耐溫谷氨酸棒桿菌F343發(fā)酵谷氨酸的研究.pdf

1、谷氨酸是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品之一,溫度是谷氨酸發(fā)酵的主要控制參數(shù),升溫發(fā)酵具有減少冷卻水用量,降低發(fā)酵成本等優(yōu)點,有較好的實際應(yīng)用價值。本文對基因組改組選育的耐溫谷氨酸棒桿菌F343的谷氨酸發(fā)酵特性,包括發(fā)酵培養(yǎng)基主要成分、在5L攪拌發(fā)酵罐上的發(fā)酵參數(shù)、發(fā)酵代謝流分析和耐溫菌遺傳差異性等方面進(jìn)行研究,為實現(xiàn)谷氨酸的升溫發(fā)酵提供參考。
　　 首先,對實驗室獲得的耐溫耐溫菌F343谷氨酸發(fā)酵條件的進(jìn)行研究。通過搖瓶實驗,確定F3

2、43發(fā)酵培養(yǎng)基中玉米漿和硫胺素的濃度分別為10 g/L與75μg/L,搖瓶產(chǎn)酸達(dá)62 g/L,較原培養(yǎng)基中發(fā)酵提高了6.9％;通過5L攪拌發(fā)酵罐上對葡萄糖濃度、發(fā)酵溫度、氨水流加方式和溶氧水平等發(fā)酵參數(shù)的試驗,確定F343初始葡萄糖濃度為140 g/L,發(fā)酵過程中流加葡萄糖的條件為:控制葡萄糖濃度維持在20 g/L-40 g/L;確定發(fā)酵溫度為36℃-39℃;用氨水控制pn在7.2-7.5之間;維持溶氧水平在20％以上;在上述發(fā)酵條件下

3、,F343發(fā)酵30 h產(chǎn)酸119 g/L,糖酸轉(zhuǎn)化率56％,最高產(chǎn)酸126 g/L,生產(chǎn)強度可達(dá)3.69 Kg/M3/hr。
　　 比較F343與出發(fā)菌S9114在5L發(fā)酵罐中谷氨酸發(fā)酵的差異,兩株菌比糖耗速率接近,F343的比產(chǎn)酸速率在整個發(fā)酵過程中可維持在0.3-0.55g/g/h,而同一發(fā)酵條件下的出發(fā)菌株S9114的最大比產(chǎn)酸速率僅0.45 g/g/h且迅速下降至零。代謝流分析結(jié)果表明,發(fā)酵中后期,F343與S9114代

4、謝差異節(jié)點主要是在磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)、丙酮酸、α-酮戊二酸節(jié)點處。
　　 比較F343與S9114谷氨酸發(fā)酵過程中對生物素需求,發(fā)現(xiàn)二者對生物素需求不同,在合成培養(yǎng)基中,F343與S9114發(fā)酵產(chǎn)酸的最適生物素添加量分別為0.3μg/L與10μg/L;F343產(chǎn)酸期的細(xì)胞內(nèi)存在微量生物素,對細(xì)胞積累谷氨酸有重要作用。
　　 用擴(kuò)增片段長度多態(tài)性(AFLP)分析耐溫菌F343、第一代耐溫菌F19和原菌S9114的D