基于Desirability函数法对米根霉发酵制备富马酸的多目标优化

摘要

以富马酸产量和生产速率为目标,通过正交实验考察了种龄、接种量、葡萄糖和尿素浓度对两者的影响,进一步利用基于响应曲面方法的Desirability函数确定了葡萄糖和尿素的最佳浓度。结果表明,最佳的种龄和接种量分别为36h和15%(v/v),葡萄糖和尿素的优化浓度为132.73和0.0586g/L,此时模型预测的富马酸产量和生产速率达到71.42g/L和0.804g/(l.h),Desirability的函数值高达0.966。该条件下在5L发酵罐水平上进行验证试验,经过88h的发酵最终生成富马酸66.5g/L,生产速率达到0.755g/(l.h),与未优化前相比,产量和生产速率分别提高了13.9%和15.8%,取得了理想的效果,实现了产量和生产速率的同时优化,为发酵法制备富马酸的工业化放大奠定了基础。