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基于Desirability函数法对米根霉发酵制备富马酸的多目标优化
  • ISSN号:1671-8135
  • 期刊名称:中国生物工程杂志
  • 时间:0
  • 页码:59-64
  • 语言:中文
  • 分类:TQ921.7[轻工技术与工程—发酵工程;化学工程]
  • 作者机构:[1]南京工业大学制药与生命科学学院材料化学工程国家重点实验室,南京210009, [2]北京盈信阳光生物技术有限公司,北京100086
  • 相关基金:国家“863”计划(2006AA02Z240)、国家自然科学基金(20576054)、江苏省自然科学基金(BK2005114)资助项目
  • 相关项目:Rhizopus oryzae中富马酸合成途径的代谢过程分析及调控
中文摘要:

以富马酸产量和生产速率为目标,通过正交实验考察了种龄、接种量、葡萄糖和尿素浓度对两者的影响,进一步利用基于响应曲面方法的Desirability函数确定了葡萄糖和尿素的最佳浓度。结果表明,最佳的种龄和接种量分别为36h和15%(v/v),葡萄糖和尿素的优化浓度为132.73和0.0586g/L,此时模型预测的富马酸产量和生产速率达到71.42g/L和0.804g/(1.h),Desirability的函数值高达0.966。该条件下在5L发酵罐水平上进行验证试验,经过88h的发酵最终生成富马酸66.5g/L,生产速率达到0.755g/(1.h),与未优化前相比,产量和生产速率分别提高了13.9%和15.8%,取得了理想的效果,实现了产量和生产速率的同时优化,为发酵法制备富马酸的工业化放大奠定了基础。

英文摘要:

Using the strain of Rhizopus oryzae ME-F12, the fermentation conditions for fumaric acid were studied for the purpose of optimizing both fumaric acid production and productivity. An orthogonal experiment was designed to investigate the influence of glucose concentration, urea concentration, seed age and inoculation size. The optimal seed age and inoculation size was determined as 36h and 6ml, respectively. A Desirability function based on response surface analysis was further applied to perform the multiple variable optimization. The best glucose and urea concentration were determined as 132. 73g/L and 0. 0586g/L, respectively. The predicted value for fumaric acid production, productivity and the Desirability value were 71.42g/L, 0.804g/( 1. h) and 0. 966, respectively. Verification experiment was carried out on a 5L fermentor. After a 88h fermentation period, 130g/L glucose was converted into 66.5g/L fumaric acid with the productivity of 0.755 g/(1. h). Comparing to the value before optimization, the production and productivity of fumaric acid were increased by 13.9% and 15. 8%. Results indicated that both of the production and productivity were successfully optimized simultaneously, which laid a solid foundation for the further scale-up.

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期刊信息
  • 《中国生物工程杂志》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院文献情报中心 中国生物技术发展中心 中国生物工程学会
  • 主编:张树庸
  • 地址:北京市中关村北四环西路33号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:biotech@mail.las.ac.cn
  • 电话:010-82624544 82626611-6631
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8135
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4816/Q
  • 邮发代号:82-673
  • 获奖情况:
  • 1991年中国科学院科技进步三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:12959