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《天津科技大学》 2003年
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红曲霉固态发酵及形态解析

陈云  
【摘要】: 论文主要研究了红曲霉固态发酵和界面模拟培养过程中,含水量、温度、空气相对湿度对其生长及发酵生产Monacolin K和红曲色素的影响,并通过计算机图像分析,量化发酵过程的形态信息。 以液态发酵为对照,固态发酵Monacolin K产量为液态发酵的10倍以上,具有明显优势。红曲霉固态发酵时,基质含水量为50%较为适宜;32℃有利于菌体的生长,25℃有利于Monacolin K产生,因此采用变温培养,即初期32℃,到第9天时降温到25℃培养,Monacolin K产率显著提高。 固态发酵过程十分复杂,因此采用界面模拟培养进行简化,界面模拟培养中生物量、产物量与温度、湿度的关系与固态发酵过程一致。根据菌体生长呈现的阶段性,建立了菌体生长动力学模型:(1)快速期:X_T=[(1-n)μ]~(1/(1-n))t~(1/(1-n)) (2)减速期:X_T=2βt~(1/2)+k (3)衰退期:X_T=kXme~(-at)。 根据表面分形理论,定义了菌落面积、表征体积和表面纹理熵,建立了菌落图像分析系统,分析发酵过程的菌体形态。 菌落形态和颜色等形态特征反映了菌体活性,与菌体生长、产物生成密切相关。快速期用菌落面积来衡量菌体活性,减速期与衰减期菌体活性采用表征体积V表示,建立了形态动力学模型:(1)快速增长期:S=μt~(φ+1) (2)减速期:V=2β′t~(1/2)+k (3)衰退期:V=e~(k-μ_et)。菌体活性在快速期表现为菌体的生长,减速期与衰减期则表现为次级代谢产物的生成,因此用菌体活性和菌体生长速率共同描述微生物的产物生成,建立了产物生成动力学模型:dP/dt=γ(V-θ(dX_T/dt))。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ925.7

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