C. Necator 在混合碳发酵条件下对中链长度聚羟基烷酸酯共聚物的可扩展性生产及其结构-性能表征

《International Journal of Biological Macromolecules》：Scalability production and structure-property characterization of medium-chain-length polyhydroxyalkanoate copolymers by C. necator under mixed?carbon fermentation

　　

Punpaporn Ketsakhon | Weerapha Panatdasirisuk | Napaporn Sittirangsinan | Sitanan Thitiprasert | Nuttha Thongchul | Pornkamol Unrean | Verawat Champreda

摘要

本文研究了在90升中试规模的生物反应器中，使用两种突变菌株Cupriavidus necator（MT-68和mcl-C19）生产中等链长（mcl）PHA共聚物的可扩展性。在以糖蜜和废弃棕榈油为混合营养碳源的条件下，这两种菌株均产生了含有C4-C10单体的mcl-PHA共聚物。通过研究接种量及搅拌带来的氧气供应等工艺参数，确定了mcl-PHA生产的最佳条件。放大生产过程使PHA的浓度达到了最大值16.4±1.0克/升，PHA含量为76.2±4.9%，证明了中试生产的可行性。MT-68和mcl-C19分别生产的PHA共聚物的mcl含量分别为1.3%和6.6%，这两种共聚物在化学、热学和机械性能上存在显著差异。值得注意的是，即使mcl含量较低，也会导致熔点变化、结晶度降低以及微观尺度上的机械行为差异，从而提高了柔韧性并改变了热性能，与商业PHB相比具有优势。这些发现突显了PHA生产过程可扩展性的重要性，系统地比较了这两种菌株，并阐明了所生产mcl-PHA共聚物的结构-性能关系，为其潜在的工业应用奠定了基础。