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庆大霉素发酵液流变特性及氧载体调控过程研究

郝冬霞

  庆大霉素(简称GM)是目前国内外应用最为广泛的抗生素之一。在其发酵生产中,由于小单孢菌采用高密度悬浮培养,菌体细胞相互缠绕呈丝网状并含有大量不溶培养基,致使发酵液过于粘稠,给生产和监控带来如下问题:1流变行为复杂特殊;2细胞生长曲线难以表征,使过程调控无法实施;3供氧操作费用大。据此,本文通过摇瓶培养系统研究了体系的流变特性,将其应用于细胞生长的表征,并对氧载体在该体系的强化供氧过程进行了调控。1深入研究了多相非牛顿体系的流变特性,首次发现体系具有触变性,对其进行定性验证,并提出了细胞网络结构的触变机理模型。此外,还研究了触变性与温度的协同效应,并在此基础上根据体系的假塑性确定了本构方程,使丝状菌培养液这类特殊的非牛顿流体的流变学理论得以完善。2跟踪发酵时程,得出了表观粘度、稠度系数及流动特性指数随发酵时间的变化规律,进一步探讨了细胞生长与培养基消耗以及代谢产物的释放对体系各流变参数变化规律的影响。3考察不同参数(细胞干重、核酸量、含糖量、色素量、流变特性)对这类含不溶培养基丝状菌发酵液细胞生长的表征效果,得出流变特性是最适宜的表征方法,并根据这一结果建立了分批培养的数学生长模型,并得出:0~20h为细胞生长延迟期:20~65h为对数生长期;65~90为静止期;90h至发酵终点为衰亡期。4根据Sechenov经验模型分析了氧在发酵液中的溶解状况,并通过析因实验设计,确定了摇瓶培养的限氧因素及其主次效应。5考察了氧载体在不同加入方式,不同限氧条件,不同加入时间下对体系的调控作用。利用实验统计学原理,拟和了调控过程的响应曲面,得出氧调控的最佳工艺条件为豆油体积分数0.120加入时间54.9h,十六烷体积分数0.123加入时间61.6h,摇瓶重复试验,实验组校价较对照组均提高20%以上。……   
[关键词]:庆大霉素;流变特性;细胞生长;氧载体;触变性;本构方程;豆油;十六烷
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河北工业大学2002年
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