谈亚丽，李 啸,，张小龙，杜维力，熊 蓉

    (1.湖北省酵母功能重点实验室 湖北安琪生物集团有限公司，湖北宜昌 443003； 2.三峡大学 生物与制药学院 中国轻工业酵母功能重点实验室，湖北宜昌 443003)

    马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)因具有食品安全属性，被原国家卫生和计划生育委员会于2013年批准为新食品原料[1-2]。该菌种耐高温、培养底物谱广，可利用菊粉、乳清、木质纤维素等廉价原料；另外，自身酶系合成能力强，可产β-半乳糖苷酶、羰基还原酶等，因而被广泛应用到工业生物技术、食品发酵等领域。

    近年来，将具有产业化价值潜力的菌株投放到工业化规模生产，结合生产效率及成本因素，还必须实现菌体的高密度培养。高密度细胞培养技术(High Cell Density Culture，HCDC)是指通过优化培养基配方及发酵调控策略、改进反应器性能来提高菌体发酵密度，使菌体密度较传统培养方式提高10倍以上，从而提高时空产率，减少设备投资，降低生产成本，提高产品市场竞争力。其中反应器的流场特性决定了细胞所处的外部环境，从物料和能量的供给上直接影响菌体的生长特性，因而对发酵效率的提升及优化具有重要影响。

    计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)是将流体动力学和数值计算方法紧密结合对流体的流动、传热和传质过程进行分析的一门交叉学科。倪伟佳[3]等研究了不同搅拌桨叶组合下的流场情况，通过CFD数值模拟分析，优化了搅拌桨组合结构，提高了头孢菌素C的发酵效率。侯洪国等[4]采用CFD研究了大型侧搅拌发酵罐内流场情况，对比仿真分析结果，可以很好地描述搅拌桨对罐内流体的搅拌效果。由于通过CFD模拟计算可获取反应器中整体和局部的气含率、流体速度、湍动能等流体力学参数，从而较为直观地反映出反应器内的流场特性，所以已逐渐成为生物反应器性能优化和设计的一个重要工具。

    1 材料与方法

    1.1 材料与试剂

    1.1.1 菌株来源

    马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)NAQU Plateau KM-Ⅵ：由湖北安琪生物集团有限公司菌种保藏中心提供。

    1.1.2 种子培养基

    酵母浸出粉胨葡萄糖(Yeast Extract Peptone Dextrosemedium， YEPD)培养基：葡萄糖2%，酵母膏1%，蛋白胨1%。 108 ℃灭菌20 min。

    1.1.3 分批补料发酵培养基 ......