EFFECT OF AGITATION AND AERATION ON THE CITRIC ACID PRODUCTION BY Yarrowia lipolytica GROWN ON GLYCEROL
- 作者
- Anita Rywińska, Izabela Musiał, Waldemar Rymowicz, Barbara Żarowska, Tomasz Boruczkowski
- 单位
- Department of Biotechnology and Food Microbiology, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Wrocław, Poland; Department of Food Storage and Technology, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Wrocław, Poland
- 杂志
- Preparative Biochemistry and Biotechnology（2012）
- DOI
- 10.1080/10826068.2012.656868
- 所属领域
- 发酵工程
- 关键词
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解决的核心问题
确定利用甘油生产柠檬酸的 Yarrowia lipolytica 菌株所需的最佳搅拌和通气条件。
研究策略
在 5L 搅拌罐反应器中，改变搅拌速率（400–900 rpm）和通气速率（0.18–0.6 vvm），评估对生物量、柠檬酸产量、溶氧（DO）以及细胞形态的影响。
核心内容
本研究在5 L搅拌罐反应器中系统考察了搅拌速率（400–900 rpm）和通气速率（0.18–0.6 vvm）对两株解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）Wratislavia 1.31和AWG7以甘油为底物发酵生产柠檬酸的影响。结果显示，搅拌速率800–900 rpm、通气速率0.24–0.48 vvm为最优条件，此时溶氧水平维持在40%以上。在此条件下，Wratislavia 1.31在0.24 vvm通气时获得最高柠檬酸浓度92.8 g/L，产率达0.63 g/g；在0.48 vvm时体积产率最高达1.15 g/L·h。低搅拌速率（400 rpm）会导致酵母细胞向菌丝形态转变，显著降低产酸量。同时，溶氧水平升高可降低副产物异柠檬酸的比例。研究明确了溶氧饱和度是甘油转化为柠檬酸的关键决定因素，建议将DO维持在50–80%以确保高效生产，为大规模发酵工艺优化提供了重要依据。
创新点
系统研究了乙酸盐阴性突变体 Wratislavia 1.31 和 AWG7 在甘油底物上的搅拌/通气条件，确定 DO>40% 是柠檬酸生物合成的关键，并获得了较高的柠檬酸浓度和产率。
研究对象（2）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Yarrowia lipolytica Wratislavia 1.31 | 柠檬酸生物合成（TCA循环） | — | — | 调控 | 乙酸盐阴性突变体，高产柠檬酸菌株 |
| Yarrowia lipolytica Wratislavia AWG7 | 柠檬酸生物合成（TCA循环） | — | — | 调控 | 乙酸盐阴性突变体，光滑菌落表型 |
关键发现
- 最佳搅拌速率为 800–900 rpm，通气速率为
- 24–0.48 vvm，此时 DO 高于 40%；最高柠檬酸浓度
- 8 g/L（Wratislavia
- 31，0.24 vvm），最高产率
- 63 g/g，最高体积产率
- 15 g/L·h、比产率
- 071 g/g·h（0.48 vvm）；低搅拌（400 rpm）导致酵母-菌丝转变和低产量；异柠檬酸比例随 DO 升高而降低。
研究结论
甘油转化为柠檬酸的最佳操作条件为搅拌 800–900 rpm、通气 0.24–0.36 vvm，DO 维持在 50–80%；空气饱和度是决定因素，影响生物量、柠檬酸产量及柠檬酸/异柠檬酸比例。