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        發酵調控減少乙酸濃度的措施

        日期:2020-07-20 作者:發酵罐專業生產商上海聯環 閱讀:258

        改變培養基組分
        培養基成分對乙酸的產生影響較大, 尤其是碳源的選擇。 研究表明目前最常用碳源的葡萄糖作為碳源時,極易導致乙酸生成,而用甘油取代葡萄糖則可以避免乙酸積累。利用復合碳源葡萄糖+果糖、葡萄糖+麥芽糖取代單一碳源葡萄糖可改善大腸桿菌細胞代謝碳源流向,更有利于目的產物的表達。
        流加補料過程中的碳氮比也很重要。若氮源過高,會使菌體生長過于旺盛,pH偏高,不利于代謝產物的積累,氮源不足,則菌體繁殖量少從而影響產量;碳源過多,則容易形成較多的乙酸,抑制菌體生長,碳源不足,則容易引起菌體的衰老和自溶。碳氮比不當還會引起菌體按比例的吸收營養物質,從而直接影響菌體的生長和產物的合成。此外,根據經驗,對于一個穩定的發酵工藝,如果總是在固定的發酵時間段出現溶菌現象,而且能排除噬菌體和染菌的可能性,那就可能是因為碳氮比不合理造成的。
        降低比生長速率
        比生長速率越高,乙酸產生越多,當比生長速率超過某個值時,乙酸開始產生?梢酝ㄟ^降低溫度,調節酸堿度,控制補料等方法來降低比生長速率。DO-stat,pH-stat, 指數流加,復合式流加等發酵技術的應用對于解決發酵中的乙酸積累問題起了較大作用。需要注意的是,溶氧反饋和pH反饋調節補料的同時,必須要保證充足的溶氧,并嚴格控制pH值,而且補酸堿的速率盡量緩和,不能太快。
        較低的比生長速率雖然產酸少,但同時會延緩細胞的生長導致發酵周期延長,往往最適于細胞生長的比生長速率卻并不適于產物的形成。因此選取合適的比生長速率對于高密度、高表達發酵有重要意義。大腸桿菌比生長速率:μ=(In N2 - InN1) / (t2-t1),其中,N1表示時間t1時的單位體積生物量,N2表示時間t2時的單位體積生物量。
        限制性流加葡萄糖
        大腸桿菌發酵大多采用補料分批培養,該模式能有效的優化微生物培養過程中的化學環境,使微生物處于最佳的生長環境。這種方式一方面可以避免某些營養成分初始濃度過高出現底物抑制現象,另一方面能夠防止限制性營養成分被耗盡而影響細胞的生長和產物的形成。
        葡萄糖為碳源進行補料分批培養重組大腸桿菌時,采用限制性流加的方法控制其濃度在較低的范圍內以減少乙酸的生成,是目前高密度發酵常用的技術。一個好的流加控制系統必須避免兩種傾向:一是流加過量,補料組分在反應器中積累從而對細胞生長和產物形成產生抑制;二是流加不足,這可能會導致細胞必需營養物的缺乏。比如恒溶氧反饋法:菌體代謝時會消耗氧,使溶氧下降,當葡萄糖濃度低到一定程度時菌體代謝下降,消耗氧能力下降,溶氧上升。因此,根據溶氧曲線補加葡萄糖,保持溶氧恒定,可以控制葡萄糖在一定的水平。
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