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基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:0
  • 页码:2065-2070
  • 语言:中文
  • 分类:TQ921[轻工技术与工程—发酵工程;化学工程]
  • 作者机构:[1]江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122
  • 相关基金:国家杰出青年基金项目(20625619);国家重点基础研究发展计划项目(2007CB71403);国家自然科学基金项目(30670066,20706025);国家高技术研究发展计划项目(2006AA02Z201).
  • 相关项目:生物化工与食品化工
中文摘要:

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出T.glabrata高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹:在发酵初始阶段(0-8h)控制发酵温度为34℃以维持较高的菌体生长速率和丙酮酸合成速率;发酵中期(8-42h),逐步将发酵温度降到27℃以获取代谢流强化和细胞衰亡之间的最佳平衡;然后维持27℃至发酵结束以提高细胞后续产酸能力。采用这一最佳温度控制轨迹,丙酮酸产量(89.4g·L^-1)、对葡萄糖产率(0.76g·g^-1)和生产强度(1.32g·L^-1·h^-1)比30℃恒温发酵分别提高了25.7%、16.9%和48.3%。

英文摘要:

In the batch fermentation of pyruvate,temperature is one of the most important environmental factors that affect pyruvate productivity.The effect of temperature,varying from 26℃ to 34℃,on production of pyruvate in a 7 L stirred fermenter by T.glabrata CCTCC M202019 was investigated.A modified Logistic equation and Luedeking-Piret equation were used to estimate kinetics of cell growth and pyruvate production.The effect of temperature on the estimated kinetic parameters was further studied by regression analysis.Based on kinetic parameters analysis,a temperature-shifting strategy was proposed,in which,at 0—8 h,culturing was performed at 34℃ to obtain a high specific cell growth rate,and at 8—42 h,the temperature was decreased step by step from 34℃ to 27℃ to keep a high pyruvate production rate.After 42 h,the temperature was maintained at 27℃ to weaken inhibition of pyruvate and offer constant production capacity of pyruvate in the anaphase of fermentation.A high concentration(89.4 g·L^-1),yield(0.76 g·g^-1)and productivity(1.32 g·L^-1·h^-1)of pyruvate were achieved by applying this strategy,which were 25.7%,16.9% and 48.3% higher than batch fermentation at a constant temperature 30℃,respectively.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185