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多杀菌素是刺糖多孢菌经有氧发酵产生的胞内次级代谢产物。由于多杀菌素兼具生物农药的安全性和化学农药的速效性,在防治农作物害虫和粮食贮藏方面有良好的应用价值和广阔的市场前景。本论文分别对多杀菌素发酵的种子培养基和发酵培养基在摇瓶上进行了优化,并在此基础上在100L罐上摸索了反应器上的初步补料工艺,以及在500L罐进行了放大研究,取得了提高多杀菌素发酵水平的结果。 首先对多杀菌素发酵的种子培养基进行了筛选,获得了一种种子生物量较高的培养基。以该培养基为基础培养基,利用单因素及双因素实验对该培养基的碳、氮源成分进行了改进和优化,并在此基础上利用正交试验对种子培养条件进行了优化,确定了种子培养的起始pH、移种到发酵瓶时的接种量和接种时间。 其次,利用优化后的种子培养基和培养条件,对多杀菌素发酵培养基的碳、氮源成分进行了初步优化,并利用响应面实验系统优化了多杀菌素发酵培养基的碳、氮源、无机离子及起始pH,建立了以多杀菌素产量为响应值的模型,该模型表明当K2HPO42.5g/L,玉米浆14.6g/L,葡萄糖66.6g/L时,多杀菌素预测最大值为564.68mg/L,经摇瓶多杀菌素发酵实验验证该模型真实可靠。 在100L罐上对多杀菌素补料分批发酵工艺进行了初步研究,对发酵过程中的氧的供应对其代谢影响进行了考察,在此基础上,通过降低基础培养基中的玉米浆含量以及在菌体生长期向发酵罐中低速流加玉米浆,使菌体前期的生长得到了较好的控制,多杀菌素水平提高显著。由于发酵过程后期还原糖已处于限制性浓度以下,于是在此阶段又采用了向发酵罐中补加葡萄糖策略,以延长多杀菌素生物合成的时间,提高多杀菌素产量。通过对多杀菌素发酵后期参数的相关分析,确定了合适的葡萄糖补加时间和速率,多杀菌素产量达到462.34mg/L,在此基础上对刺糖多孢菌的高密度培养进行了研究,多杀菌素产量提高到656.23mg/L。 最后,以供氧能力为基准对多杀菌素补料分批发酵在500L发酵罐上进行了放大,取得了良好的效果,最终在500L发酵罐上多杀菌素产量达到662.39mg/L,为多杀菌素的工业化生产打下了良好基础。