溶氧振荡对聚β羟基丁酸混合培养过程的调控作用

摘要:

研究生物可降解塑料PHB(Poly β-hydroxy butyrate)生产的低成本和高产率发酵。采用廉价碳源——废食品糕点作为原料，其中同时具有葡萄糖和乳酸。培养是在同一5L发酵罐中先后接入2种细菌，先由乳酸杆菌Lactobacillus delbrueckii消耗葡萄糖产生乳酸，再由真养产碱菌Ralstonia eutrophus消耗乳酸产生PHB。本文应用混沌控制理论设计溶氧振荡来协调混生菌矛盾的生理需求，同时改变振荡节律激励细胞的代谢能。考虑真养产碱菌在乳酸里的代谢，有异养和真养两种途径，其中两种重要代谢通量，生物氧化能ATP和还原能NADPH，能够反映混生菌细胞的生理状态，二者都与供氧密切有关。实验通过取样进行细胞破碎后，由荧光分析仪监测不同发酵阶段的ATP和NADPH，发现2种代谢能随着溶氧控制的不同节律变化而起伏，溶氧节律振荡能够使混合培养的PHB的浓度比常规供氧方法提高1倍。

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