底物及底物处理方法对胞磷胆碱发酵的影响

以氯化胆碱、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠为底物发酵法生产胞磷胆碱的过程中,后期高浓度盐离子导致菌体活力下降甚至衰亡,是限制胞磷胆碱产业化的主要问题。该研究为解决这一问题,首先确定了不同底物对胞磷胆碱发酵的影响。其次为了消除Cl^(-)、K^(+)、Na^(+)对发酵的影响,分别使用电渗析法和离子交换树脂对底物进行预处理,探究二者的分离效率,结果得知离子交换树脂在效率以及成本上均优于电渗析法。因此为了实现胞磷胆碱大规模生产,在此基础上探究不同强度的离子交换树脂,实验确定了最适树脂型号、上样体积、上样浓度、洗脱液浓度、再生溶液类型以及树脂的稳定性,解决了后期高盐离子导致的高渗透压问题,使得以廉价原料高效生产胞磷胆碱成为可能。最后通过5 L发酵罐放大验证,以胞磷胆碱产量、生物量、糖酸转化率为指标,最终胞磷胆碱产量达到了32.1 g/L,糖酸转化率为25.4%,为目前国内发酵法生产胞磷胆碱的最高水平。与直接使用磷酸胆碱作为底物生产胞磷胆碱相比成本降低了85%,也证明了该次实验的可行性,对胞磷胆碱大规模工业化生产有一定的指导意义。