论文部分内容阅读
本文根据代谢工程的基本原理,对谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)TWQ080进行逐级诱变处理,最终选育出一株谷氨酸产生菌GW46-4。然后对其摇瓶发酵条件及7L罐发酵条件进行了优化,最后又对出发菌株和突变菌株的代谢流量进行了分析。主要研究内容和结论如下：(1)以本实验室保藏菌株谷氨酸棒杆菌TWQ080为出发菌株,经过紫外线(UV)和硫酸二乙酯(DES)逐级诱变处理,以高浓度糖、高浓度味精和琥珀酸为唯一碳源的平板进行定向筛选,最终选育出一株谷氨酸产生菌GW46。然后对该菌株进行了耐高温驯化,驯化过程中不断提高培养温度,经过多次驯化,育得一耐高温菌株GW46-4,在未经优化的条件下产酸92.5g/L,比出发菌株提高了31.2%。(2)对菌株GW46-4的种子培养基及培养条件进行了优化,发现最佳种子培养基配方：葡萄糖25g/L、玉米浆30g/L、磷酸氢二钾1.5g/L、尿素6g/L、硫酸镁0.4g/L；最佳培养条件：初始pH 7.0,装液量30mL/250mL。然后对其发酵培养基及培养条件进行了优化,发现最佳发酵培养基配方：葡萄糖158.3g/L、玉米浆3.2g/L、磷酸氢二钾1.5g/L、硫酸镁0.8g/L、硫酸锰20mg/L、硫酸亚铁20mg/L、VB1200μg/L；最佳发酵条件：装液量20mL/500mL,接种量8%,种龄7h。在此条件下发酵产酸达102.6g/L,比未优化前提高了10.9%。(3)对菌株GW46-4补料分批发酵条件进行了初步研究,结果发现：最佳初糖浓度100g/L,最佳残糖维持浓度10-20g/L。对菌株GW46-4进行了7L罐发酵条件研究,考察了不同溶氧控制策略和温度控制策略对发酵的影响。结果表明,当溶氧控制在30-40%时效果较好；当温度0-8h控制在32℃,8-16h控制在34℃,16-30h控制在36℃时效果最佳。在优化条件下,经7L发酵罐发酵,产酸达114.2g/L,比未优化前提高了23.5%,转化率达59.4%。(4)建立了L-谷氨酸生物合成的代谢网络模型,对出发菌株和突变菌株的代谢流量分布情况进行了研究,并对其主要节点进行了分析。经丙酮酸节点分析发现,突变菌株较出发菌株CO2固定反应得到加强,而乙醛酸循环相对减弱。经异柠檬酸节点分析发现,突变株合成谷氨酸的流量增加。与出发菌株相比,谷氨酸作为前体物质合成其它氨基酸的流量也相应的减少。