毕赤酵母的规模化高密度发酵工艺研究

摘要

【目的】毕赤酵母因其高表达效率和良好安全性，在兽用生物制品生产中应用广泛，但其高密度发酵放大过程受溶氧传递与补料调控限制，制约工业化应用。本研究旨在优化毕赤酵母发酵工艺，建立稳定、可放大的高密度培养体系，为毕赤酵母在兽用生物制品领域的规模化生产提供试验依据。【方法】以重组毕赤酵母菌株为发酵对象，采用逐级放大策略，分别在5 L、50 L和500 L发酵罐中进行高密度培养试验，通过调控初始培养基组成、通气量、搅拌转速、溶氧水平及补料方式，系统评估不同规模条件下菌体生长动力学、溶氧变化规律及补料调控特征，建立可重复、可放大的发酵工艺参数体系。【结果】随着发酵规模扩大，菌体对数生长期的出现时间逐渐延后，分别为12～18 h、15～21 h和40～60 h。在500 L发酵规模下，补料操作于40 h开始，随后菌体进入持续约100 h的稳定生长期，在此过程中，高密度培养的关键控制节点随规模扩大而延迟。在现有试验条件下，各规模发酵体系的pH稳定控制在4.65～5.30，溶氧维持在20%～30%，且溶氧动态变化与菌体生长阶段呈现良好的对应关系。【结论】通过系统优化补料时间、补料速率及溶氧控制区间，实现了毕赤酵母在不同发酵规模下的高密度培养，逐级放大发酵，结果表明该工艺具有良好的可重复性（n=5）和放大适应性。

关键词

毕赤酵母 / 高密度发酵 / 逐级扩大培养 / 溶氧水平

基金资助

国家自然科学基金项目（32273081）