纳豆菌分批发酵纳豆激酶动力学研究-论文.pdf

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1、生橱工程食品科技FOODSC幢lCEANDTECHNoLoGY2012~!第37卷第8期纳豆萄分撒发酵纳豆激酶动力学研究曹新界’，朱龙宝，陶玉2(1．安徽省青草湖酒业有限责任公司，宣城242000；2．安徽工程大学生化工程系，芜湖241000)摘要：通过三联30L全自动发酵罐对纳豆菌的分批发酵动力学进行了研究，结果表明，纳豆茵的生长与限制性基质葡萄糖浓度之间符合Logistic方程，建立了细胞生长、产物合成和基质消耗随时间变化的数学模型。应用MATLAB软件对发酵动力学模型进行最优参数估计和非线性拟和，获得最大比生长速率()和产物得率(Y眦)分别为0．228h～、5．8

2、35g／g，模型模拟计算结果与和实验值能较好地吻合，动力学研究结果表明该模型能较好地反映细胞的生长、底物消耗和产物合成过程机制。关键词：纳豆茵；动力学模型；分批发酵贵中图分类号：TS201．3文献标志码：A文章编号：1005—9989(2012)08—0036—04FedbatchfermentationkineticmodelsfornattokinasebyBacillusnattoCAOXin-jie，ZHULong—bao2，TAOYu—gui(1．AnhuiQingcaohuWineIndustryCo．Ltd，Xuancheng242000；2．Colleg

3、eofBiochemicaEngineering，AnhuiPolytechnicUniversity，Wuhu241000)Abstract：Thefed．batchfermentationkineticsofBacillusnattowasstudiedina30literscalebatchbioreactor．ThekineticmodelsofcelIgrowth，nattokinaseproductionandsubstrateconsumptionwereconstructed．1heoptimalparameterswasestimatedandnonl

4、inearwasfittedtomodelsthroughsoftwareMATLAB．TheresultsshowedthattherelationshipofbiomassspecificgrowthrateandresiduaIsucroseconcentrationwasinaccordancewiththeLogisticequation，wherepm=O．228h～，，=5．835g／g，respectively．NattokinaseformationiSgrowthassociatedinfedbatchcultureswithBacillusnatt

5、o．Comparingtheexperimentaldatawithcalculationdata，thekineticmodelsappearedtoprovideareasonabledescriptionf0rparameterinthefermentation．Keywords：Bacillusnatto；kineticmodels；fedbatchfermentation纳豆是日本的一种传统食品，在民间就被用作治疗和预防心脑血管疾病的药物。近年来，对收稿日期：2011—11-04基金项目：安徽省高校自然科学研究项目(KJ2010B014)。作者简介：曹新~--

6、(1965-)，男，硕士，工程师，主要从事发酵工程的研究工作。．嚣品科技2012年第37卷第嘲FOODSsC-．EENCEANDTECHNOLOGY生士拘佃工上程肛纳豆激酶的研究主要在药理、酶学特性等方面，活。纳豆菌在30L全自动控制发酵罐上的分批发长期的研究证明NK具有安全性高、作用迅速、价酵过程曲线如图l所示。格低廉等优点，是一种新型的溶血栓药，发展前18o0景广阔之】。为进一步研究纳豆菌的发酵条件，本16o01400研究在三联30L全自动发酵罐中，对发酵动力学12001000邑进行研究，以获得菌体生长、基质消耗和产物合8006OO成动力学模型，为进一步放大实验和工

7、业化生产400提供理论依据。200008l624324U485664721材料与方法发酵时间／ll图1纳豆菌发酵过程曲线1．1菌种从图1可看出，经过8h的延滞期后，进入指纳豆芽孢杆菌(Bacillusnatto)：中国工业微生数生长期，到4Oh菌体生长进入到稳定期。与之物菌种保藏中心，CICC编号为10023。相对应，底物糖消耗在对数期内下降得很快。由1．2试剂菌体生长和发酵产酶的关系可以看出，纳豆激酶酪蛋白；葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、的生成随着菌体量的增加而不断增加，菌体生长NH4C1、MgSO4、K2HPO4：上海化学试剂公司。进入稳定