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辅酶Q10作为生物细胞呼吸链中的重要递氢体参与细胞的能量代谢,广泛应用于医药和食品行业。微生物发酵生产辅酶Q10是工业规模化生产最具潜力的方式。本文以类球红细菌EIM-8为出发菌,从以下三个方面进行研究：1、通过形态学观察、生理生化特性分析结合以16S rDNA序列为基础的系统发生分析确定出发菌株为类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)。利用单因素试验和响应面设计优化R. sphaeroides EIM-8生产辅酶Q10的培养体系。最佳培养基组成为：葡萄糖27.8g/L、硫酸铵4.9g/L、谷氨酸4.7g/L、玉米浆粉2.5g/L、硫酸镁9.5g/L、硫酸亚铁1.5g/L,氯化钠3.5g/L,磷酸二氢钾4.0g/L、辅液15.0mL/L、pH6.5。10%接种量,装液量40mL/250mL在32℃培养48h,辅酶Q10产量由68.2mg/L提高至128.9mg/L。2、根据Monod、Logistic和Luedeking-Piret方程结合辅酶Q10生成特性建立R.sphaeroides EIM-8细胞生长、辅酶Q10积累和葡萄糖消耗的复合动力学方程,以15L分批发酵数据为基础,采用进化规划求解模型参数。模型平均相对误差均在7%以内,模拟计算结果与试验值拟合良好,较好地反映了类球红细菌分批发酵过程的动力学特征。3、研究辅酶Q10分批补料发酵工艺。首先,在摇瓶水平上考察了不同葡萄糖补加方式对辅酶Q10产量的影响。结果表明,少量多次补加葡萄糖可获得较高的辅酶Q10产量(192.18mg/L)和生物量(9.89g/L)。因此,采用间歇补加全料和连续流加葡萄糖的方式,延长培养时间,辅酶Qlo产量可达1289.76mg/L,生物量40.92g/L。此外,发现增加葡萄糖流加量,发酵液中糖浓度从5g/L～8g/L提高至10g/L～15g/L,辅酶Q10产量可达1376.97mg/L,生物量80.95g/L,其次,分析了添加不同维生素对辅酶Q10合成的影响。结果表明,添加15mg/L的VB1(硫胺素)、10mg/L的VB6(吡哆素)、氯化胆碱和0.1mg/L的生物素有利于辅酶Q10产量的提高,辅酶Q10产量最高可达1529.02mg/L。细胞积累量从17.01mg/g提高到19.11mg/g,提高了12.36%。