《表2 搅拌转速对菌体形态的影响》

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《米曲霉形态对L-苹果酸生产的影响》

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以摇瓶发酵优化结果为基础，本工作研究了30L发酵罐中搅拌转速对A.oryzae菌体形态和L-苹果酸积累的影响。当搅拌转速为200 r/min时，菌体在发酵罐中呈菌丝状，当搅拌转速在400～600 r/min范围内，A.oryzae主要形成菌球，随着搅拌转速的提高，单位体积发酵液中菌球浓度不断增加，菌球直径不断减小（表2）。搅拌转速从400 r/min提高到600 r/min时，菌球浓度增加而菌球直径减小。搅拌转速为600 r/min时V值为（99.3±5.06)mm3/mL，比搅拌转速是400 r/min时降低了35.0%。不同转速搅拌带来的流体流动与剪切力会显著影响菌体的形态，搅拌转速越大，液体流动速度越快，剪切力越大，更利于形成数量多的小直径菌球。Park J P等[16]考察了搅拌强度对蛹虫草（Cordyceps militaris）菌体形态的影响，研究表明搅拌转速为300 r/min时，菌球直径小并且表面光滑，但当搅拌转速为50 r/min时，菌球大而松散。菌体质量浓度也随着搅拌转速的提高而增加，当搅拌转速从200 r/min增加到400 r/min时，菌体质量浓度提高了14.4%。原因可能是随着搅拌转速增加发酵液溶氧也不断增加，从而利于菌体生长导致菌体质量浓度增加。然而，当搅拌转速继续增加到600 r/min时，菌体质量浓度并没有大幅度增加（约19.8 g/L）。结果如图3所示，随着搅拌转速的提高，L-苹果酸的产量也随之增加，当搅拌转速是600 r/min时，最高积累83.0 g/L的L-苹果酸，比搅拌转速是200 r/min和400 r/min时分别提高了63.4%和31.5%；葡萄糖消耗比搅拌转速是200 r/min和400 r/min时分别提高了24.1%和17.0%，产率比搅拌转速是200 r/min和400 r/min时分别提高了31.4%和12.2%。结果表明高搅拌转速促进A.oryzae生长，增加葡萄糖消耗和L-苹果酸积累，最佳搅拌转速是600 r/min。在丝状真菌发酵过程中，在菌体形态和搅拌转速之间有一种最优的状态，在这种情况下，搅拌可能也会对细胞的氧气供应进行调节[17]。