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Asp.terreusNo.201为出发菌株,以紫外线、亚硝基胍、高温、硫酸二乙酯为诱变剂单独处理及紫外线和氯化锂复合处理,采用随机筛选和定向筛选相结合的方法,获得一支衣康酸高产突变株Asp.terreus HAT418,以玉米淀粉水解糖为原料,衣康酸产率由出发菌株的16.7g/L提高到76.8g/L,对糖转化率由最初的13.92%提高到64%以上。以2-脱氧-D-葡萄糖为葡萄糖的结构类似物,选育底物结构类似物抗性突变株;用衣康酸为唯一碳源的合成培养基培养诱变处理后的孢子,淘汰衣康酸氧化酶活性强的菌株;用含有单氟醋酸的高酸高渗平板培养,淘汰乌头酸酶活力低的、不耐高浓度自身代谢产物的菌株,从而定向选育衣康酸氧化酶活力低、乌头酸酶活力强、2-脱氧D-葡萄糖抗性突变株,提高了获得高产菌株的机率。 研究了Asp.terreus HAT418突变株的遗传稳定性和生理特征。Asp.terreus HAT418在80g/L的高酸平板上能够生长,但孢子萌发较慢,生长较弱,菌落变小,产孢子能力下降,而Asp.terreus No.201则不能生长;Asp.terreus HAT418最适生长温度为35-38℃,最适生长pH值为4.5—6.0,碳源利用较广,但大多数情况下产孢子能力较差,较适宜的氮源为KNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4;Asp.terreus HAT418连续传接十代产酸性能稳定;孢子保藏以硅胶和活性碳保存方法效果较好。 通过不同因素对衣康酸发酵的影响研究,确定了Asp.terreus HAT418菌株深层发酵生产衣康酸的过程控制参数。研究结果表明在碳源方面,Asp.terreus HAT418菌株适合于多种原料的衣康酸发酵,如玉米淀粉、脱脂玉米粉、蔗糖、薯干粉等;在氮源方面,以硝酸铵为佳,玉米浆做为辅助氮源是必需的。MgSO4.7H2O对菌种的产酸及菌体生长有显著的促进作用;CuSO4.5H2O对产酸也具有促进作用;ZnSO4.7H2O有利于孢子萌发与加速生长,并对产酸有一定的促进作用;CaCl2对产酸影响不显著,但可以影响产酸的纯度,培养基质中添加0.1g/L的CaCl2,经高压液相色谱分析证实衣康酸占发酵液滴定总酸的比例可以提高1.23%。保证氧的供应对衣康酸发酵的正常进行至关重要;发酵期间短时间的断氧对衣康酸发酵结果影响严重,在发酵液中衣康酸含量达到209/L以上时,断氧10分钟,将导致衣康酸发酵彻底失败;发酵基质起始pH值是衣康酸发酵的一个关键指标,适宜的起始pH值在3.0一3.5;适宜的培养温度为36一38℃;适宜的液体种子接种量为10%;50omL三角瓶装液量为50一somL;50L发酵罐发酵实验结果表明,适宜的搅拌转速为250r/min,适宜的通风比为0.3vvm; 研究确定的衣康酸发酵较佳培养基组成(g/L):水解糖浓度140一160 Mgs认.7HZo 0.6一0.5NH4NO32一4 CuS04.5H20 0.15ZnSO4.7HZO 0.15 CaC12 0.1KHZP04 0.25起始PH值3.0一3.5 在较佳培养基及培养条件下,AsP.terreusHAT418衣康酸摇瓶发酵产酸情况为:起始糖为1409/L时,产酸率为93.89/L,转化率为67.0%,残糖为2.79/L;起始糖为1609/L时,产酸率为101.19/L,转化率为63.13%,残糖为8.89/L。 50L罐发酵试验,起始糖为135.19/L时,产酸率为90.69/L,转化率为67.76%,残糖为909/L,9.59/L。1000L发酵罐发酵中试试验,转化率最高达到67.75%,发酵残糖2.直接接种抱子一级发酵,最高产酸率为19/L。 为了更好的控制和优化衣康酸发酵过程,研究探讨了衣康酸分批发酵的动力学。衣康酸分批发酵动力学模型属于生长半偶联型,当衣康酸分批发酵过程中,AsP.terreusHAT418菌体细胞无死亡、自溶现象,生长限制性基质为葡萄糖而其它物质均能充分满足,发酵液蒸发量忽略不计即总容积不变,研究确定的土曲霉HAT418衣康酸分批发酵动力学模型为:0 .8419XS13.5494X+S=4.59以丝+o.4o56x dt1.56研些十0.9535竺+o.o421xdX一一决dP.l’"ds一价 其中初始条件:to=o时,叉户O,尸户0,5户110.09几 详细研究并确定了直接浓缩结晶法从发酵液中提取衣康酸和钙盐沉淀法回收母液中衣康酸相结合的提取工艺,总提取回收率在90%以上。发酵液经过滤、脱色、一次浓缩 II结晶,使衣康酸与大部分的可溶性杂质初步分离,再经溶晶、脱色离交、重结晶,可大大减轻离交处理的负荷,有效的保证了产品的质量。研究了溶剂萃取法和衣康酸不溶性盐沉淀法从母液中进一步回收衣康酸的可能性,以乙酸乙酷为萃取剂,经三次新鲜乙酸乙酷萃取,总萃取率为76.19%,含衣康酸的乙酸乙酷溶剂,蒸发后获得衣康酸产品。衣康酸钙盐的沉淀率仅有62%,但在混合体系中补充钙离子,可提高衣康酸钙的沉淀率,当钙离子浓度达到1 mol/L时,衣康酸钙的沉淀率达到99%以上。发酵残糖是影响衣康酸提取回收率的一个重要因素。 确定了以玉米淀粉为原料发酵法生产衣康酸的工艺过程。主要包括三个工序:淀粉制糖、发酵和提取精制。room3发酵罐衣康酸生产性试验,最高产酸率为91 .3叭,转化率最高达到68.29%,发酵残糖最低为1.1叭,综合考虑技术经济性,发酵起始糖浓度控制在1209几左右较好,发酵周期在60小时左右,?