葡萄糖酸促进氧化亚铁硫杆菌磁小体合成的发酵动力学

Fermentation kinetics of Acidithiobacillus ferrooxidans for magnetosome synthesis improved by gluconic acid addition

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摘要[目的]明确不同种类有机物对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)BYM磁小体形成的促进作用,为安全有效提升细菌磁小体产量提供新思路.[方法]以A.ferrooxidans BYM为目的菌株,采用单因素试验分析10种有机物对A.ferrooxidans BYM亚铁氧化的影响,通过4L发酵体系进一步筛选促进磁小体合成的有机物;通过分批发酵实验基于经典发酵动力学模型(Logistic、Luedeking-Piret、底物消耗动力学方程)分别构建A.ferrooxidans BYM菌体生长、磁小体合成以及亚铁消耗动力学模型.[结果]筛选得到10 mmol/L葡萄糖酸能使磁小体产量最高达到2.00 ×10-3 g/L,葡萄糖酸使A.ferrooxidans BYM细胞呈椭圆形,表面光滑;在葡萄糖酸作用下,A.ferrooxidans BYM的发酵符合Logistic、Luedeking-Piret、底物消耗动力学方程.[结论]添加10 mmol/L葡萄糖酸能够使A.ferrooxidans BYM磁小体产量提升8倍,葡萄糖酸通过改变细胞形态和表面结构促进磁小体合成,菌体生长、产物生成以及底物消耗动力学模型可以阐明A.ferrooxidans BYM在葡萄糖酸存在下的分批发酵过程.