论文摘要
本课题组获得的副干酪乳杆菌HD1.7,经前期研究表明能产生抑菌范围广的细菌素,即副干酪乳杆菌素。本文主要对副干酪乳杆菌的发酵工艺进行了优化,建立其分批发酵动力学模型,为其进一步研究及工业生产提供理论依据。首先,对副干酪乳杆菌发酵的接种条件进行了研究。通过试验确定了副干酪乳杆菌接种的最适种龄为14h,接种量为6%。在确定接种条件的基础上,通过单因子试验,确定了发酵培养基的基本组成为:酵母粉1%,蛋白胨1%,牛肉膏0.5% ,葡萄糖2%,吐温80 0.3%,K2HPO4 0.2%,NaCl 0.3%,MgSO4 0.02%,MnSO4 0.003%。在此基础上,采用Plackett-Burman设计对影响副干酪乳杆菌发酵的众多因子进行评价,筛选出主要影响因子为酵母粉、葡萄糖、牛肉膏。然后采用中心组合设计和响应面分析,确定了最佳发酵培养基,并进行了验证试验。优化后的发酵培养基组成为:酵母粉0.71%,牛肉膏0.62%,葡萄糖1.5%,蛋白胨1%,吐温80 0.3%,K2HPO4 0.2%,NaCl 0.3%,MgSO4 0.02%,MnSO4 0.003%。此时副干酪乳杆菌素效价最高,为389AU/mL。其次在10L发酵罐中考察了pH值和温度对副干酪乳杆菌发酵的影响。通过动力学参数的分析,分别得到了较优的控制方法。发酵过程的pH控制方法为:015h,控制pH为6.0,15h后调节pH为3.5至发酵结束。采用此控制方法进行发酵,副干酪乳杆菌素效价在42h达到1100.02AU/mL。温度分阶段控制方法:021h温度控制在37℃,21h后温度降为33℃,直至发酵结束。采用此控制方法进行分批发酵,发酵液中副干酪乳杆菌素效价达到1444.4AU/mL。最后,在优化的发酵培养基配方和环境因素（pH值和温度）的基础上,在10L发酵罐中进行分批发酵试验。通过测得的菌体浓度、底物葡萄糖浓度和副干酪乳杆菌素的效价等,建立并验证了副干酪乳杆菌分批发酵过程动力学模型。菌体生长动力学模型:副干酪乳杆菌素形成动力学模型:葡萄糖消耗动力学模型:通过对模型的验证,结果表明所得动力学模型能够较真实地反映副干酪乳杆菌分批发酵过程。