黑曲霉檸檬酸發(fā)酵過程代謝動力學(xué)模型研究.pdf

1、檸檬酸是目前世界上需求量最大的有機酸，廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工等行業(yè)。中國是檸檬酸第一大生產(chǎn)國和出口國，工業(yè)上主要通過黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。黑曲霉是重要的工業(yè)微生物，具有成為高效細(xì)胞工廠的潛質(zhì)，因此對黑曲霉及其發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸過程的研究具有重要的意義。
　　本文首先整合文獻(xiàn)及組學(xué)信息，對黑曲霉檸檬酸發(fā)酵過程代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，建立了黑曲霉簡化中心代謝網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)簡化代謝網(wǎng)絡(luò)中化學(xué)計量關(guān)系建立了胞內(nèi)代謝物質(zhì)和能量載體平衡模型，引入擴展的

2、一階閉環(huán)調(diào)節(jié)器模型描述發(fā)酵初期酶系建立過程，結(jié)合生物反應(yīng)器模型構(gòu)建了發(fā)酵過程的結(jié)構(gòu)模型，采用差分進(jìn)化算法對模型參數(shù)進(jìn)行辨識，通過模型解算，給出了發(fā)酵過程中代謝途徑通量和重要宏觀狀態(tài)變量的動態(tài)仿真結(jié)果和模型驗證結(jié)果，此模型可以較好的描述發(fā)酵過程中底物消耗和產(chǎn)物生成，胞內(nèi)代謝通量的變化情況顯示了發(fā)酵過程中檸檬酸的積累機制。本文同時還建立了發(fā)酵過程的非結(jié)構(gòu)模型作為模型研究的基礎(chǔ)。
　　同時對發(fā)酵過程中底物水解與轉(zhuǎn)運過程進(jìn)行探究，并給出了