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大肠杆菌离子束诱变结合呼吸商在线实时调控高产聚唾液酸

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Escherichia coli ATCC13027能产生聚唾液酸(polysialic acid,PSA),为实现其产业化应用,采用菌种诱变结合发酵工艺优化以提高PSA产量.首先采用低能氮离子束注入诱变获取不同产量的变异菌株,然后比较3株不同产量菌株在发酵过程呼吸商(respiration quotient,RQ)的变化规律,最后根据玉米浆干粉脉冲式补入对RQ的影响制定相应的补料策略.结果表明:离子束注入量选择10×1014 ion/cm2时,得到1株PSA产量高达3.94 g/L的突变株,比出发菌株产量提高了36.81％.通过比较3株菌的RQ变化规律发现PSA生产速率最高时对应RQ值最低,而脉冲式补入玉米浆干粉对RQ会产生显著影响(P<0.01),因此在50 L罐上发酵16 h后开始流加玉米浆干粉将RQ控制在0.8,最终PSA产量达到12.83 g/L,比对照提高了45.30％,比出发菌株产量提高了88.95％.本研究为PSA产业化提供了优良的菌株及在线实时调控PSA生产的思路,为PSA产业化提供一定理论支持.
Breeding of Escherichia coli by Ion Beam Mutagenesis Combined with RQ On-line Regulation for High-Efficient Production of Polysialic Acid

吴金勇、陈祥松、余超、陆姝欢、李翔宇、姚建铭

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中国科学院合肥物质科学研究院,安徽 合肥 230031

中国科学院大学,北京 100049

中国科学技术大学,安徽 合肥 230026

武汉中科光谷绿色生物技术有限公司,湖北 武汉 430073

湖北省营养化学品生物合成工程技术研究中心,湖北 武汉 430223

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聚唾液酸 低能氮离子束 呼吸商 在线调控 补料策略

国家自然科学基金青年科学基金淮南市重点研究和开发专项中国科学院等离子体物理研究所科学基金

2150623510082172017A044DSJJ-16-YY02

2019

10.7506/spkx1002-6630-20180815-151

食品科学
北京食品科学研究院

食品科学

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：1.327
ISSN：1002-6630
年,卷(期)：2019.40(14)
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