利用图论理论估算预测丁醇/丙酮比以及谷氨酸得率的研究

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中文摘要：本研究利用图论分别对丁醇发酵中丁醇/丙酮比和谷氨酸发酵中谷氨酸得率进行了理论估算与预测,并通过相关实验结果证实了估算结果的可靠性.在丁醇发酵产溶剂期,乙酸与丁酸的生成途径、消耗途径同时存在,各自形成一个闭合路径.利用图论对丁醇代谢网络估算结果表明:影响丁醇/丙酮比最主要的因素是丁酸闭合路径(丁酸环)的代谢强度(强度)，并且丁酸环强度越小丁醇/丙酮比越高。实验结果证实了以上结果:与玉米原料丁醇发酵相比，木薯(添加酵母浸粉)发酵的丁酸环强度较弱，丁醇/丙酮比在传统发酵、油醇萃取发酵和生物柴油萃取发酵中，分别提高了12.9%，61%和6.7%，而且相应发酵方式生产效率与玉米发酵持平。谷氨酸发酵的代谢网络更为复杂，具有多条向前支路和多个闭环路径。图论估算和酶学分析的结果表明:丙酮酸、异柠檬酸和a-酮戊二酸节点处的分配比是影响谷氨酸得率的主要因素;丙酮酸羧化酶和异柠檬酸脱氢酶的活性越高，α-酮戊二酸脱氢酶活性越低，谷氨酸得率就越高。实验结果表明:添加NaHC03并调节pH的发酵批次，丙酮酸羧化酶和异柠檬酸脱氢酶的活性明显提高，α-酮戊二酸脱氢酶活性相对较低，谷氨酸得率提高了36%，与计算结果一致。

作者：

李志刚、李鑫、李乐、史仲平、王正刚

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作者单位：

江南大学生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

关键词：

发酵工业丁醇发酵谷氨酸得率图论理论估算预测

主办单位：

中国微生物学会

会议名称：

2012工业生物过程优化与控制研讨会

会议时间：

2012-08-01

会议地点：

上海

会议母体文献：

2012工业生物过程优化与控制研讨会论文集

页码：

出版时间：

2012