过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (3): 323-332.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225207
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王晓凡, 陈凯文, 张子萌, 朱慧霞, 李凤和, 王淮*
Xiaofan WANG, Kaiwen CHEN, Zimeng ZHANG, Huixia ZHU, Fenghe LI, Huai WANG*
摘要: 培养基是重组大肠杆菌(Escherichia coli)发酵的核心基础,其成分和配比直接影响菌体生长、目标蛋白(如胶原蛋白)的表达效率及工业化生产的成本效益。本研究聚焦于重组大肠杆菌发酵产胶原蛋白的培养基优化问题,通过单因素研究初步筛选出关键影响因素,并采用响应面优化策略对培养基组分进行精化调整,旨在提升产量并降低成本。优化后得到的发酵培养基配方为:葡萄糖2.85 g/L、复合氮源53.85 g/L、磷酸缓冲液64.63 mmol/L。基于该配方进行发酵验证研究,结果发现胶原蛋白产量达8.62 mg/50 mL,与商用TB培养基的产能相当,但生产成本显著降低30%。进一步的替代试验中,以秸秆糖化液完全替代葡萄糖组分后,胶原蛋白表达量达到原葡萄糖培养基的93%。这一成果不仅验证了秸秆资源的经济性与可行性,还为推动秸秆综纤维素全面替代淀粉糖在大肠杆菌发酵领域的应用提供了重要依据。5 L发酵罐规模的放大研究证实了优化培养基的良好稳定性和可放大性,菌体生长与产物表达未受显著影响。本研究为以大肠杆菌为宿主的高效、低成本胶原蛋白生物制造提供了坚实的技术支撑。