Abstrakt

Fed-Batch-Kinetik und Modellierung des Wachstums von Schizochytrium Sp. FJU-512 und der DHA-Produktion in Fermentationen unter Verwendung einer Shift-Control-Strategie

Mingliang Zhang, Feng Qi, Xianzhang Jiang, You Weichen, Weibin Wu, Xiaolei Guo und Jianzhong Huang

Es wurde eine Reihe von kinetischen Modellen für die Fed-Batch-Produktion von DHA durch Schizochytrium sp. FJU-512 in 151- und 1001-Fermentern entwickelt. Dabei wurde eine Strategie verwendet, die Stickstoffstress in Kombination mit Veränderungen der DO-Konzentration und der Temperatur anwendet. Um die optimalen mathematischen Gleichungen zu finden, wurde ein Kompensationsparameter n in das Modell integriert. Zur Anpassung an die Zellwachstumsdaten wurde ein modifiziertes logistisches Modell vorgeschlagen und die folgenden kinetischen Parameter wurden ermittelt: μ _m =0,0525 h ^-1 , X _m =100 gl ^-1 und n=4,1717 für den 151-Bioreaktor sowie μ _m =0,0382 h ^-1 , X _m =107,4371 gl ^-1 und n=10 für den 1001-Bioreaktor. Die Luedeking-Piret-Gleichungen wurden zur Modellierung der DHA-Produktion verwendet und ergaben Werte von α = 0,0648 gg ^-1 und β = 0,0014 gg ^-1 .h ^-1 für den 151-Bioreaktor, während die für die 1001-Fermentation erhaltenen Werte von α und β 0,0209 gg ^-1 und 0,0030 gg ^-1 .h ^-1 betrugen . Die erstellten Modelle hatten eine gute Anpassungsgenauigkeit und konnten die dynamischen Merkmale des DHA-Produktionsprozesses, bei dem Schizochytrium sp. FJU-512 verwendet wird, genau darstellen.