发酵培养基的优化方法与策略.pptVIP

(2) 前体 precursors 前体是指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。 Example： 发酵工业中，一些常见前体物质 产品 前体 产品 前体 青霉素G 青霉素V 金霉素 灰黄霉素 红霉素 苯乙酸 苯氧乙酸 氯化物 氯化物 正丙醇 核黄素 类胡萝卜素 L-异亮氨酸 L-色氨酸 L-丝氨酸 丙酸盐 β-紫罗酮 ?-氨基丁酸 邻氨基苯甲酸 甘氨酸 前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利 如苯乙酸，一般基础料中仅仅添加0.07% 前体添加过多，容易引起挥发和氧化，分解等。 因此，前体在使用过程中，常采用流加方法。 用法：前体普遍采用流加的方法， 流加有利于提高前体的转化率。 产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。 (3) 产物促进剂 促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方面的（机理不详）。 有些促进剂本身是酶的诱导物； 有些促进剂是表面活性剂，可改善细胞的透性，改善 细胞及氧的接触从而促进酶的分泌与生产； 也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用； 有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。 (3) 产物促进剂 3 培养基优化 （1）目前还不能完全从生化反应的基本原理来推断和计算出适合某一菌种的培养基配方。 （2）只能用生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论，参照他人所使用的比较适合某一类菌种、某一类产品发酵的经验配方。 （3）采用摇瓶、玻璃罐等小型发酵设备，按照一定的实验设计和实验方法选择出较为适合的培养基。 3.1 培养基优化的基本原则 注意事项： （1）菌种特性，同化能力 （2）合适的C、N比。工业发酵培养基的C、N比为100: (0.2~2.0) （3）合适的快速利用碳源、氮源。 （4）合适的生理性酸性及碱性 （5）pH、离子强度等 没有最好，只有更好 提高生产率 降低物耗、能耗、三废排放 提高发酵单位 缩短生产时间 价廉的原料替代，降低成本 培 养 基 优 化 目 标 正交 实验 均匀 设计 神经 网络 其他 方法 聚类 分析 响应面 分析 单因子 实验 成本 发酵单位 方法 结果 3.2 培养基优化的基本方法 实例 1 鸡纵菌液体培养 胡忠策，郑晓冬 -----微生物菌体培养的培养基优化 菌 物 系 统 2002 21（1）：98~101 1-葡萄糖，2-蔗糖，3-乳糖，4-赤砂糖，5-大米水解糖，6-可溶性淀粉 菌 物 系 统 2002 21（1）：98~101 实例 1 1-蛋白胨，2-牛肉膏，3-酵母提取粉，4-硫酸铵，5-尿素 菌 物 系 统 2002 21（1）：98~101 实例 1 序号 X1-水解糖（%） X2KH2PO4（%） X3酵母粉（%） Y生物量（g/L) 1 3.5 0.35 0.9 10.93 2 5.0 0.65 0.7 11.42 3 6.5 0.20 0.5 13.57 4 2.5 0.65 0.3 8.18 5 4.0 0.20 0.1 7.66 6 5.5 0.50 0.9 9.19 7 7.0 0.05 0.7 6.27 8 3.0 0.50 0.5 15.79 9 4.5 0.05 0.3 14.28 10 6.0 0.35 0.1 6.18 实例 1 对该回归方程求偏导，得最优条件： X1，max=4.29% X2，max=0.31% X3，max=0.53% 多批实验验证，生物量为 19.8 g/L 菌 物 系 统 2002 21（1）：98~101 Ymax=19.5 g/L 实例 1 实例 2 共培养体系 Noda Institute for Scientific Research (NISR) Research GRANT 2005 Research Grant Antibiotic Production in Streptomyces Induced in Co-culturing System Yasuhiro IGARASHI Toyama Prefectural University 共培养体系：将致病菌及产抗生素的链霉菌共培养，从而诱导链霉菌产生不同生理活性的抗生素或者提高抗生素产量。 T. pulmonis Streptomyces Antibiotic production in Streptomyces induced in co-culturing system S.lividans S.albogriseolus S.