釀酒酵母流加發(fā)酵同時(shí)生產(chǎn)S-腺苷-L-蛋氨酸和谷胱甘肽的研究.pdf

1、SAM和GSH是細(xì)胞內(nèi)具有重要生理功能的小分子.由于SAM和GSH在釀酒酵母細(xì)胞內(nèi)的代謝途徑密切相關(guān),我們?cè)O(shè)計(jì)了一種在釀酒酵母細(xì)胞內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)這兩種胞內(nèi)小分子的策略.該論文的主要目標(biāo)是提高SAM和GSH的生產(chǎn)能力.首先,為了精確控制發(fā)酵液中葡萄糖的濃度,構(gòu)建了一個(gè)基于進(jìn)料物總質(zhì)量的流加控制系統(tǒng);接著,為提高SAM和GSH的生產(chǎn)效率,開(kāi)發(fā)出了一個(gè)兩階段流加策略.指數(shù)流加階段主要用于減少發(fā)酵過(guò)程中乙醇的生成,提高細(xì)胞的密度.為此,對(duì)初始培養(yǎng)基

2、進(jìn)行了優(yōu)化.采用優(yōu)化后的培養(yǎng)基,細(xì)胞密度、SAM和GSH的產(chǎn)量分別達(dá)到了8.77g/L,0.81g/L和105g/L.然而,由于轉(zhuǎn)化階段部分葡萄糖以發(fā)酵途徑代謝生成大量乙醇,使得SAM和GSH對(duì)葡萄糖的得率相對(duì)較低,分別為0.039和0.0035.為減少轉(zhuǎn)化階段乙醇的生成和提高SAM和GSH對(duì)葡萄糖的得率,轉(zhuǎn)化階段采用恒速流加策略以提供SAM和GSH合成所必須的能源和前體物質(zhì).采用恒速流加策略減少了乙醇的生成,SAM和GSH對(duì)葡萄糖的得

3、率分別達(dá)到了0.048和0.0038.在此基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高SAM和GSH的生產(chǎn)效率,嘗試了重復(fù)流加的操作方式.在單批流加發(fā)酵結(jié)束后,反應(yīng)器中細(xì)胞的比生長(zhǎng)速率約維持在0.08 h-1左右.在5.0 L的反應(yīng)器中,單批流加發(fā)酵結(jié)束后,放掉部分發(fā)酵液使反應(yīng)器內(nèi)剩余發(fā)酵液2.0 L,以24.7g/h的速率恒速流加葡萄糖,使細(xì)胞密度提高了3倍,使SAM和GSH的生產(chǎn)效率分別提高了5倍.另外,還構(gòu)建了一個(gè)室模型來(lái)描述釀酒酵母流加發(fā)酵生產(chǎn)SAM和