发酵泡沫分离耦合工艺的初步研究

摘要

发酵与分离耦合过程，又称为原位产物分离过程（ISPR），即在发酵的同时，选择一种合适的分离方法及时地将对生物反应或细胞有毒害或抑制作用的产物或副产物选择性地从生产菌周围移走。本课题发酵产物乳链菌肽（Nisin）和多粘菌素E的积累都会对生产菌造成反馈抑制作用，限制了产物的生成，由于两者都是表面活性物质，因此本文选择泡沫分离与发酵耦合来提高产物产量。
　　乳链菌肽（Nisin）是由某些乳酸菌发酵生产的一种多肽类抗生素，目前作为一种高效无毒的天然防腐剂被广泛的应用于食品工业中。本文采用乳酸乳球菌发酵生产Nisin。为了提高Nisin的产量，本文研究了发酵泡沫分离膜分离耦合生产Nisin的方法。首先，我们改进了发酵分离耦合装置，即将以膜材料为塔壁的泡沫分离塔置于发酵罐中，从而不仅给发酵提供了厌氧条件，还防止了细胞被泡沫带出发酵罐。在验证了新型耦合装置的可行性之后，我们采用此装置发酵生产Nisin，研究了不同起始通气时间、气速及其通气方式对总效价的影响。结果表明耦合第8个小时通气，通气气速为60mL/min，间歇30分钟，发酵液中乳链菌肽的效价为3946IU/mL，相比对照组（3177IU/mL）提高了24.2％。
　　多粘菌素E是由多粘芽孢杆菌发酵生产的一种碱性多肽类抗生素，具有耐热，消化道不易吸收，排泄迅速，毒性小，无副作用，不易产生耐药菌株等优点，被认为是最安全的畜禽促生长抗生素之一。由于多粘芽孢杆菌为好氧菌，本文采用直接在发酵罐中通气耦合生产多粘菌素E。首先我们考察了耦合操作气速对泡沫分离发酵耦合的影响，基于多粘菌素E起泡性差的问题，我们提出在耦合操作时添加一定量的SDS，我们考察了不同的SDS浓度以及添加方式对于总效价的影响。结果表明，耦合气速为100mL/min，一次性添加0.002g/L SDS耦合效果最好，总产量为8.00×106U，相比对照组（6.03×106U）提高了32%。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 发酵与分离耦合

1.3 乳链菌肽（Nisin）发酵生产

1.4 多粘菌素E发酵生产

1.5 本论文主要研究内容

第二章 运用新型发酵泡沫分离耦合装置生产Nisin 的初步研究

2.1 引言

2.2 实验仪器及材料

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 小结

第三章 发酵与泡沫分离耦合生产多粘菌素E

3.1 引言

3.2 实验仪器及材料

3.3 实验方法

3.4 实验结果与讨论

3.5 小结

第四章 结论

4.1 结论

4.2 创新点

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢