线性减小比生长速率指数补料策略对酵母生产效率的改善

摘要

酵母的生产效率和成本在很大程度上依赖于培养模式.根据酵母的生长特性,提出了一种新的线性减小比生长速率指数补料(exponential-feeding based on linear reducing specific-growth-rate,LR-μ-EF)策略.首先,采用该策略进行抗冻酵母Saccharomyces cerevisiae AFY-1的3L发酵罐培养试验,比较了培养过程中生物量的计算值和实验值.然后在此基础上,以最终生物量、收率和生产速度为酵母生产效率的评价指标,讨论了补料速度和累计补料体积对酵母生产效率的影响.当恒定比生长速率指数补料(eonstant-μ exponential-feeding,C-μ-EF)培养阶段的比生长速率(μ)为0.05 h-1、LR-μ-EF培养阶段的μ减小速度为0.000 8 h-2时,生物量的实验值与计算值基本一致.在累计补料体积560 mL的条件下,最终生物量和酵母收率随着μ减小速度的增大而逐渐上升,当μ减小速度为0.000 8 h-2时分别达到77.5g/L和38.0％.这与μ减小速度为0(即C-μ-EF策略)时相比,分别增加了26.7％和27.5％.此外,酵母生产速度基本与μ减小速度无关,保持在0.8～0.9g/(L·h)范围.以上研究结果表明了LR-μ-EF策略改善酵母生产效率的能力,为酵母的工业化生产提供了有用信息.