代謝物輪廓分析的發(fā)酵培養(yǎng)基理性優(yōu)化提高富馬酸產(chǎn)量.pdf

1、富馬酸，含有二個羧酸的平臺化合物，在化工、食品及飼料添加劑、醫(yī)藥、涂料、樹脂等行業(yè)有廣泛應(yīng)用，是二十一世紀(jì)美國能源部認(rèn)定的優(yōu)先發(fā)展的12種平臺化合物之一，市場前景光明。利用發(fā)酵法合成富馬酸，緩解能源及環(huán)境壓力，實現(xiàn)富馬酸行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。米根霉是富馬酸生物合成的優(yōu)良菌種，但由于外源的重組基因在絲狀真菌中不易表達(dá)，能成功表達(dá)出所需性狀的可能性低，難度大，因此米根霉本身的性質(zhì)制約了基因工程方法在米根霉菌種優(yōu)化方面的應(yīng)用，不能定點對富馬酸的生物

2、合成進(jìn)行改造來提高富馬酸產(chǎn)量。
　　為了解決以上難題，本研究致力于通過理性指導(dǎo)發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化來提高富馬酸產(chǎn)量，本文利用培養(yǎng)基成分動態(tài)檢測和代謝輪廓分析方法研究米根霉胞內(nèi)代謝物在富馬酸合成水平不同的兩種不同培養(yǎng)基 M2和 M1中的動態(tài)代謝過程及差異，揭示米根霉菌株胞內(nèi)代謝物因培養(yǎng)條件不同而導(dǎo)致的代謝物的動態(tài)變化及整體代謝差異；利用GC-MS研究手段和PCA、PLS多元統(tǒng)計分析方法確定了檸檬酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、乳酸、脯氨酸、丙

3、氨酸、亮氨酸、纈氨酸8種聚類貢獻(xiàn)較大的代謝物，將這8種物質(zhì)結(jié)合中心碳代謝、脂肪酸代謝和氨基酸代謝中的化合物動態(tài)變化進(jìn)行分析，確定富馬酸合成的胞內(nèi)初級代謝物不足，對M2提出進(jìn)一步的動態(tài)變添加措施。
　　通過培養(yǎng)基添加與組合優(yōu)化最終獲得優(yōu)化培養(yǎng)基M3，米根霉 FM19在M3由中富馬酸產(chǎn)量由49.5 g/L提高至56.5 g/L，比M2提高了14％；副產(chǎn)物乳酸、蘋果酸產(chǎn)量由M2培養(yǎng)基下0.88 g/L、3.8 g/L的分別下降17%和3