辅酶q10的发酵动力学

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1、万方数据第38卷第7期化学工程V01．38No．72010年7月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jul．2010辅酶Q10的发酵动力学姜剑文1．一，陈光2，梅艳珍1，王立梅1，齐斌1(1．常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟215500；2．吉林农业大学生命科学学院，吉林长春130118)摘要：在5L发酵罐实验数据基础上，应用Logistic方程基于AgrobacteriumtumefaciensATCC4452(根癌农杆菌)菌种的生长、辅酶Q10的产量、底物的消耗、生物量的

2、形成和维持创建动力学模型。应用MATLAB7．0软件经非线性拟合和优化，获得了最佳的模型参数值，确定了菌体最大比生长速率为0．105h“和较大的生物量对辅酶QlO的得率系数yⅣx=2．4455，拟合模型砰均大于0．996，结果显示模型与实验数据能较好地吻合，确定了细菌合成辅酶QlO分批发酵过程的动力学特征。关键词：辅酶Q10；根癌农杆菌；分批发酵；动力学模型；非线性拟合中图分类号：Q935文献标识码：A文章编号：1005-9954(2010)07-0079-04Kineticsofubiquinon

3、e．10fermentationJIANGJian-wenl’2，CHENGuan92，MEIYan-zhen。，WANGLi-meil，QIBinl(1．CoUegeofBiologyandFoodEngineering，ChangshuInstituteofTechnology，Changshu215500，JiangsuProvince，China；2．CollegeofLifeScience，JilinAgficuhuralUniversity，Changchun130118，JilinPr

4、ovince，China)Abstract：Basedontheexperimentaldataresultedfrom5Lbatchfermentationtank，akineticsmodelWasestablishedbymean6oftheLogisticequationofArobacteriumtumefaciensATCC4452growth，ubiquinone一10productionandtheconsumptionofsubstrate，biomassformationandt

5、hemaintenanceofbiomass．TheoptimalkineticsmodelparameterswereobtainedthroughoptimizationandnonlinearregressionbyMATLAB7．0software．Themaximumspecificgrowthratereaches0．105h—andtheyieldrateofbiomasstoubiquinone-10yP／xis2．4455．TheR2ofthethreemodelsareallgr

6、eaterthan0．996．Theresultshowsthatthemodelsfitwellwiththeexperimentaldata．Thekineticscharacteristicofubiquinone一10batchproductionprocessbybacteriumWasgiven．Keywords：ubiquinone一10；Arobacteriumtumefaciens；batchfermentation；kineticsmodel；nonlinearregressio

7、n辅酶Q又称泛醌，是一族类维生素物质，为脂溶性醌类化合物，是细胞呼吸链上的一种递氢体，在自然界中分布广泛⋯。辅酶Q10可以通过化学合成BJ，半化学合成旧J，植物组织提取和微生物发酵生产。其中微生物发酵生产最具潜力，目前应用菌属主要有：土壤杆菌属，光合细菌属和副球菌属等HJ。近年来研究表明p刮：辅酶Q10是一种代谢激活剂，能激活细胞呼吸、加速产生三磷酸腺苷(ATP)，是细胞自身产生的天然抗氧化剂，能抑制线粒体的过氧化，保护生物膜结构完整性，对免疫有一定增强作用。临床上可用于癌症的辅助治疗；治疗冠心病、

8、心衰、心率失常等各种心脏病，对急慢性病毒肝炎、糖尿病、肌无力、帕金森综合症等多种疾病也有辅助疗效。本文在优化培养基的基础上进行5L发酵罐小试，依据所得数据应用软件进行非线性拟合与优化得到相应模型参数并确定菌体生长、基质消耗和产物合成动力学模型，拟合结果描述了完整发酵过程的动力学特性并对其进行探讨，为近一步扩大及工业化应用研究奠定基础。1材料与方法1．1材料1．1．1出发菌种ArobacteriumtumefaciensATCC4452购自美国菌基金项目：陕西省“131