(DT06)是一株能够合成抗氧化性胞外多糖的半知纲类真菌，其分泌的胞外多糖在食品、医药方面均有潜在的应用价值。本实验以真菌DT06为研究材料，在单因素实验的基础上，根据BBD设计原则的表面响应法优化真菌DT06胞外多糖的合成条件，并对其进行动力学和计量学分析。首先，筛选出产胞外多糖最适的培养基，结果显示：沙氏培养基产多

3、糖得率最高，为最适产糖培养基。然后将最适培养基成份(葡萄糖、蛋白胨)和培养条件(pH、温度、转速)分别设置5个等梯度，结果得到三个显著影响因素：葡萄糖、蛋白胨和pH。在单因素实验的基础上，以葡萄糖、蛋白胨、pH为优化三因素，胞外多糖得率为响应值，确定了多糖合成的最优条件：初始pH4.87，葡萄糖40.65g/L，蛋白胨10.38g/L，预测多糖得率为0.141g/g。经实验验证，优化后真菌DT06胞外多糖平均得率可达0.139g/g，比优化前提高了32%，平均相对误差为1.4%在允许误差范围内，表明该模型模拟程度较好，实验方案合理。在此优化条

4、件下，对真菌DT06的发酵过程进行动力学分析，结果表明：DT06最大比生长速率μ-1max=0.156h，饱和常数KS=5.16g/L。该多糖属于生长部分偶联型产物，最大比合成速率可达0.066h-1，其合成动力学方程关联参数α=0.539，β=0.002。经实验验证表明：建立的动力学方程模拟值与实验值大致吻合，能够较好的反映出真菌DT06各参数之间的关系。与其它产多糖的真菌相比DT06合成多糖的最大比合成速率较高可达到0.066h-1，但总的多糖得率却较低。经碳平衡计算发现DT06还产生一种未知的中性含碳产物，其碳得率为0.129g/g。上

5、述实验结果为DT06多糖发酵过程的调控及其胞内代谢网络的构建与优化提供了依据。关键词：胞外多糖，真菌，响应面优化，动力学，碳平衡IABSTRACTSimplicilliumlanosoniveumvartianjinienssQ.L.Dong(DT06)whichisaDeuteromycetesfungusiscapbleofproducinguniqueexopolysaccharide(EPS).TheEPSsecretedbyfungusDT06hasapotentialapplicationvalueintheaspectoffoo

6、dandmedicine.Inthispaper,fungusDT06wasasexperimentalmaterial.Basedonsinglefactorexperiments,theoptimumcultureconditionsforEPSyieldcoefficientweredeterminedapplyingBox–Behnkendesign(BBD).Undertheoptimizedconditions,fermentationkineticparametersandmetrologywasanalyzedthrougha

7、massofdata.Atfirst,screeningfungusDT06’smediumwiththehighestEPSyieldcoefficient,Astheresultsshowed,sabourandmediumistheoptimummediumforproducingEPS.Secondary,cultivatecomposition(glucose,peptone)andcultureconditions(pH,temperature,rotation)weresetfiveconstant-gradient,respe

8、ctively.Asisshowninsinglefactorexperiments,threesignificantfactors(glucose,peptone