米根霉发酵产富马酸的最适替代中和剂及pH调控策略研究

针对米根霉发酵产富马酸使用的不同中和剂(CaCO3,Na2CO3,NH3.H2O,NaOH)进行了研究,结果表明发酵过程中使用Na2CO3作为中和剂时富马酸产率和生产强度最接近传统中和剂CaCO3。此后考察了不同pH值(3.5,4.5,5.5和6.5)对Na2CO3作为中和剂的富马酸发酵过程的影响。基于对3个动力学参数的分析,提出了一个旨在同时获得富马酸高产物浓度、高产率和高生产强度的双阶段pH调控策略,在初始的24 h内pH控制在5.5,然后将pH调到4.5直至发酵结束。最终富马酸的终浓度达到40.5 g/L,产率为0.55 g/g,生产强度为0.61 g/L/h,比恒定pH时的最优结果分别提高了8.3%,10.0%和17.3%,其中生产强度甚至比使用CaCO3时还高了3.4%。故以Na2CO3作为中和剂,采用双阶段pH调控策略具有降低能耗和简化下游步骤的优势,可以成功取代CaCO3。