L-色氨酸发酵过程控制与提取工艺研究

发布时间：2025-03-20 05:30

　　本文主要对Escherichia coli TRTH(trpEDCBA+TetR)发酵生产L-色氨酸的发酵控制过程和提取工艺进行研究。具体包括以下几个方面:研究活细胞在线监控补料发酵技术对L-色氨酸发酵的影响;从代谢工程角度出发流加琥珀酸以及维持不同的发酵温度,研究其对色氨酸发酵的影响;采用膜偶联发酵工艺以降低发酵过程中代谢抑制物质的积累量,延长产酸周期;研究L-色氨酸带菌结晶提取工艺流程,确定了最佳的离心因素水平,并比较了不同的脱色工艺效果。主要的实验结果如下所示。(1)采用活细胞在线监控补糖技术,发酵过程严格依据活细胞的量进行补加葡萄糖,避免了糖补加过多导致的乙酸积累问题,且L-色氨酸发酵生产的稳定性较高。发酵过程中乙酸积累量(5 g/L)达到对菌体产生严重抑制作用的时间延迟了 6 h,菌体生物量与L-色氨酸产量较未采用活细胞在线监控发酵而言分别提高了 6.5%、9.8%。整个发酵过程的糖酸转化率提高了 5.7%。细胞内部流向色氨酸的代谢流增加了 3.76%。(2)发酵时长10h随糖流加1 g/L的琥珀酸进行发酵,菌体生物量由48.4g/L提高到51 g/L,L-色氨酸产量由36.1...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 L-色氨酸的理化性质
    1.2 L-色氨酸的用途
        1.2.1 L-色氨酸在食品工业上的应用
        1.2.2 L-色氨酸在饲料工业上的应用
        1.2.3 L-色氨酸在医药领域的应用
    1.3 L-色氨酸的合成途径与生物调节机制
    1.4 L-色氨酸的生产状况
        1.4.1 微生物转化法发酵生产L-色氨酸概况
        1.4.2 酶法发酵生产L-色氨酸概况
        1.4.3 直接发酵法生产L-色氨酸现状
    1.5 L-色氨酸的测定方法
        1.5.1 纸层析法
        1.5.2 比色法
        1.5.3 高效液相色谱法
    1.6 活细胞在线检测技术
    1.7 琥珀酸对大肠杆菌发酵产L-色氨酸的影响
    1.8 膜偶联发酵技术
    1.9 L-色氨酸的分离纯化方法概述
        1.9.1 L-色氨酸发酵液的主要性质
        1.9.2 L-色氨酸的分离纯化方法研究
        1.9.3 L-色氨酸提取工艺流程
    1.10 L-色氨酸工业化生产现状
    1.11 立题背景与研究内容
        1.11.1 立题背景
        1.11.2 研究内容
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 菌种
        2.1.2 主要仪器
        2.1.3 主要试剂
        2.1.4 培养基(g/L)
        2.1.5 相关溶液
    2.2 方法
        2.2.1 发酵液预处理
        2.2.2 发酵液中L-色氨酸的定量测定方法
        2.2.3 培养方法
        2.2.4 分析测定方法
        2.2.5 L-色氨酸合成的代谢流量分析
        2.2.6 比生长速率的计算
        2.2.7 发酵液脱色质量的检测—吸光法
        2.2.8 吸附率的测定
3 结果与讨论
    3.1 活细胞在线监控补料发酵工艺对L-色氨酸发酵产酸的影响
        3.1.1 活细胞在线监控补料发酵工艺对菌体生物量与L-色氨酸产量的影响
        3.1.2 活细胞在线监控补料发酵工艺对乙酸积累量的影响
        3.1.3 活细胞在线监控补料发酵工艺对糖酸转化率的影响
        3.1.4 活细胞在线监控补料发酵工艺对L-色氨酸代谢流变化的影响
        3.1.5 小结与讨论
    3.2 琥珀酸对L-色氨酸发酵产酸的影响
        3.2.1 琥珀酸对菌体生物量及比生长速率的影响
        3.2.2 琥珀酸对L-色氨酸产量及比产酸速率的影响
        3.2.3 琥珀酸对乙酸积累量的影响
        3.2.4 琥珀酸对糖酸转化率的影响
        3.2.5 小结与讨论
    3.3 温度对大肠杆菌发酵生产L-色氨酸的影响
        3.3.1 温度对菌体生物量及活细胞数量的影响
        3.3.2 温度对色氨酸产量及比产酸速率的影响
        3.3.3 温度对乙酸积累量与糖酸转化率的影响
        3.3.4 小结与讨论
    3.4 膜偶联发酵技术对L-色氨酸发酵产酸的影响
        3.4.1 膜偶联发酵工艺对菌体生物量及L-色氨酸产量的影响
        3.4.2 膜偶联发酵工艺对乙酸积累的影响
        3.4.3 膜偶联发酵工艺对糖酸转化率的影响
        3.4.4 膜过滤前后的碳代谢流量变化
        3.4.5 小结与讨论
    3.5 罐体带菌结晶提取L-色氨酸
        3.5.1 带菌结晶中离心因素水平的确定
        3.5.2 色氨酸脱色工艺研究
        3.5.3 小结与讨论
4 结论
    4.1 全文总结
    4.2 论文的创新点
    4.3 论文的不足之处
5 展望
6 参考文献
7 攻读硕士学位期间发表论文情况
8 致谢



本文编号：4037457