探討pH值和通氣量對Penicillium brevicompactum生產Mycophenolic acid之影響

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研究生：	陳奕廷 Yi-Ting Chen
論文名稱：	探討pH值和通氣量對Penicillium brevicompactum生產Mycophenolic acid之影響
指導教授：	徐敬衡 Chin-Hang Shu
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程與材料工程學系 Department of Chemical & Materials Engineering
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	82
中文關鍵詞：	Penicillium brevicompactum 、通氣量之影響、pH值之影響、Mycophenolic acid 、兩階段操作
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本研究中的Mycophenolic acid(MPA)是用來作為器官移植時抑制免疫反應的藥物，作為Inositol MonoPhosphate DeHydrogenase（INPDH）之非競爭型抑制劑，針對淋巴細胞之合成路徑進行抑制而達到降低免疫反應的發生，而實驗所使用微生物是Penicillium brevicompactum進行深層液態發酵（submerged fermentation）生產MPA。
??本研究中利用攪拌式發酵槽控制發酵期間之pH值由3.5~6.5和通氣量由0.1v.v.m~0.5v.v.m，可以得到最佳的培養條件( pH值和通氣量 )，菌體最適合的生長pH值為5.5，而對於菌體發酵生產MPA的產率來看來看pH值控制在4.5，而在工業上時間是最被重視的數值，經實驗結果發現pH=5.5的μ（比生長速率最大，菌體生長所需要之時間最短），但是產物生產所需要的時間是以pH值為4.5時最短，所以可以藉由兩階段(two-stage)的pH值調控發展出最佳的製程，而實驗結果也符合所預期之結果，得到最大的產率Productivity=2.50mg/l.hr相較於控制單一pH值的批次發酵結果提升了24%，因此在對於pH值的探討上找出一個適合的製程。
??b通氣量的探討上，發現產物對菌體的轉化率（YP/X）在通氣量為0.1v.v.m時有最大值0.07g/g，但是在菌體生長上面0.5v.v.m是最為快速的，所以在氧氣的討論上發現，低的溶氧會對於產物MPA的產出事有利的，而菌體的生長速度是在高的溶氧條件下有著最大值，但是就產率來說，因為通氣量低雖然會使得MPA的產量提升但是卻會使得整體的發酵時間延遲，因此在研究中所重視的產率並不會有所提升。

摘要	I
圖 目 錄	V
表 目 錄	VIII
第一章、緒論	1
1-1 研究動機	1
1-2 研究目的	4
第二章、文獻回顧	5
2-1黴菌的介紹：	5
2-1-1黴菌的分類：	5
2-1-2青黴菌之介紹：	6
2-2 Mycophenolic acid 之介紹	8
2-2-1 Mycophenolic acid之發現	8
2-2-2 Mycophenolic acid之生化合成	9
2-2-3 Mycophenolic acid在醫療上的用途	10
2-3 人體免疫系統和器官移植之介紹	11
2-3-1 人體免疫系統簡介	11
2-3-2 人體器官移植之簡介	12
2-3-2 人體器官移植時所使用的藥物	16
2-3-3  Mycophenolic acid應用在器官移值上	21
2-4 深層液態發酵培養	24
2-5 影響發酵的物理化學等環境生長因子	24
2-5-1 培養基組成	24
2-5-1.1 碳源	24
2-5-1.2 氮源	25
2-5-1.3 碳氮比	25
2-5-1.4 碳氮比	25
2-5-2 攪拌速率	26
2-5-3 pH值	27
2-5-4 溶氧值(DO值)	28
2-5-5 溶氧值對於青黴菌之影響	29
2-5-6二氧化碳對青黴菌之影響	30
2-5-6溫度：	31
2-6發酵動態行為的數學模式	32
2-6-1與生長有關的產物(growth-associated product)	32
2-6-1與生長無關的產物(nongrowth-associated product)	33
2-6-1混合生長相關的產物(mixed-growth-associated product)	33
2-7氧氣質傳對於菌體生長與MPA生成之影響：	34
第三章、實驗材料與方法	38
3-1實驗材料：	38
3-1-1實驗菌株：	38
3-1-2培養基組成：	38
3-1-3實驗藥品：	41
3-1-4實驗儀器與設備：	42
3-2實驗方法：	43
3-2-1菌體之接種及保存方法：	43
3-2-4發酵槽培養：	44
3-2-5實驗分析方法：	45
第四章 實驗結果與討論	50
4-1 發酵槽培養實驗	50
4-2 發酵槽實驗之pH值（controlled）對Penicillium brevicompactum 生產MPA之影響	51
4-2-1 發酵動力曲線的比較	51
4-2-1 pH值對於發酵時間的影響	54
4-2-2 pH值對於菌體生長的影響	54
4-2-3 pH值對於產物MPA的影響	56
4-3在發酵槽中兩階段控制	60
4-1-2 兩階段控制發酵槽pH值實驗對產物之影響	61
4-3-1兩階段控制對發酵時間之影響	62
4-3-2兩階段控制對菌體之影響	63
4-3-3兩階段控制對P. brevi-compactum生產MPA之影響	64
4-4 控制不同通氣量在攪拌式發酵槽對P. brevi-compactum 生產MPA之影響	67
4-3-1 通氣量對發酵時間的影響	69
4-3-2 通氣量對菌體生長的影響	70
4-3-3 通氣量對MPA生成的影響	71
第五章?結論與建議	75
5-1 結論	75
5-2 建議	77
第六章?參考文獻	78

                                

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