NaCS-PDMDAAC微膠囊固定化紅曲霉菌培養(yǎng)的研究.pdf

1、首先采用平板初篩—搖瓶復(fù)篩的篩選策略,從原始菌株篩選得到一株液態(tài)發(fā)酵下高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉菌菌株Monascus purpureus,搖瓶發(fā)酵時(shí)該菌株紅曲色素產(chǎn)量為1.59(OD<,500>).然后針對Monascus sp.液態(tài)發(fā)酵的外部條件如供氧量和溫度進(jìn)行優(yōu)化,確定最佳游離發(fā)酵條件,最后對發(fā)酵培養(yǎng)基的初始pH值、碳源和氮源進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化獲得最佳的液體培養(yǎng)基組成,搖瓶發(fā)酵的紅曲色素產(chǎn)量從優(yōu)化前的1.59(OD<,500>)提高到1.

2、93(OD<,500>).采用纖維素硫酸鈉(NaCS)—聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)微膠囊對紅曲霉菌進(jìn)行了固定化培養(yǎng)試驗(yàn).由于培養(yǎng)環(huán)境的變化,考察了紅曲霉菌微囊化對搖瓶培養(yǎng)條件的影響,然后在該優(yōu)化條件下連續(xù)進(jìn)行6批培養(yǎng).結(jié)果表明,紅曲霉菌可以很好地在NaCS-PDMDAAC微膠囊中生長和產(chǎn)紅曲色素.在與游離培養(yǎng)細(xì)胞的比較表明,微囊化培養(yǎng)的糖耗時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于游離培養(yǎng),紅曲色素的濃度在前3批略低于游離培養(yǎng),但一旦達(dá)到穩(wěn)定后,就會(huì)

3、高于游離培養(yǎng),最高紅曲色素產(chǎn)量為2.49(OD<,500>).同時(shí)發(fā)現(xiàn),微囊化培養(yǎng)時(shí)紅曲霉菌的菌體濃度遠(yuǎn)大于游離培養(yǎng),達(dá)到13.4 g·L<'-1>.設(shè)計(jì)了一個(gè)高25cm,低面半徑為3.5cm的鼓泡塔反應(yīng)器,在與傳統(tǒng)發(fā)酵罐和搖瓶的對比中,鼓泡塔反應(yīng)器減少剪切應(yīng)力對膠囊的破壞,同時(shí)增加了氧的供應(yīng)能力,適合微囊化紅曲霉菌的培養(yǎng).對微囊化紅曲霉菌的鼓泡塔反應(yīng)器培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,選擇最佳的初始糖濃、膠囊裝載量和通氣速率.在連續(xù)十五批的分批培養(yǎng)中

4、,第一批發(fā)酵時(shí),囊內(nèi)的菌體不斷生長,并沒有受到微膠囊的限制,因此相比前面游離培養(yǎng)和微囊化搖瓶培養(yǎng),葡萄糖消耗最快,紅曲色素產(chǎn)量也為最高.隨著一批又一批發(fā)酵的進(jìn)行,除了囊內(nèi)菌濃繼續(xù)增加外,發(fā)酵周期也不斷縮短,穩(wěn)定后的紅曲色素產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到游離培養(yǎng)時(shí)的2倍,而生物量達(dá)到游離培養(yǎng)的3倍.這說明鼓泡塔反應(yīng)器能夠滿足足夠多生物量的紅曲霉菌對氧的需求,最后紅曲色素的平均產(chǎn)率為0.158(OD<,500>·h<'-1>),為游離培養(yǎng)時(shí)產(chǎn)率的10倍左右.