【摘 要】
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里氏木霉作为目前应用最广泛的纤维素酶生产菌株,其液体发酵产酶过程仍存在产酶水平低、生产成本高等问题.通过建立纤维素酶发酵过程模型,对各纤维素酶组分(内切酶、外切
【机 构】
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天津市工业生物系统与过程工程重点实验室,中国科学院天津工业生物技术研究所
【出 处】
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第七届中国工业生物技术发展高峰论坛
论文部分内容阅读
里氏木霉作为目前应用最广泛的纤维素酶生产菌株,其液体发酵产酶过程仍存在产酶水平低、生产成本高等问题.通过建立纤维素酶发酵过程模型,对各纤维素酶组分(内切酶、外切酶及β-葡萄糖苷酶)的产酶速率进行拟合计算,根据不同pH对各纤维素酶组分产酶速率的影响,确定了最佳的pH分段控制策略：0-20h,不控制；20-40h控制pH不超过4.5；40-60h,控制pH为4.5；60h至发酵结束,控制pH为5.0.在建立的pH控制策略下进行发酵产酶,纤维素酶总产量和β-葡萄糖苷酶产量分别提高了17.6％和22％.该方法不但提高了纤维素酶的产量,同时优化了所产酶系的配比,使得其对木糖渣的水解率较未进行pH优化控制时的酶系提高了26％.进一步利用建立的过程模型,拟合纤维素酶发酵过程中生物量、纤维素底物的消耗的速率曲线,根据菌体生长、纤维素消耗和纤维素酶的生产速率变化,确定了补料发酵工艺中底物的补料方式和补料时间,同时,结合对该过程的质量衡算,确定达到预期纤维素酶产量时所需补加底物的质量,因此,最终确定了优化的补料策略.在所确定的补料策略下进行纤维素酶发酵,纤维素酶的总产量及其相应的生产速率提高了82％.基于数学模型的发酵过程优化方法,不但有助于更深入的了解发酵过程中菌体生长、底物消耗及产物的合成之间的关系,更重要的是为进一步对工艺优化策略的建立提供了依据.
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