应用pH-shift控制策略制备丁酸新工艺及其优化

以嗜热丁酸梭菌为生产菌株,研究不同pH(6.0,6.2,6.4,6.6,6.8,7.0)条件对嗜热丁酸梭菌生长和产酸的影响。基于不同pH条件下试验结果的分析比较,拟采用pH-shift控制策略,运用发酵法制备丁酸,并探索最优工艺条件。通过单因素试验和正交优化试验确定了最优发酵工艺条件为:0~20 h将pH控制在6.8,而后将pH调低至6.2并保持到发酵结束,发酵温度为55℃,发酵总时间为50 h,以6 mol/L NaOH溶液为中和剂,采用自动流加方式。优化后的发酵工艺能有效提高丁酸产量,通过应用pH-shift控制策略,丁酸产量达16.12 g/L,与固定pH条件下发酵最好结果相比提高35.69%。该试验结果表明采用pH-shift控制策略的新工艺可有效提高丁酸发酵过程的效率。