营养限制下圆红冬孢酵母连续培养研究

《营养限制下圆红冬孢酵母连续培养研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、博士学位论文营养限制下圆红冬孢酵母连续培养研究ContinuouscultivationoftheoleaginousyeastRhodosporidiumtoruloidesundernutrientlimitationconditions学号：!Q窆!昼Q22赵塞堡硒宜旦完成日期：——2Q1309大连理工大学DalianUniversityofTechnologyIlULIIIlullILlILLlllLIllllUJklIllllllY2592709大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下

2、进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包舍其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：!釜萎垂垦麴工：!鱼竺圭盟固垒!至兰至蚕圣鱼!塾作者签名：；!堡垒!复日期：竺：兰年—互月』量日大连理工大学博士学位论文摘要生物柴油是环境友好的可再生液体生物燃料，目前主要基于动植物油脂生产，难以大规模可持续发展。微生物油脂脂肪酸组成与植物油相近

3、，可作为生物柴油和油脂工业的原料，然而生产成本高成为制约微生物油脂规模化生产的瓶颈。已有研究进展表明，微生物油脂合成是部分生长偶联的，导致发酵过程油脂产量不稳定。本论文建立了恒化培养系统，以产油酵母圆红冬孢酵母为模式菌株，主要研究营养限制条件下菌体生长和油脂积累特征，构建相应的模型，并进行实验验证。发现低稀释率限氮培养条件有利于获得高的油脂得率和菌体油脂含量。在稀释率为0．02h叫时，油脂得率为O．18+0．03∥g，菌体油脂含量为57．1+4．8％，但油脂生产强度低，其平均值仅为0．05+0．01g／L／ll。当稀释率提高到0．1h-

4、1时，菌体油脂含量降低到40。7±5．9％，但油脂生产强度达到0．09+0．0lg／L／11。因此选择稀释率为0。1h-1的条件研究培养基中C／N比对油脂积累的影响，发现高C／N比有利于油脂积累，在C／N比为237mol／mol时，菌体油脂含量达到38．1+1．0％。此外，所得油脂组成变化不大，其中性脂的棕榈酸、硬脂酸和油酸总含量在85％以上。通过限碳恒化培养，确定了圆红冬孢酵母对葡萄糖的最大生物量得率和维持系数分别为0．42g／g和5．7mg／g／h，结果对设计产油酵母多级串联培养模式具有指导意义。建立了限氮恒化培养条件下油脂积累动力

5、学模型，预测了获得最大油脂比生成速率的稀释率范围为0。05—0．09h-1，实验数据表明，在稀释率为0．08h-1时油脂比生成速率为0．058g枷，验证了模型的可靠性，为优化油脂合成奠定了基础。根据不同稀释率稳态时所消耗C／N比，构建了底物碳在油脂和非油生物量之间的分配模型，利用实验数据确定了模型参数：最大油脂碳得率甲“为0．51C．mol／C．mol，最大菌体碳得率砖“为0．52C．mol／C．mol，结合细胞元素平衡分析预测了促使油脂合成的临界C／NtL为12．1mol／mol，利用该分配模型预测不同消耗C／Ntl',的油脂得率，预

6、测值为实验值的95．2—116．7％，表明模型可靠性较好。限氮连续培养中，稀释率影响油脂组分、胞内可溶性蛋白及类胡萝卜素含量。中性脂含量随稀释率增高而降低，糖脂、鞘脂和磷脂含量则随稀释率增高而升高，该变化规律得到红外光谱分析数据支持。在1,725cm。1和1,745cm。1处的C=O吸收峰，以及2，852cm"1和2,923cm以处的．CH2吸收峰，和甘油酯和脂肪酸脂相关，它们的峰面积随稀释率增加而减小。稀释率对类胡萝卜素含量影响的规律不明显，在稀释率0．02h-1时含量最高，为0．12+0．01mg／g；胞内可溶性蛋白含量随稀释率增高

7、而提高，在0．20hd时含量最高，为171．7+2．5mg／g。营养限制下圆红冬孢酵母连续培养研究最后，为提高恒化培养系统油脂生产强度耦合了细胞循环单元，在稀释率0．08h-1条件下，油脂平均生产强度达到0．86g／L／11，与相同稀释率但没有细胞循环条件下相比，生产强度提高7倍。关键词：圆红冬孢酵母：微生物油脂：恒化培养：稀释率：碳氮比：类胡萝卜素大连理工大学博士学位论文ContinuouscultivationoftheoleaginousyeastRhodosporidiumtoruloidesundernutrientlimit

8、ationconditionsAbstractBiodieselisanenvironmentallyfriendlyrenewableliquidbiofuel，whichISnowproducedmai