大气压介质阻挡放电等离子体强化克雷伯氏菌发酵的研究

• 作者: 刘婷婷 唐乾 焦鑫艳 王仁军 王晓辉 窦少华 董晓宇 袁玉莲 郭相金
• 来源期刊: 高校化学工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 强化发酵 大气压冷等离子体 克雷伯氏菌 1,3-丙二醇
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 生物化工
• 页码范围: 881-889
• 页数: 9页
• 分类号: TQ923
• 字数: 6740字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2015.01.30.02

摘要

大气压空气介质阻挡放电等离子体作为一种新型强化微生物发酵方法,用于克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇.采用气相色谱法检测1,3-丙二醇浓度;用紫外-可见分光光度计检测代谢关键酶活性;采用荧光分光光度计检测细胞膜通透性.考察不同等离子体处理时间对克雷伯氏菌接种体在2％、4％和6％甘油浓度种子培养基中摇瓶发酵的影响.结果表明,等离子体处理4 min接种体在6％甘油浓度种子培养基中摇瓶发酵,1,3丙二醇浓度达到最大值17.2 g·L-1,比对照组提高89％(9.1g·L-1).甘油脱氢酶比活性0.19 U·mg-1,甘油脱水酶比活性10.9 U·mg-1,1,3-丙二醇氧化还原酶比活性0.65 U·mg-1,比对照组(0.04,9.2和0.09 U·mg-1)分别提高4.8倍,18％和7倍.6％甘油浓度间歇发酵,等离子体组1,3-丙二醇浓度和生产强度分别为24.6 g·L-1和1.23 g·(L·h)-1,均比对照组提高56％;转化率0.54 mol·mol-1,与对照组相近(0.53 mol·mo1-1).在间歇发酵过程中,等离子体处理组菌体细胞膜通透性显著高于对照组.4％甘油浓度批式流加发酵,等离子体组1,3-丙二醇浓度46.9 g·L-1,转化率0.50 mol·mol-1,生产强度1.51 g·(L·h)-1,转化率和生产强度分别比对照组提高14％和40％.上述结果表明,大气压介质阻挡放电等离子体可以提高克雷伯氏菌生产1,3-丙二醇能力.