在不同的发酵模式下,基于原始甘油上种植Yarrowia lipolytica的模型研究:开发膜生物反应器过程

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 微生物发酵 微生物发酵
• 生物工艺工程 生物工艺工程

背景情况:

• 雅罗维亚脂质菌 (Yarrowia lipolytica) 是一种油性酵母,具有产生脂质的潜力.
• 生物柴油生产的副产品原油甘油是一种丰富且低成本的碳来源.
• 优化发酵条件对于最大限度地提高脂质产量和经济可行性至关重要.

研究的目的:

• 为了优化Yarrowia lipolytica使用原始甘油生产脂质的操作条件.
• 评估不同发酵模式 (批量,半连续,膜生物反应器) 的性能,以提高生物质和脂质积累.
• 开发和验证一个模拟Yarrowia lipolytica发酵的模型.

主要方法:

• 批量发酵在座椅上的生物反应器中进行,以确定最佳的碳比,pH值和初始甘油度.
• 实施了半连续发酵,并改变了pH值,以评估其对酸和脂质生产的影响.
• 一个带有in-situ膜模块的膜生物反应器被用于料批发发酵,以实现高细胞密度培养和评估细胞保留.
• 开发了一个非结构化的数学模型来模拟发酵过程.

主要成果:

• 批发发酵的最佳条件包括34的C/N比率,pH6.0和52g/L的原始甘油,在24小时内达到完全消耗的甘油和增加的脂质产量.
• 在24小时后,在半连续模式下降到4.0的pH值会停止酸分泌,但不会对脂质产生产生负面影响.
• 膜生物反应器食批量过程成功地保留了酵母细胞,最小的污染,导致干生物质49.8g/L和脂质4.9g/L的高细胞密度培养.
• 开发的模型准确地模拟了所有发酵模式的操作,并确定了明显的生理变化.

结论:

• 在优化的条件下,Yarrowia lipolytica有效地利用原始甘油来生产脂质.
• 膜生物反应器技术是高细胞密度培养和高效脂质积累的可行策略.
• 数学建模为Yarrowia lipolytica发酵期间的生理行为提供了宝贵的见解.