蘇云金素的補(bǔ)料發(fā)酵工藝優(yōu)化與代謝流分析.pdf

1、蘇云金素是一種核苷類抗生素，對(duì)多種農(nóng)業(yè)害蟲具有良好的殺蟲效果，如脈翅目，雙翅目，膜翅目，等翅目，鱗翅目，直翅目，半翅目，蚜蟲，線蟲和螨蟲。 基于對(duì)蘇云金芽胞桿菌產(chǎn)蘇云金素的分批發(fā)酵過程和恒速補(bǔ)料發(fā)酵過程的分析，建立了一種新的蘇云金芽胞桿菌達(dá)姆斯塔特亞種032產(chǎn)蘇云金素的pH控制補(bǔ)料策略。這種新的補(bǔ)料策略同時(shí)考慮到了發(fā)酵過程中的pH值變化和葡萄糖的消耗狀況。在分批發(fā)酵的后期，將pH值從6.5調(diào)到7.0，再通過補(bǔ)加葡萄糖來控制pH值

2、7.0±0.02；當(dāng)pH開始不再受補(bǔ)料控制時(shí)，停止補(bǔ)料。通過該策略，有效的避免了補(bǔ)料不足和補(bǔ)料過量，蘇云金素的產(chǎn)量和Y<, p/x >相對(duì)于分批發(fā)酵分別提高了89.51％和103.2％。 構(gòu)建了蘇云金芽胞桿菌產(chǎn)蘇云金素的代謝網(wǎng)絡(luò)，并測定了正常發(fā)酵和實(shí)施檸檬酸鹽擾動(dòng)下的相關(guān)底物的消耗情況和代謝產(chǎn)物的積累情況，并運(yùn)用基于Matlab環(huán)境下的專業(yè)代謝流分析軟件──FluxAnalyzer對(duì)代謝網(wǎng)絡(luò)的代謝流進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，6-磷酸

3、葡萄糖節(jié)點(diǎn)、乙酰CoA節(jié)點(diǎn)是柔性節(jié)點(diǎn)，而α－酮戊二酸節(jié)點(diǎn)是半柔性節(jié)點(diǎn)，均可以在發(fā)酵水平對(duì)其進(jìn)行調(diào)控。在此分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合前述的pH值控制補(bǔ)料策略，通過添加檸檬酸鹽，調(diào)節(jié)代謝流，在pH值控制的補(bǔ)料發(fā)酵中，使蘇云金素產(chǎn)量相對(duì)于分批發(fā)酵提高了154.2％。 本文系統(tǒng)研究了一系列條件下（pH自5.0到9.0，溫度自10℃到40℃）蘇云金素在水中的降解情況。在本研究的范圍內(nèi)，指數(shù)衰減模型計(jì)算出蘇云金素在水溶液中的半衰期在2.72 d與1

4、6.19 d之間，表明蘇云金素是一種易降解的抗生素。為了進(jìn)一步精確說明蘇云金素在不同的pH和溫度條件下的穩(wěn)定性，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)降解過程進(jìn)行描述。建立的精度為0.1和SPREAD值為5的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)很好的模擬和預(yù)測了降解過程，模擬和預(yù)測的平均絕對(duì)誤差分別在2.9μg／mL和1.4μg／mL范圍內(nèi)。 觀察了蘇云金素粗提物對(duì)小鼠連續(xù)口服0.01 g／d或接觸含有0.8％的蘇云金素處理30 d后，心、肝、腎、脾等臟器系數(shù)的變化