文献类型：学位论文

中文题名：克拉维酸发酵过程工艺优化

作者：何伟[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：张嗣良;华东理工大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：克拉维酸;碳源;氮源;聚类分析;搅拌

摘要：在摇瓶水平上研究了不同装液量、碳源、氮源、表面活性剂、无机盐对棒状链霉菌(Streptomyces clavuligerus)菌体生长和克拉维酸(clavulanic acid,CA)合成的影响。结果发现,在500mL摇瓶中装液量为50mL时,CA效价最高为4497mg/L,较装液量为25mL时提高43.5%。Streptomyces clavuligerus不能利用葡萄糖,但能在淀粉或变性淀粉为唯一碳源的培养基上生长并合成CA。在以酸化淀粉为碳源的培养基中培养时,168hCA效价达到4020mg/L。在50L发酵罐上用酸化淀粉代替甘油进行流加实验,144h测得CA效价为6047mg/L,与单独流加甘油时效价(6363mg/L)无显著差异,而补料成本降低11.1%。 实验考察了11种氮源对CA发酵的影响,结果发现以棉籽蛋白为氮源时,CA效价最高,达到4348mg／L。从各有机氮源氨基酸组成角度入手,运用聚类分析方法研究氮源氨基酸组成对CA发酵的影响。实验发现,氮源蛋白质中天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸、赖氨酸和甲硫氨酸对CA合成存在显著影响。当分别添加1.O%的天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸和赖氨酸时,CA效价分别提高22.3%、39.3%、16.3%和6.3%,而添加1.O%的甲硫氨酸,CA效价较对照度低23.29% 在摇瓶水平上添加一定浓度的表面活性齐(?)Trition X-100和CTAB有利于CA的合成,而表面活性剂SDS对CA的合成具有强烈的抑制作用。在60h分别添加1.0%的TritionX-100和0.1%的CTAB, CA效价较对照组分别提高24.24%和11.9%。 不同搅拌转速对CA发酵过程菌体生长、发酵液粘度、溶氧、比产物合成速率均存在一定影响。当通气速率为1vvm,搅拌转速为700rpm时,120h CA效价较搅拌转速为500rpm时高68%。同时,运用计算流体力学方法对120m3发酵罐中两种不同的搅拌桨组合形式下发酵液特性和发酵过程搅拌桨功率进行了模拟。结果发现,Rushton组合搅拌桨发酵液稠度较Mix组合大,Rushton组合搅拌桨发酵液稠度系数较Mix组合形式下大19.7%。Mix搅拌桨组合下发酵液气含率较Rushton搅拌桨组合大25%,且分布更加均匀。