蓝色犁头霉深层发酵产壳低聚糖生长动力学研究

目的:研究蓝色犁头霉产壳低聚糖分批发酵动力学的模型.方法:在10L发酵罐中,将蓝色犁头霉分批发酵培养,对蓝色犁头霉菌丝体生长、产物形成和基质消耗的实验数据进行分析,根据Logistic和Luedeking-Piret方程分别建立蓝色犁头霉发酵过程菌体生长、壳低聚糖生成和基质消耗的动力学数学模型,并利用1stOpt软件对模型参数进行非线性曲线拟合.结果:研究得到了菌体生长、产物合成及基质消耗的动力学模型及参数,模型的拟合度分别为0.994、0.986、0.992.结论:研究表明蓝色犁头霉多糖合成和菌体生长呈生长偶联型,模型计算值与实验值有良好的拟合性,模型准确度较高.     

蛹虫草菌胞外多糖发酵及其发酵动力学

蛹虫草菌(Cordyceps militaris)胞外多糖(EPS)的发酵过程和发酵动力学进行了研究。基于Logitic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述发酵过程的动力学数学模型和模型参数,同时对实验数据与模型进行了验证比较。模型计算与实验结果拟合良好,模型正确地反应了蛹虫草菌胞外多糖的发酵过程及其动力学机制。     

P.chrysosporium分批发酵木素过氧化物酶动力学模型

目的:为研究黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium AS5.776)液态分批发酵产木素过氧化物酶(LiP)发酵动力学规律,实现其发酵过程的优化,达到进一步提高酶产量.方法:对P.chrysosporium AS5.776进行5L液态分批发酵,根据发酵过程中菌体生长、基质消耗及LiP形成规律,基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程建立了P.chrysosporium AS5.776液态分批发酵的过程动力学模型,并对模型进行了参数拟合、方差分析及验证比较.结果:模型模拟计算结果与实验值能较好地吻合,R2分别为0.9891、0.995 6和0.9925,模型显著性极高.验证实验显示所构建模型平均相对误差分别为2.9％、3.6％和12.5％.结论:该模型能较好揭示木素过氧化物酶发酵代谢过程的特征,可为工业化应用提供理论依据.     

Xenorhabdus nematophila发酵动力学研究

在分批发酵中,研究了Xenorhabdus nematophila YL001的生长、基质消耗及抗菌物质产生的特性.基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述分批发酵过程的动力学模型及模型参数,同时对实验数据与模型进行了验证比较.模型计算值与实验数据拟合良好,模型基本反映了Xenorhabdus nematophila YL001分批发酵过程的动力学特征.分批发酵中细胞生长与产物合成属于偶联型.     

蛹虫草多糖和D-甘露醇深层发酵的非结构动力学模型

多糖和D-甘露醇是蛹虫草的重要药理活性成分。本文开展了蛹虫草在分批发酵过程中同时生产多糖和D-甘露醇的发酵动力学研究。利用Sigmoid函数构建了蛹虫草菌丝生长、糖基质消耗、多糖和D-甘露醇的非结构动力学模型,并根据Boltzmann方程拟合求解出各模型参数。结果显示,各模型的实测值和预测值拟合度较好。蛹虫草比生长速率在第1.0天达到最大值（μ_max）1.244d^-1;底物葡萄糖的比消耗速率在第0.6天达到最大值（q_{S, max}）2.163d^-1;多糖比合成速率在第2.0天达到最大值（q_{P, max}）51.852mg/(g·d);D-甘露醇比合成速率在第0.99天左右达到最大值（q_{D, max}）37.963mg/(g·d)。蛹虫草多糖的形成与菌丝细胞的生长呈现部分生长关联型,而D-甘露醇的形成与细胞生长呈现生长关联型关系。研究结果为利用分批发酵规模化同时发酵生产蛹虫草多糖和D-甘露醇提供了理论依据。     

灵芝胞外多糖分批发酵非结构动力学模型

在２Ｌ搅拌发酵罐上提出了描述了灵芝胞外多糖分批发酵过程中菌球生长、底物消耗和胞外多糖形成的非结构动力学模型。首先研究了灵芝分批发酵特性,结果表明该发酵过程属菌体生长和产物形成相偶联型。然后在总结文献的基础上,运用动力学模型,经过非线性回归,得到了模型中的参数值。通过计算机模拟,证明模型预测值与实际实验值具有良好的拟合性。     

重组毕赤酵母产青霉素G酰化酶的分批发酵动力学研究

构建了重组毕赤酵母产青霉素G酰化酶的分批发酵动力学模型。实验考察了分批发酵过程中甘油消耗、甲醇浓度、菌体浓度、溶氧、补料时间对青霉素G酰化酶活力的影响。应用Matlab软件,对菌体生长、基质消耗和产物生成方程进行最优参数估算和非线性拟合,得到相应的动力学模型。模型的计算值与实验值能较好地拟合,表明所建模型能较好反映重组毕赤酵母产青霉素G酰化酶的分批发酵过程。     

基于遗传算法的麦角固醇分批发酵动力学参数估算

把遗传算法应用于求解麦角固醇分批发酵动力学模型参数,能进一步提高麦角固醇分批发酵过程状态变量的计算值与实验值的吻合程序,在计算机上对动力学模型进行了拟合,模拟值与实验值对比显示,该动力学模型能很好地反映麦角固醇分批发酵过程。     

产弹性蛋白酶细菌的发酵动力学研究

基于14L的发酵罐分批发酵实验数据,建立了发酵过程菌体生长、产物生成及基质消耗随时间变化的数学模型。Logistic方程、Luedeking—Piret方程能够很好地分别描述产弹性蛋白酶菌体生长;发酵产酶过程和基质消耗过程。并将3个动力学模型的预测值和实验值进行了比较,所建立的分批发酵动力学模型能较好地反映弹性蛋白酶分批发酵过程。     

模拟青霉素发酵过程中菌体生长动态的细胞自动机模型

在青霉素发酵生产机理及其动力学微分方程模型的基础上,建立了模拟青霉素分批发酵过程中菌体生长动态的细胞自动机模型(CABGM)。CABGM采用三维细胞自动机作为菌体生长空间,采用Moore型邻域作为细胞邻域,其演化规则根据青霉素分批发酵过程中菌体生长机理和动力学微分方程模型设计。CABGM中的每一个细胞既可代表单个的青霉素产生菌,又可代表特定数量的青霉素产生菌,它具有不同的状态。对CABGM进行了统计特性的理论分析和仿真实验,理论分析和仿真实验结果均证明了CABGM能一致地复现动力学微分方程模型所描述的青霉素分批发酵菌体生长过程。最后,对所建模型在实际生产过程中的应用问题进行了分析,指出了需要进一步研究的问题。     

灵芝胞外多糖分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究了灵芝（Ganoderma lucidum）胞外多糖的合成特性,结果表明Ganoderma lucidum多糖合成和菌体生长呈部分生长关联型。菌体干重、胞外多糖分别达到15.56g·L^-1<、3.02g·L^-1<,胞外多糖对细胞干重得率系数(Y_p/x）为0.19。根据分批发酵试验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和类似Luedeking-Piret方程,得到了描述灵芝生长、胞外多糖以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型。同时在初始葡萄糖变化较大范围内,试验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于5％,表现出很好的适用性。表明该动力学模型对指导灵芝胞外多糖的发酵生产具有实际意义。     

Kinetics of polysaccharide B-1459 fermentation

Polysaccharide gum was made by fermentation with Xanthomonas campestris NRRL B-1459 in a medium of glucose, minerals, and distillers' solubles. The effect of distillers' solubles on growth rate can be described by the familiar saturation equation. Although a quasistoichiometric relationship was observed between nitrogen utilization and growth, total nitrogen supply was not growth limiting, nor was polymer formation growth associated. Cell growth primarily took place in the early part of the fermentation; polysaccharide biosynthesis occurred throughout the fermentation. Glucose was converted to polysaccharide at a fairly constant yield, which was 70–80% of glucose consumed, under optimum conditions. The kinetic patterns observed indicate that multistage continuous fermentation will be suitable for polysaccharide production.     

灵芝胞外多糖分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究了灵芝(Ganoderma lucidum)胞外多糖的合成特性,结果表明Ganodermalucidum多糖合成和菌体生长呈部分生长关联型。菌体干重、胞外多糖分别达到15.56g·L-1、3.02g·L-1,胞外多糖对细胞干重得率系数(Yp/x)为0.19。根据分批发酵试验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和类似Luedeking-Piret方程,得到了描述灵芝生长、胞外多糖以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型。同时在初始葡萄糖变化较大范围内,试验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于5%,表现出很好的适用性。表明该动力学模型对指导灵芝胞外多糖的发酵生产具有实际意义。     

A Study on the Synthetic Characteristics of the Extracellular Polysaccharide (EPS) of Ganoderma lucidum Cultured in Batch Fermentation Using a Kinetic Model

The synthetic characteristics of the extracellular polysaccharide (EPS) of Ganoderma lucidum in batch fermentation were studied. The result showed that the production of EPS was partially growth-associated. The cell dry weight (CDW) and EPS reached 15.56 g·L⁻¹ and 3.02 g·L⁻¹, respectively. The yield of EPS to cell dry weight (Y_p/x) was 0.19. On the basis of the test results of batch fermentation, a kinetic model was proposed by using the Logistic equation for cell growth, the Luedeking–Piret equation for EPS production, and the Luedeking-piret-like equation for the consumption of glucose as substrate. The calculated results using these models were satisfactorily compared with the experimental data under various concentrations of glucose, and the average of relative errors was found to be not more than 5%. The kinetic model had practical guidance interesting in producing PES by Ganoderma lucidum.     

固体发酵生产Monacolin K的动力学模型

对红曲霉菌株Monacus-3合成Monacolin K的发酵动力学进行了研究,建立了该菌株固体发酵合成Monacolin K的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型,并对模型参数进行了非线形回归。结果表明预测值与实验值有良好的拟和性,说明所建数学模型能较好地描述实际合成Monacolin K的固体发酵过程。     

Pullulan from peat hydrolyzate fermentation kinetics

The Luedeking-Piret equation was used to fit the kinetic data of pullulan fermentations from peat hydrolyzate substrate. In batch mode, the kinetic parameters m, n, alpha, and beta varied as a function of fermentation conditions: aeration rate, agitation speed, and temperature. In constant-feed fed-batch mode, the parameters Varied according to the feed rates. In peat hydrolyzate medium, the polysaccharide synthesis was strongly growth associated in batch and continuous fermentations but entirely growth associated in fedbatch fermentations. The fed-batch mode of fermentation with an appropriate feed rate is more advantageous with respect to batch and continuous fermentations. Therefore, if the fermentation is started batchwise and then followed by fed-batch mode at a constant feed rate, the overall polysaccharide productivity (g pullulan/L h) is significantly higher than those obtained with batch or continuous fermentations using the same total medium volume.     

裂褶菌F17固态发酵产锰过氧化物酶及其发酵动力学模型的建立

白腐真菌分泌的锰过氧化物酶是木质素降解酶系统的主要组分,对木质素解聚,纸浆和染料的脱色均有重要作用.利用裂褶菌F17在自行设计的通气托盘式反应器中,以松木屑、稻草及黄豆粉为混合营养基质进行固态发酵生产锰过氧化物酶.在自制通气托盘式反应器中,裂褶菌F17能够产生锰过氧化物酶,发酵96 h时,最高酶活力达到13.51 U/...     

Kitasatospora sp. MY5-36产ε-聚赖氨酸分批补料发酵动力学

以北里孢菌(Kitasatospora sp.)MY 5-36为供试菌株,对ε-聚赖氨酸分批补料发酵动力学模型进行研究。建立了该菌株发酵合成ε-聚赖氨酸的菌体生长、产物合成和总糖消耗的动力学模型,并通过Origin 8.1软件对模型参数进行非线性拟合。结果表明:菌体量和聚赖氨酸的产量分别为16.25和13.15 g/L,产物合成与菌体生长的关系为部分耦联型。经验证,预测值与实验值有良好的拟合性,拟合度分别为0.999、0.995和0.992,说明所构建模型能够较好地反映ε-聚赖氨酸分批补料发酵过程。