丙酸桿菌VB-,12-合成及耦合發(fā)酵工藝研究.pdf

1、鈷胺素是人體組織代謝過程中必需的維生素，具有廣泛的生理作用。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品行業(yè)。目前鈷胺素主要由微生物發(fā)酵生產(chǎn)。本論文從應(yīng)用角度出發(fā)，初步研究了DMB、丙酸等因素對(duì)腺苷咕啉醇酰胺（關(guān)鍵中間產(chǎn)物）、菌體生長及脫氧腺苷鈷胺素（adenosylcobalamin，簡稱ADO）生物合成的影響，探索了解除有機(jī)酸（丙酸）抑制的發(fā)酵工藝過程，期望為鈷胺素發(fā)酵生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提供參考借鑒。本論文主要進(jìn)行了以下兩方面的研究。
　　 1.丙酸桿

2、菌厭氧合成維生素B12研究
　　 在費(fèi)氏丙酸桿菌（propionibacterium freudenreichii）發(fā)酵生產(chǎn)維生素B12的研究中，分離到脫氧腺苷鈷胺素生物合成途徑中一種關(guān)鍵而穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。該物質(zhì)在維生素B12發(fā)酵過程中大量積累，在研究中發(fā)現(xiàn)該中間產(chǎn)物腺苷鈷啉醇酰胺（CBI）與5，6-二甲基苯并咪唑（DMB）來源的前體α-吡咯核糖（α-ribozale）結(jié)合后可轉(zhuǎn)化為脫氧腺苷鈷胺素（ADO）。光譜和質(zhì)譜分析該物質(zhì)

3、應(yīng)是脫氧腺苷鈷胺素生物合成途徑中的一種重要中間產(chǎn)物-腺苷鉆啉醇酰胺（adenosylcobinamide，簡稱CBI）。對(duì)此中間產(chǎn)物的分析可深入了解厭氧合成脫氧腺苷鈷胺素的代謝途徑。進(jìn)一步以CBI為核心，考察不同時(shí)間添加DMB對(duì)菌體生長及ADO合成的影響，從而運(yùn)用代謝調(diào)控手段優(yōu)化DMB的添加時(shí)間。從而優(yōu)化發(fā)酵工藝，指導(dǎo)發(fā)酵生產(chǎn)維生素B12的生產(chǎn)實(shí)踐。批次發(fā)酵條件下，考察了菌體的CBI合成量，ADO產(chǎn)量和菌體的生長曲線，可確定DMB對(duì)菌體

4、生長的抑制作用并不明顯，但可抑制CBI在細(xì)胞內(nèi)的生物合成，因此可影響單位菌體產(chǎn)量。
　　 2.反應(yīng)與分離耦合的發(fā)酵工藝研究
　　 初步探索了用離子交換樹脂吸附和更換新鮮培養(yǎng)基兩種方法解除有機(jī)酸抑制對(duì)費(fèi)氏丙酸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)VB12的影響。初步探索了發(fā)酵過程中定時(shí)對(duì)丙酸進(jìn)行分離的發(fā)酵工藝，可有效解除有機(jī)酸對(duì)細(xì)胞生長的抑制，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞的連續(xù)生長，為連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)工藝提供了借鑒。
　　 進(jìn)一步考查了弱堿性陰離子交換樹脂ZG

5、A330對(duì)費(fèi)氏丙酸桿菌發(fā)酵液中丙酸的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附性能。樹脂ZGA330對(duì)含有12.6 g/L丙酸的發(fā)酵液中丙酸的靜態(tài)吸附量最大，吸附量為44.9 g/L；動(dòng)態(tài)吸附過程中對(duì)發(fā)酵液中主要營養(yǎng)成分糖、氨基酸吸附很少，而對(duì)丙酸吸附量高達(dá)205.5 g/L。成功地通過樹脂吸附將發(fā)酵系統(tǒng)中的丙酸分離出去，實(shí)現(xiàn)了維生素B12的高密度發(fā)酵。研究結(jié)果為丙酸的發(fā)酵與吸附分離耦合過程研究提供了基礎(chǔ)，丙酸吸附分離后的發(fā)酵液繼續(xù)進(jìn)行維生素B12發(fā)酵生產(chǎn)可以解除