核酸酶发酵动力学资料.ppt

核酸酶P1发酵动力学研究进展 韩冰 核酸酶P1，核酸酶P1是一种由桔青霉发酵生成的含锌金属酶，能够水解RNA和热变性DNA得到5-核苷酸，广泛运用于核苷酸工业生产中，是具有重要应用价值的酶制剂。其广泛用于食品、医药、以及分子生物学等方面，在食品行业主要作为鲜味剂，近年来，随着在婴幼儿奶粉和保健品领域的应用，核苷酸的市场变得越来越广阔。目前工业上生产核苷酸的有微生物直接发酵法和酶解法。直接发酵法目前受工艺限制，难度较大，而酶法生产技术成熟。 一、核酸酶 参考文献 徐燚.5’-核苷酸制备工艺的研究.南京工业大学博士论文[D],2002.12. 廖明义，陈雯莉.桔青霉发酵制备核酸酶P1的发酵动力学研究[J].食品工业科技，2012(3)：180-182. 二、细胞生长动力学方程 2.1 徐燚 细胞生长动力学 为了计算，Verhulst-Pearl曾提出著名的逻辑方程： ? ? 此外，Chiu和Zajic也运用下式来描述菌体的生长： ? 对于菌体生长情况，对V-P方程和C-Z方程进行积分，得： △ 比较拟合结果，利用V-P方程可以较好的描述该菌体生长的情况。 拟合参数结果 V-P 菌体生产的拟合曲线 C-V 菌体生产的拟合曲线 通过实验数据得到拟合结果： 2.2廖明义 细胞生长动力学 微生物生长呈明显的S型时可以采用Logistic方程来拟合菌体的生长，它能很好地反映分批发酵过程中普遍存在的菌体浓度增加对自身生长的抑制作用： (1) △ 根据测定数据，利用Origin8.1软件进行自定义函数非线性拟合，利用最小二乘法进行迭代以确定模型参数。所得的参数为:X0=0.102798，Xm=1.4448，um=0.13764和方程。 （2） 从图中拟合结果可以看出，拟合的理论值和实验数据比较接近，相关系数为0.8856，拟合度较好，所以模拟的模型基本上能反应青霉发酵生长情况。 三、产物生成动力学方程 3.1 徐燚 产物生成动力学 在分批培养中,产物的形成与微生物细胞生长关系的数学模型主要有三种: 产物形成与细胞生长相关联模式: ④ 产物形成与细胞生长无关联模式: ⑤ 产物形成与细胞生长部分关联模式: ⑥ 从表中实验数据可以看出,该体系的产物生成与基质消耗有间接的关系。产物是能量代谢的间接结果,属于GadenⅡ型部分相关模型。产物的生成速度与菌体生长速度和菌体浓度有关,将方程②代入方程⑥,积分得: ⑦ 由于核酸酶P1是菌株的次级代谢产物,产物的形成与菌体的生长有一定的关系,但是其中的关系比较复杂,因此,用简单的方程来描述这样的情况存在一定的偏差,而利用上述部分关联的形式的方程可以基本上描述产物形成与菌体生长的关系。 △ 参数拟合结果 通过实验数据得到拟合结果： 桔青霉发酵生产核酸酶，产物的生成与生长呈部分欧联关系，采用Luedeking-Piret方程模型表示： （3） 式中：P为核酸酶酶活，U； a为菌体生长速率相关的常数；