代谢副产物对l-苏氨酸发酵影响及应对措施

《代谢副产物对l-苏氨酸发酵影响及应对措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、代谢副产物对L一苏氨酸发酵的影响及应对措施冯志彬，徐庆阳，陈宁(天津科技大学生物工程学院，天津工业微生物重点实验室，天津，300222)摘要研究了L-苏氨酸的发酵过程，通过高效液相色谱和氨基酸分析仪测定了L-苏氨酸发酵液中的主要副产物为乙酸、乳酸、撷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等。利用外源添加实验研究了各种代谢副产物对L-苏氨酸发酵的影响。结果表明乙酸浓度高于2g/L、乳酸浓度高于10g/L时对L一苏氮酸生产菌的生长和产酸有抑制作用，采用提高溶解氧和菊萄糖限制性脉冲流加措施将乙酸、乳酸的浓度控制在0.5g/L以下，L一苏氨酸产量明显提高。关键词代谢副产物，L一苏氨酸，溶氧，

2、乙酸L-苏氨酸是人与动物体内所必需的一种氨基370C;以泡敌消泡;发酵到一定时间流加补料液。定酸，具有恢复体力，促进生长发育的效果，自身不能合时取样测定各项参数。成，必须从食物中摄取。在人和动物所需的8种限制1.3分析方法性氨基酸中，苏氨酸是仅次于蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸菌体浓度测定:吸取样品菌液，用蒸馏水稀释，以的第4种氨基酸。在大多数植物蛋白饲料中，苏氨酸蒸馏水作为空白对照，采用752分光光度计于1cm是第2或第3限制性氨基酸，是重要的营养强化剂。光程测定()Dsoonm。将发酵液离心洗涤2次，收集菌另外，对抗溃疡、防辐射，对催眠、镇静等有较好效泥，100*c烘干至

3、恒重，测定细菌干重〔51果川。微生物发酵法生产L-苏氨酸是目前主要的工还原糖:采用3,5一二硝基水杨酸法。业生产方法[27oL-苏氨酸生产菌在发酵产生L一苏氨有机酸含量:采用高效液相色谱仪测定。酸的同时还会生成乙酸、乳酸、领氨酸、丙氨酸、天冬氨基酸含量:采用Elite-AAA氨基酸分析系统氨酸等代谢副产物，在一定程度上影响菌体生长及测定。L-苏氨酸产量[3]。文中分析了各种代谢副产物对L-2结果与讨论苏氨酸发酵的影响，确定改善溶氧条件和葡萄糖限制2.1Ir苏氮酸发酵过程分析流加为控制乙酸、乳酸等有害代谢副产物的有效手在10L自控发酵罐上进行补料分批发酵，每隔4段。此外

4、，将乙酸、乳酸的产生和溶氧参数进行关联，h测定菌体生物量、L一苏氨酸产量和溶氧值等参数，利用溶氧指标监控有害代谢产物的产生，建立高效生结果如图1所示。产L-苏氨酸的发酵调控工艺。更阴叱0八屏即251.材料与方法边一山.20乙阅·妙1.1菌种及培养基·妙，，tJ嘲叨翻，O潭戚1州见参考文献[4]02()橇~为1.2培养方法告00种子培养:吸取适量无菌生理盐水于1支活化斜0481216202428323640发酵时间/h面中，将所有菌悬液全部接人5L种子罐中，搅拌转.」.一L-苏氨酸月，-溶氧.，卜，生物量速300^700r/min，通过自动流加氨水控制pH在图1L一苏氨

5、酸发酵过程曲线7.0，培养温度370C。由图1可知，L一苏氨酸发酵可分为4个阶段，前10L罐发酵:按1%接种量将种子液接入10L6h主要为菌体生长阶段，菌体生长缓慢，对氧需求发酵罐中;初始通风量2L/min;搅拌转速500^-800较低;6-v20h为菌体生长及产物合成阶段，菌体增r/min;通过自动流加氨水控制pH在7.0;培养温度殖迅速，产物大量合成，溶氧急剧下降，在18h左右溶氧接近。点;20h以后菌体增殖速度放慢，产物仍第一作者:硕士研究生(陈宁教授为通讯作者)。收稿日期:2006-11-17继续合成，溶氧稳定在5%左右;32h后溶氧值逐步32}2007Vol

6、.33No.6(Total234)回升，表明菌体已处于衰亡期，呼吸作用不再旺盛。的人为添加浓度就整个发酵过程来看，菌体生长量不足，利用高表1乙酸对L一苏氮酸发酵的影响效液相和氨基酸分析仪分别测定发酵液中有机酸和生物量L苏氨酸残糖发酵周期乙酸添加方式/g·L-'/g·L-'/g·L-'/h氨基酸副产物含量，结果如图2所示。乃几bJ不添加0.49t口IOh,2g/L0.8J.d一，~乙酸J八4︺」卜乳酸Oh,5g/L1.5山6向n︹6一奋一撷氨酸j6、潭15h,2g/L1.0-.卜丙氨酸AlU4戈州.十天冬氨酸15h,5g/L1.2工赢q刁蒸q2.2.2乳酸的影响军一1分

7、别在发酵初期和发酵15h后向发酵培养基中0243q〔)816白添加5g/L和10g/L的乳酸，考察对菌体生长和L-山发酵时间苏氨酸产量的影响，结果如表2所示。表2乳酸对L一苏氮酸发酵的影响图2发酵副产物积累曲线生物量L一苏氨酸残糖发酵周期测定结果表明，乙酸、乳酸、撷氨酸、天冬氨酸、丙乳酸添加方式/9·L-/g·L-'/g·L-/h9八内匕勺内b卜日自合d氨酸为L一苏氨酸发酵液中的主要副产物。乙酸一般不添加.88.6.几oJg内b已乙d任dJ在2种情况下产生，设备的供氧能力不足使工程菌的Oh,5g/L…87.9:一{…宁六n勺月门自乙nd1Oh,10g