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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。溶解氧浓度对多粘菌素发酵影响的研究林开建,郑庆键摘要:本文探讨了溶解氧浓度对多粘芽胞杆菌(BaciccasPoK-myxa)发酵时的影响,发现该菌发酵前期与后期对氧的需求不尽相同。在发酵温度为25度情况下,该菌长的临界溶解氧浓度约为饱和状态的25%。在分批发酵过程.采用分阶段控制不同供氧水平,结果表明:从发酵开始到15h间,提供较高溶解氧有利于菌丝生长,发酵进行15h后,适当降低供氧量,最终发酵单位比原控制恒定溶解氧浓度提高9.78%,而且溶解氧浓度从75%降至55%.
2、在其它条件未变情况下,其通气量可降至原来的1/3。溶氧浓度作为有氧发酵控制中的一个关键参数.直接影响生产过程和生产成本。多粘芽胞杆菌(BaciccusPolymyxa)属于好氧微生物,虽然其对氧的霜求量较高,但其在不同溶氧浓度条件下仍具有不同的生理特性.体现在不同的生产阶段对氧的需求相差很大。同时在多粘菌素生产中.能源费用占发酵生产成本的30%,如何根据多钻芽胞杆菌的生理特性,合理控制发酵生产过程中不同阶段的溶氧浓度,提高发酵生产水平,降低能源消耗,对多粘菌素发酵工业生产意义十分重大。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联
3、系改正或者删除。1材料与方法1.1茵株多粘芽胞杆菌NB001(描建省古田抗菌素厂菌种中心保存)1.2培养基1.3培养方法在新鲜斜面上接一环菌入摇瓶杵子培氧基(50ml-500ml三角瓶),25℃.200r/min下培养至对数后期,以0.1%接种量接入5l—级种子罐,25℃,180r/min.通气量l00L/h.排气压力0.05MPa下培养至对数后期.以2%接种量接入50L发酵雄,发酵罐装料量30l,排气压力0.03MPa,在发酵过程中经过空气流量及搅拌转速控制来实现不同的溶氧浓度进行发酵,同时控制发酵液pH在6.3±0.5之间,当
4、pH低于上述范围时,自动补充25%的氨水。本试验采用上海理工大学高机生物工程有限公司制造的生物自动反应罐BLOF-6050S/6005S进行。实际应用效果验证在60T发酵罐中进行。1.4分析方法1.4.1溶氧浓度测定:梅特勒工ntraC777/4100e溶氧在线检测仪。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1.4.2菌丝浓度测定:高速台式离心机80-2.3000转/min离心10分钟。1.4.3生物效价测定:根据〈中国哲药典版>测定2结果与讨论2.1溶解氧浓度对多粘芽胞杆菌呼吸的影响菌丝浓度平衡时,经过突然
5、停止向发酵罐中供气,观察发酵液中溶解氧浓度的变化。结果如图1所示,在一分钟时间内,氧浓度成直线下降。当溶解氧浓度降到约为25%时,氧浓度下降速率开始减低。这说明在氧浓度为饱和浓度的25%以下时,多粘杆菌的呼吸受到影响。由此可见,该菌为高耗氧微生物,溶解氧浓度对菌生长影响很大,同时.初步判定25%是该菌生长的临界溶解浓度。2.2资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。不同溶氧浓度下多粘芽胞杆菌发酵生产的动力学特征资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。从图2能够看出,在接种后的12小时内.
6、发酵液中的氧浓度高,有利于菌丝生长。但随着发酵时间的延长,过高的氧浓度对菌丝生长并无益处,适当的氧浓度(55%)能使之长时间保持持续生长的能力,最终菌丝浓度达到36%。从图3能够发现,不同的溶解氧浓度影响代谢产物多粘菌素的生成速率以及最终发酵液中多粘菌的含S。从发酵12小时开始到24小时,发酵液75%比55%氧浓度其粘多菌素含量稍高,随后55%氧浓度的多粘菌素生成速率均大于75%和35%氧浓度。另外,从图4能够发现,75%高溶解氧浓度培养情况下,开始通氨速率相对较快。当在18小时后,其通氨速率开始低于55%溶氧浓度的培养情况。这时
7、菌的氧要求虽充分,可是它的活性低.显示高氧水平的抑制;而过低的溶解氧浓度,通S资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。速率也较小。这些情况与图2、图3相应,这是由于菌丝生长和代谢受到限制,其代谢产物多粘菌素化学结构中N的含量约占19%.在生物合成过程,所需的氮源来自氨水。因此氨的消耗与菌丝生长和多粘菌素的合成速率成正相关。2.3分阶段控制溶解氧浓度漠式的提出及验证实验室已经证明:多粘芽胞杆菌发酵初期,相对高浓度氧有利于菌丝生长,发酵进行到12小时之后,过高或过低的氧浓度对菌丝生长和代谢产物的积累均不利。因此.
8、我们采用0-15h控制较高的溶解氧水平(75%),15h至发酵结束,降低溶解氧浓度至55%,发酵变化过程曲线如图5所示。从图5能够发现,采用分段供氧模式,菌丝浓度及通氨速率都有所提高,发酵液中最终多粘菌素含量达到186900u/ml,与恒定溶氧浓度
