基于补料分批发酵生产d-核糖的过程研究

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1、河北工业大学硕士学位论文补料分批发酵生产D-核糖的过程研究姓名：赵静波申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：吴兆亮20040101湖托王业^=学碳lj学蛀论文补料分批发酵生产D，核糖的过程研究摘要D．核糖具有熏要的难理功能，在食品和医药工业中的应用越来越广泛，目前蕻最主臻的生产方法是微生物发酵法。钟对国内夕}D一核糖发酵敬研究现状及发鼹趋势，J本文掇囊了评价诱变效槊的新指标，并确定了最适诱变搿量；研究了初始碳氮源浓度和各操作条件对D．核糖发酵的影响并对其进行了优化，在此基础上游重研究了摇瓶和发酵罐中的补料工艺；簸轰建赢了D一援耱{}籽分拯发簿豹魂力攀模鍪。1．D．核糖生产

2、菌的紫外诱发表征及工艺。确定合适的诱变剂量是D一核糖生产菌紫外诱变育种的一个重要原则，用传统的评价指标无法确定摄适诱变剂量。提出耨的评价指标——平均正突变幅度，给出了麓定义及计算方法，并将其应弼予D．孩糖生产蓠的紫外诱变中，得到在15W紫外灯、躐离25cm条件下不同照射时间时的平均砸突变幅度，并结合致死率麴线确定20s为最盛紫外照懿时间。2．初始碳氮源浓度对D．梭糖发酵的影响及摇瓶补料工艺。研究了初糖浓度对D一核糖发酵的影响，并确定了较为适窳的初糖浓度。针对底物抑制现象，研究了补糖工艺对D一援蕤发酵弱影臻，确是发酵24h磊於热50蛆豹蘩甍耱为较谯懿辛}耱工艺，在筵工艺祭俘下D

3、。核糖产量可提高48．3％。研究了氮源和初始氮源浓度对D一核糖发酵的影响，在此基础上对摇瓶中於加氮源工艺进行了研究。确定了较优的於加氮源的工艺为：发酵60h后补翔39／L的硫酸铵，在魏工艺条件下D，羧糖产鬃可提嵩8．2％。3．操作条件对发酵罐中D，桉糖发酵的影响及其优化。通过单因素实验研究操作条件对发酸罐中D一核糖发黪的影响，褥到了不同澡发、p}{、搅拌转速秘溶镊下的菠体生长、葡萄糖消耗和D．核糖生成曲线，结果表明搅拌转速对D．核糖发酵影响最大。综合考虑D一核糖产量、转化率和生产强度，确定了较优的操作条件为：通气量0．082m3／Il，罐压e。02MPa，壤莽滠疫36*(2，

4、不控割p珏，搅拌转速700r／min。农_

5、迸条锌下，D．孩蕤产量、转化率和生产强度分别为47．899／L、0．31939／g和0．8869g-L一·Ⅳ1。4．发酵罐中D一核糖的补辩分批发鹾。研究了补料时闯、补料成分、结合骶段控制的补瓣葺l_l替耩方式对D．核耱发静静影响，确定了D一核耱补辩分抵发酵静较优工蕊条待为：通气量O．082mjm，罐厩0．02MPa，培养温度36℃，发酵25h前搅拌转速为900r／rain，25h瑟搅拌转速为700r／min，采用闽歇递躐滚趣方式，发黪到30h，开始每冁5h浚如浓发为800e啦的葡萄糖补料液，共流加3次，每次分剐为50mL、40mL和

6、30mL。在此工艺条件下，发酵时间为50h，最终D，核糖产量、残糖浓度、转化率和生产强度分别为61．979／L、339／L、0．31469／g蟊1．239g-L-1．h-1。5．D一核糖补料分批发酵的动力学。建立了D一核糖补料分批发酵的菌体生长、产物生成和底物消耗的动力学模型，确定了模型参数，模型计舞值与灾验值基本吻合，模型熊较好的反浚发酵遭程。模鍪分轿表朔，发簿15h髓前是菌俸大量狡黍豹除段，葡蠲糖的消耗主要用于菌体生长；发酵15h以后是D。核糖大量生成的阶段，葡萄糖的消耗主要用于D，模糖生残。产物生成与蕴俸生长呈部分偶联关系，但镁联程度绞小。关键词：D一核糖，微生物发酵，

7、平均难突变幅度，底物抑制，操作条件优化於秘分援发黪，魂力学模型补料分批发酵生产胁接糖抟过程研究STUDYoNPRoCESS0FD．RlBoSEPRODUCTIONBYFED．BATCHFERMENTATIONABST黜～CTD-riboseplaysallimportantphysiologicalroleandhasmoreandmoreextensiveusagesinfoodstuf}andmedicinefields。NOWthemostusefulwayforD-riboseproductioniSmicroorganismfermentation．Aimingat

8、researchactualityanddevelopmenttrendofD—ribosefermentation．inthisthesisanewevaluatingindexformutationwasproposedandtheoptimalmutagendosagewasdetermined．E蕊ctsofinitialcarbonsourceconcentration。nitrogensourceconcentrationandoperationconditionsonD—ribosefer