复合酵母菌固态发酵动力学模型的建立

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1、试验研究2015年第36卷第16期总第493期复合酵母菌固态发酵动力学模型的建立1，21，21，21，211，2■王勇张锦玲张立明郭鹏袁丽佳刘大程(1.内蒙古农业大学兽医学院，内蒙古呼和浩特010018；2.农业部动物临床诊疗技术重点实验室，内蒙古呼和浩特010018)摘要：对复合酵母菌固态发酵动力学进行研究，并通过干重法确定发酵过程菌体生物量，采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和Luedeking-Piret/like方程进行最优参数估计和非线性拟合，得到了描述发酵过

2、程中菌体生长、β-葡聚糖和甘露聚糖合成、底物总糖消耗的动力学模型，通过对Lue⁃deking-Piret模型的计算，可知β-葡聚糖和甘露聚糖合成与菌体合成是偶联的。对实验数据与模型预测值进行比较，发现平均相对误差基本都小于10%，说明模型基本上反映了复合酵母菌发酵过程的动力学特征，表明该动力学模型对指导生产具有实际意义。关键词：复合酵母菌；干重法；β-葡聚糖；甘露聚糖；动力学模型doi:10.13302/j.cnki.fi.2015.16.011中图分类号：Q937文献标识码：A文章编号：100

3、1-991X（2015）16-0048-06KineticmodelsforsolidstatefermentationbycompoundyeastsWangYong,ZhangJinling,ZhangLiming,GuoPeng,YuanLijia,LiuDachengAbstract：Thekineticsofsolidstatefermentationbycompoundyeastwerestudiedandthebiomasswereestimatedbasedonsoliddryw

4、eightvariation.ThenacquirethemodelsofLogistic,Luedeking-PiretandLuedeking-Piret/likebythemathematicalmethodofoptimalparameterestimationandnon⁃linearfittingwhichcandescribethegrowthofbiomass,theproductionofβ-glucanandmannanandtheconsumptionofthetotals

5、ugarrespectively.ThroughthecalculationoftheLuedeking-Piretmod⁃el,theresultsshowedthatthesynthesisofβ-glucan,mannanandcelliscoupled.Comparetheex⁃perimentaldataswiththedatathatpredictedbythekineticmodelstotestandverifythemodels'accu⁃racy,thenwecouldfin

6、dthattheaveragerelativeerrorwasgenerallylessthan10%,whichindicatedthatthekineticmodelscanreflectthedynamiccharacteristicsofcompositeyeastfermentationprocessbasically,itshowedthatthemodelscanguidethepracticalproductionsignificantly.Keywords：compoundye

7、ast；soliddryweightvariation；β-glucan；mannan；kineticmodel酵母菌在特殊的发酵工艺下能够产生多种营养着缺陷：培养物中活性物质的产生规律及含量不清活性物质，如葡聚糖、甘露聚糖、氨基酸、多肽、有机酸楚；发酵工艺多依靠技术工人的经验来控制，缺乏科等，这些营养活性物质在调控瘤胃功能和提高反刍动学数据的支持；发酵结束后复合菌培养物质量的均一[1-2]物免疫功能方面发挥积极的功效。但前期科研工性较差，产品质量不稳定。作中也发现，复合酵母菌培养物在固态发酵过

8、程存在现阶段，对固态发酵动力学模型的研究大多在实验室条件下进行，且以β-葡聚糖、甘露聚糖为产物建立动力学模型研究鲜见报道，菌体生长动力学模型建立[3]作者简介：王勇，硕士，研究方向为反刍动物瘤胃微生态。时，多以测定菌体细胞组分含量为主，如葡萄糖胺、核[4][5]通讯作者：刘大程，教授。酸和麦角固醇，但这些方法通常较复杂，且发酵基[6]收稿日期：2015-07-03质成分对结果也可能会产生干扰。M.R.Terebiznik[6-8]基金项目：国家自然科学基金项目[31260560]；内蒙古科等通过