论文部分内容阅读
L-异亮氨酸(L-isoleucine, ILE)是人体八种必需氨基酸之一。目前工业上主要采用发酵法大规模生产ILE。随着ILE市场需求不断扩大,有效提高发酵法生产ILE的产率至关重要。本文以ILE生产菌Corynebacterium glutamicum YILW作为供试菌,以提高ILE产量为目标,对ILE发酵培养基和发酵过程进行了优化。主要研究内容与结果如下：基于摇瓶水平采用响应面分析法对ILE发酵培养基进行优化。结果表明：玉米浆、豆饼水解液、生物素为主要影响因子,最优浓度分别为：34.0 mL/L、8.5 mL/L、6.0 mg/L。经5L发酵罐发酵验证,ILE产量为8.98g/L,较优化前提高了11.83%。基于5L发酵罐水平研究了不同有机氮源对ILE发酵的影响。结果表明种子培养基中选用玉米浆与酵母粉复配作为有机氮源时效果最佳。ILE产量达19.12g/L,较优化前提高了112.92%。这说明种子培养基中不同有机氮源对发酵中细胞生长影响明显；发酵培养基中使用玉米浆代替了豆饼水解液,同时不添加生物素,ILE产量达25.89g/L,提高了35.41%。研究了营养物质流加对ILE发酵的影响。在详细分析ILE分批补料发酵过程曲线的基础上,采用指数流加玉米浆和磷酸盐,并结合双阶段溶氧控制策略发酵60 h,ILE产量达到31.32g/L,提高20.97%。结果表明在发酵生长期同时流加玉米浆和磷酸盐能促进细胞生长,延长产酸时间,增加发酵强度。考查两种表面活性剂Tween-60、Tween-80对ILE发酵的影响,通过摇瓶试验确定Tween-80效果较好,其添加浓度和添加时间分别为2.0g/L和16 h。通过5L发酵罐验证,ILE产量达到26.46g/L,提高10.6%。通过整合上述优化策略进行ILE分批补料发酵。结果表明ILE产量为35.66 g/L,生物量为38.15 g/L,转化率13.9%,发酵强度为0.59 g/L/h。较最初工艺ILE产量提高了297.10%,生物量提高了215.29%。这说明通过优化ILE发酵培养条件,实现了ILE高产量、高糖酸转化率与高发酵强度的相对统一