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Research on ursolic acid production of Eriobotrya japonica cell suspension culture in WAVE bioreactor

波浪式WAVE生物反应器悬浮培养枇杷细胞生产熊果酸的研究



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书李惠华等:波浪式WAVE生物反应器悬浮培养枇杷细胞生产熊果酸的研究
18 数据分析 每个处理设3次生物学重复,试验
数据采用SPSS18软件进行方差分析,采用邓肯新
复极差法(Duncan′smultiplerangemethod),表示为
3次重复的平均值±标准差(珋x±s)。
2 结果与分析
21 三角锥形瓶与生物反应器中细胞的生长及UA
含量变化 以同样的接种浓度,枇杷悬浮细胞在波浪
式生物反应器和摇瓶中分别培养至细胞由嫩黄色转
为灰白色时收获,见图2。在摇瓶中细胞经过2d的
延迟期,第2~16天处于对数生长期,第18天细胞的
生长达到峰值,之后开始进入平台期,第22天收获。
在反应器中没有明显的延迟期,细胞逐渐进入快速生
长,第14天到达峰值,之后开始进入平台期,第18天
收获。在生物反应器中的生长周期快于摇瓶中,以收
获时计算,反应器(18d)和摇瓶(22d)中细胞干重的
绝对生长速率分别是0233,0114g·d-1。
不同字母表示差异显著,P<0.05(图4,5同)。
图2 摇瓶和反应器中细胞的生长
Fig2 CelgrowthinshakeflasksandinWAVEbioreactor
在波浪式生物反应器和摇瓶中,枇杷悬浮细胞
合成 UA的情况见图3。UA的合成都经过先下降
再上升的过程,摇瓶中下降的时间长于反应器中,收
获时两者 UA的量均达到最高值,分别为 23032,
294mg·g-1。反应器中细胞的干重增长及 UA含
量比摇瓶中高出了1055%,2765%。
22 工作体积为1L和5L的无菌细胞培养袋营
养代谢 植物细胞悬浮培养是细胞在人为调控的状
态下微生物化地生长,其生长状态与培养液的成份
密切相关,对生物反应器中1L和5L不同的工作
体积下,1个培养周期中,培养液中氮(N),P,K,
Ca,Mg,Zn,Fe,Mn元素的动态消耗情况进行了测
定,在溶氧率25%,温度28℃,接种量为40g,转动
    
图3 摇瓶和反应器中UA的合成
Fig3 UAproductioninshakeflasksandinWAVEbioreactor
速度为20r·min-1,转动角度为8°,外部用白炽灯
补光,光照强度为400lx的培养条件下,不同工作体
积1L和5L的无菌细胞培养袋主要元素代谢情况
见表2。
表2中显示接种量为40g·L-1,不同培养袋
中不同工作体积(1,5L)下,营养液中元素的消耗
情况。大量元素N,P,K,微量元素 Ca,Mg,Zn,Fe,
Mn的消耗趋势基本相似。在18d的培养周期中,
随着培养时间的增加,与对照相比,各元素的含量逐
渐减少,减少的幅度基本相同,其中P,Mg的变化较
为特殊,在培养的初期 P元素的含量下降迅速,在
第6天,已经下降到检测下限以下,表明P几乎被消
耗完全,Mg元素的含量在培养的早期和中期变化缓
和,但在末期(第16,18天)下降迅速。5L工作体
积下,Mg元素的质量浓度第18天降到783mg·
L-1,仅为对照的228%,1L工作体积下也出现相
同的趋势,第18天仅为对照的207%。
23 工作体积为1L和5L的细胞干重及UA含量
的变化 在溶氧率25%,温度28℃,接种量为40g
·L-1,转动速度为20r·min-1,转动角度为8°,外
部用白炽灯补光,光照强度为400lx的培养条件下,
不同工作体积1L和5L的无菌细胞培养袋中细胞
干重及UA含量的变化情况见图4,5。
图4中显示生物反应器中不同工作体积(1,5
L)下,干重变化趋势基本一致,均出现了先小幅上
升(第0~2天)后快速上升(第2~14天)之后缓慢
下降(第 14~18天)的趋势。在干重变化的数据
中,除了第4天和第14天工作体积5L的干重显著
高于工作体积1L的干重,其他时间点的数据工作
体积1L与5L均不存在显著性差异。
图5中显示生物反应器中不同工作体积(1,5
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