刘重阳， 尹 蕾， 冯恩民， 修志龙

（1.大连理工大学数学科学学院，辽宁大连 116024；2.山东工商学院数学与信息科学学院，山东烟台 264005；3.大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116024）

0 引 言

1，3－丙二醇（1，3－PD）是一种重要的化工原料，可用来合成许多具有优良特性的聚合物，如聚酯和聚氨酯［1］.传统的1，3－丙二醇化学合成法生产需要高温、高压及贵重催化剂才能实现，此法分离提纯困难、成本高，极大地限制了1，3－PD的发展.随着现代生物技术的发展，人们开始尝试用微生物发酵法生产1，3－PD.微生物发酵法具有条件温和、操作简单、副产物少、绿色环保等优点，所以这方面的研究正受到国内外越来越多的重视.特别地，通过克雷伯氏杆菌（K.pneumoniae）发酵生产1，3－PD受到众多学者的广泛关注［2～5］.利用克雷伯氏杆菌进行甘油发酵是一个复杂的生化过程，因为微生物的生长受到底物、各种产物和中间代谢物的抑制作用［3］，其中3－羟基丙醛（3－HPA）是一种有毒的中间代谢物，它对生产1，3－丙二醇所必需的两种重要的酶（甘油脱水酶（GDHt）和1，3丙二醇氧化还原酶（PDOR））的活性具有抑制作用.近年来，国内外许多研究者利用数学模型来描述甘油发酵过程以实现发酵过程的优化从而提高1，3－PD的产量.Zeng等［3］提出了关于底物消耗和产物形成的过量动力学模型.修志龙等［4］改进了过量动力学模型使其适用于更大范围的甘油注入浓度并研究了连续发酵中出现的多稳态现象.但是，上述模型都没有考虑胞内1，3－PD、胞内甘油以及3－HPA的浓度变化.然而……