类球红细菌生产辅酶Q₁₀的发酵工艺及发酵动力学

摘要

为提高类球红细菌发酵生产辅酶Q₁₀的产量，满足工业化生产需求，通过单因素优化与正交试验确定了摇瓶发酵的最优条件。在初始pH 6.5、葡萄糖质量浓度50 g/L、磷酸二氢钾1.5 g/L、酵母浸粉1.0 g/L、玉米浆干粉4.0 g/L条件下，摇瓶发酵可获得湿菌体102 g/L,辅酶Q₁₀产量432 mg/L。基于摇瓶优化结果，在100 L自动控制发酵罐分别进行不同浓度物料的流加发酵，对比两种工艺结果发现，采用低浓度糖磷流加工艺，将葡萄糖质量浓度控制在低于15 g/L、磷质量浓度低于0.25 g/L。发酵80～90 h后，类球红细菌湿菌体量可达248 g/L,辅酶Q₁₀产量达到3 221 mg/L,生产强度为36.60 mg/（L·h）。相较初始高浓度物料工艺，湿菌体量提升64.2%,辅酶Q₁₀产量提升374.4%。本研究建立了菌体生长、底物消耗与辅酶Q₁₀生成的发酵动力学模型，可准确预测发酵过程变化。

关键词

辅酶Q₁₀ / 类球红细菌 / 低浓度物料流加 / 发酵工艺