2.酮基-D-葡萄糖酸(2-keto-D-gluconic acid，2KGA)是采用细菌发酵工业化大规模生产的有机酸之一，主要用于食品抗氧化剂D-异抗坏血酸(Erythorbic acid， EA)及D-异抗坏血酸钠(Sodium erythorbate，EN)的合成。20世纪90年代以来，国际市场对食品抗氧化剂EN及EA的需求量不断增加，对其生产过程中的中间体2KGA的需求量也越来越大。　　 EA，又名赤藻糖酸或阿拉伯抗坏血酸，是L.抗坏血酸(维生素C，VC)的旋光异构体。在FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会第33届会议上，异抗坏血酸的英文名称被规范为Erythorbic acid。EA(EN)与VC具有相似的化学结构，但其生产成本相对低廉，不及VC的1/2，被FDA(1980)认定为“公认安全”(GRAS)的食品抗氧化剂。EA(EN)不仅仅是水溶性抗氧化剂，而且是一种强还原性有机酸(盐)和有特定环化结构的多羟基化合物，具有广泛的应用范围。　　 2KGA连续发酵工艺及其产物的应用研究必将对相关产品的工业化生产和应用带来重大的影响，譬如降低生产成本和扩大应用领域等。　　 为此，本课题进行2KGA连续发酵工艺及其产物在饲料中抗氧化作用效果的研究。结果如下：　　 1.通过对发酵过程中葡萄糖消耗量、2KGA生成量和菌体生长量等相关因素之间的关系研究建立了2KGA发酵的模型。Matlab软件运行结果表明：在95％的置信区间内，葡萄糖消耗量与2KGA生成量之间以及葡萄糖消耗量与菌体生长量之间表现出良好的线性回归关系，其决定系数R2分别为：0.996、0.989，说明该模型可靠性高。因此，2KGA发酵属于生长联系型，为连续发酵工艺在2KGA发酵中的应用提供了依据。　　 2.通过研究同一稀释率下不同浓度的补料葡萄糖对2KGA连续发酵的影响，确定最佳补料葡萄糖浓度。结果表明，在实验的葡萄糖浓度范围内，同一稀释率下，随着补料葡萄糖浓度的提高，连续发酵达到平衡时产物浓度呈现递减趋势。实验条件下，在补料葡萄糖浓度9％时的2KGA产率和发酵转化率均为最高。　　 3.通过研究同一补料葡萄糖浓度下不同稀释率对2KGA连续发酵的影响，确定最佳稀释率。结果表明：稀释率为0.0625h-1时，发酵转化率为最高，但2KGA产率处于中间位置；稀释率为0.1250h-1时，2KGA产率最高，但发酵转化率处于中间位置；稀释率为0.1875h-1时，发酵转化率和2KGA产率都处于最低位置。　　 4.通过研究连续发酵过程中稀释率改变对连续发酵的影响，探讨如何进行稀释率的转换。结果表明：加上连续发酵准备时间，连续发酵持续了115h左右，整个发酵过程中先后出现两次平衡。这两次平衡与两种稀释率相对应，同时展示出由一个连续发酵的平衡点向另一个连续发酵的平衡点过渡的全部过程，充分证明了在连续发酵过程中适当改变稀释率的可行性和可操作性，也证明了连续发酵工艺适合于2KGA发酵工业化生产。　　 5.通过对2KGA半连续发酵的研究为2KGA连续发酵的工业化应用提供对照。结果表明：随着补料速率的提高，半连续发酵的2KGA产率和发酵转化率均逐步下降。该结果有利于进一步了解不同发酵方式对2KGA发酵的影响，有利于优化连续发酵操作方式，降低生产成本，提高生产效益。　　 6.本研究对不同发酵方式下2KGA发酵的结果进行了比较。研究结果表明：　　 6.1稀释率0.1250h-1，葡萄糖浓度分别为9％、12％、15％和18％，在实验浓度范围内，随着葡萄糖浓度的提高，2KGA产率、发酵转化率和产物浓度逐步下降。葡萄糖浓度9％时，其2KGA产率、发酵转化率和产物浓度为最高，分别为7.197 g/L.h、59.36％、5.758％；其2KGA产率高于分批发酵和补料分批发酵，但发酵转化率和产物浓度低于后者。　　 6.2稀释率分别为0.0625h-1、0.1250h-1、0.1875h-1，在实验稀释率范围内，随着稀释率的升高，发酵转化率和产物浓度逐渐降低，2KGA产率以0.1250h-1时最高。稀释率0.0625h-1时，2KGA产率和发酵转化率分别为5.774 g/L.h、95.24％，均高于分批发酵和补料分批发酵。　　 6.3半连续发酵与连续发酵表现出类似的结果。但在同样的补料速率下，半连续发酵的效果显然低于连续发酵。　　 7通过乙氧基喹啉(Etyoxyquin，EMQ)、EN、二丁基羟基甲苯(Butylated hydroxytolueue，BHT)、2KGA钙盐(2KGCa)、2KGA发酵液(2KGCaF)等几种抗氧化剂在预混合饲料中抗氧化能力的研究表明：添加量为100mg/kg时，与实验组的其它抗氧化剂相比较，EN的抗氧化能力最好，其添加量最低，且效果更显著；其次是EMQ、BHT。虽然2KGCaF、2KGCa具有一定的抗氧化能力，但因其添加成本相对较高，目前还不能直接用作饲料中的抗氧化剂。　　 本项研究建立了实验室条件下的2KGA连续发酵工艺，同时证明了该工艺应用于2KGA发酵工业化生产的可行性和可操作性。2KGA发酵相关产品应用于饲料抗氧化剂的研究初步证明了EN用做饲料添加剂的可行性，同时确定了其最佳添加量，为EN相关产品扩大应用领域奠定了基础。