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重组毕赤酵母发酵产甘露聚糖酶的工艺条件优化

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甘露聚糖酶因为其广泛的生物用途而被许多生物技术领域所关注和应用。甘露聚糖酶广泛存在于生物圈中,众多产该酶的生物种类中绝大多数属于微生物源。毕赤酵母发酵产甘露聚糖酶具备操作简单、易于进行高密度发酵、外源蛋白表达水平高、生产成本低等优点而被酶制剂行业所青睐。 本文选择对新构建的一株产甘露聚糖酶的重组毕赤酵母的液体发酵方案进行设计和优化,进而得到中试方案。 1.先用摇瓶培养摸索出部分发酵工艺参数,得出最优发酵培养基的组成和配比,最适合的生长温度为28.0℃,最佳pH为4.80。 2.用30 L发酵罐发酵对其余工艺参数进行优化,运用溶氧与代谢途径间的关联,高效的优化出其余发酵条件:接种量为0.6-0.9%,发酵最大风量控2.5 m3/h,最大搅拌转速为600 rpm/min。 3.将发酵过程分为3个时期:生长增菌期、过渡期、诱导产酶期,对每个时期的补料成分和流加速度进行发酵优化。生长增菌期主要是菌体数量的累积,采用甘油进行补料,甘油平均补速为540 g/h,流加10 h左右,此阶段结束时发酵液湿重控制在30%-40%范围,湿重低于30%产酶效率低,高于40%则后处理酶收率低;过渡期采用甘油:甲醇为4:1的混合液作为补料且平均补速为240 g/h,流加4 h左右,此阶段是菌体由生长增殖向诱导产酶的过渡,是代谢途径的转换过程,平稳过渡是菌体长时间高效产酶的基础;诱导期以甲醇为补料,补速为55-60 g/h,大约流加140 h(具体时间至酶活不再增长为止),补速过大菌体容易中毒死亡,补速低甲醇转化率不够、产酶量少。 4.用30 L发酵罐对此工艺方案进行验证,发酵183 h放罐,发酵酶活可达到1650 U/mL,较初始摇瓶发酵酶活492 U/mL提高了335%,采用保持相等溶解氧浓度的放大法进行100 L中试放大,发酵过程和发酵酶活基本与30 L发酵罐一致,此工艺方案可以指导100 L发酵罐发酵产甘露聚糖酶。

熊鹏

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毕赤酵母工程菌 甘露聚糖酶 甲醇 酶活 中试发酵

硕士

生物工程

熊海容

2018

中南民族大学

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