一直以來，大家都覺得小型罐做放線菌、霉菌有難度。小型裝備在某些參數上的確與大型裝備有區(qū)別，但是作為R&D工具，結合精巧的實驗設計，小型罐也能發(fā)揮它特有的作用。今天，結合迪必爾平行生物反應器，我們來介紹一些成功的應用實例。

江南大學生物工程學院毛忠貴老師和陳旭升老師課題組，自2017年至今使用迪必爾平行反應器進行鏈霉菌發(fā)酵產天然抗菌劑ε-聚賴氨酸工藝優(yōu)化，產量和發(fā)酵強度均獲得超過30%以上的提升，分別達到32.22 g/L和5.86 g/L/day（2017年之前）。發(fā)酵時間和能耗也得到了有效的降低。他們2017年發(fā)表于Process Biochemistry的研究中，迪必爾1.0L 四聯平行生物反應器被巧妙地用于兩級培養(yǎng)+pH沖擊實驗設計。在這個策略中，四聯平行生物反應器中的一個用作一級培養(yǎng)種子罐，另外三個用于考察接種量，接種條件，pH值等參數的影響，如下圖1、2所示。

具體來說，他們進行了三組實驗，每一組實驗均使用四聯反應器中的一個作為種子罐（一級培養(yǎng)），其操作條件具體為600mL裝液量，1~3vvm的空氣流量，300~1500rpm的攪拌，50mL的接種量（24小時種齡），pH保持為6.8，溫度30°C。該操作條件有利于菌體生長，但是對產物合成不利。
他們的第一組實驗利用平行反應器中的其余3個單元考察了接種條件對ε-聚賴氨酸產量的影響。這里的接種條件指的是接種時種子罐的溶氧濃度，分別為95%, 50%, 20%。在這一組實驗中，接種量固定在15%而二級培養(yǎng)反應器的初始pH固定在5.0。第二組實驗選擇的接種條件為DO=50%，接種量15%，考察了初始pH為5.0, 4.0, 3.85是的發(fā)酵效果。第三組實驗的接種條件仍然控制在50~60% DO，但接種量分別為10%, 15%和20%。利用迪必爾四聯平行反應器，他們只進行了三次實驗就完成了3因素、三水平的OFAT(one-factor-at-a-time)實驗設計，降低了60%的工作量。與常用的3~5L臺式反應器相比，也大大節(jié)省了藥品的用量和產生的廢水的體積。

  2019年，他們再次利用迪必爾的四聯平行反應器對高產ε-聚賴氨酸的鏈霉菌進行pH沖擊的轉錄組學分析。研究成果發(fā)表在Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology (2019) 46:1781–1792, 有興趣的同學可以去閱讀一下！

陳旭升、毛貴忠課題組緊盯實現新型生物食品防腐劑ε-聚賴氨酸的高水平產業(yè)化這一目標，圍繞ε-聚賴氨酸高效生物制造關鍵技術與產業(yè)化、鏈霉菌高效積累ε-聚賴氨酸生理機制兩個研究內容開展工作，通過微生物生理學的基礎研究新發(fā)現，發(fā)展了一系列菌株改造、發(fā)酵調控與優(yōu)化的新手段，實現了我國ε-聚賴氨酸產品制造技術的國際并跑。他們課題組創(chuàng)建的ε-聚賴氨酸高效發(fā)酵技術和先進后提取工藝，在合作企業(yè)成功實施了產業(yè)化應用，項目建設的生產線是我國產能最大、發(fā)酵水平最高和產品質量最優(yōu)的ε-聚賴氨酸生產線。項目產業(yè)化成果，于2019年9月通過由中國輕工業(yè)聯合會組織的技術成果鑒定，鑒定結果為國際領先。
 
迪必爾生物
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