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Lipstatin是毒三素链霉菌的次级代谢产物,是一种有效的胰脂肪酶抑制剂,专一性强,只对胃肠道系统起作用。Lipstatin的氢化产物Orlistat(奥利司他)是一种重要的预防和治疗与肥胖相关的疾病的药物,副作用小,并对神经中枢系统无作用,是近10年来减肥药物市场上主要的减肥药物。本文在本实验室前期研究的基础上,对Lipstatin的发酵工艺进行了优化研究。 首先进行了培养基的优化研究,依据本实验室前期的单因素实验研究结果,对Lipstatin的发酵培养基进行了正交实验,优化了发酵培养基,确定的最佳发酵培养基配方为:亚油酸3.0%,黄豆粉6.0%,甘油2.0%,卵磷脂1.0%,与优化前相比,发酵单位提高了17.1%。研究了无机盐对Lipstatin发酵效价的影响,结果表明:当培养基中K2HPO4浓度为0.09%,MgSO4浓度为0.01%时,Lipstatin发酵效价提高了2.3%。研究了不同消沫剂对Lipstatin发酵的影响,研究发现使用SAG消沫效果最好。对于泡沫过大的罐批,加入豆油消沫,可适当提高Lipstatin的发酵效价。 在以上优化培养基的基础上,结合本实验室前期的单因素试验研究成果,在10L的发酵罐中,用正交实验法对Lipstatin的发酵工艺条件进行了优化,确定最佳的工艺条件为:温度27℃,接种量9%,种龄30h,发酵液pH7.0。此外还对发酵过程中搅拌转速、通气量、培养基的装量进行了优化,结果表明当发酵罐培养基装量6.0L,转速260rpm,通气量0.8vvm时最有利于Lipstatin的生物合成。在此基础上对Lipstatin的发酵过程进行了变温培养研究,在接种后维持温度27℃,在36h后调整温度为25℃,与恒温培养相比,Lipstatin发酵效价提高了3.5%。 采用优化的发酵培养基配方及发酵工艺条件,对Lipstatin的发酵过程进行亚油酸/辛酸补料、L-亮氨酸和豆油的补料研究,发现补料方式对 Lipstatin的生物合成有重要的影响,确定最佳的补料工艺为:在接种36小时开始补料,亚油酸/辛酸(2:1)、L-亮氨酸(8%)的补料速率分别为:0.35g/L·h、0.4g/L·h;在发酵72h一次性补加4%的豆油。经补料,Lipstatin的发酵单位较不补料工艺提高了19.5%。 经过发酵工艺的优化,Lipstatin的发酵效价较优化之前得到较大幅度提高,对Lipstatin的工业化生产有重要的意义,但是其影响机理还需进一步研究。