4微生物培养基(下) (1).ppt

1、通过4.3培养基的设计和优化、成分、单因子实验，最终确定了最合适的培养基成分。培养基成分确定后，剩下的问题是各成分的最佳浓度。由于培养基成分多，为了减少实验次数，经常使用合理的实验设计方法。具体分为4个阶段：根据问题的要求和客观条件确定系数和水平，并列出系数水平表。根据系数和水平数选择相应的正交表，设计正交标题，并排列实验。根据正交表给出的实验方案，进行实验；分析实验结果，选择优秀的实验条件，对结果有相当大的影响因素。4.3.2.2.1正交试验设计，例如：确定了赖氨酸高产菌FB31发酵培养基成分玉米浆、豆饼水分液、硫酸铵的适宜浓度及其对发酵的影响。采用正交设计准备实验，分析结果。(1)，根据结

2、晶系数和水平、系数水平表、经验、豆饼水解物、玉米浆、硫酸铵的浓度变化，共有3个因素分别出现在3个水平。K1、k2、k3的差异是每个因素导致的三个不同级别。(3)分析实验结果和正交实验结果的统计分析方法有两种：极值分析法和方差分析法。3，培养基设计在发酵过程优化控制中的作用和地位，分批发酵可分为两个阶段。生长阶段：微生物快速生长，产物很少合成。菌体酶系的变化主要发生在这个阶段。产物形成阶段：时间较长，菌浓，只有少量变化，产物积累迅速。菌体的酶系比较稳定。控制细菌的生长，形成产物合成酶。这个阶段时间短，但很重要。酶系的形成往往是不可逆转的。要从代斯调节机制开始，分析限制产物合成的调节机制，分析营养

3、和环境条件，找出主要控制因素，使菌体生长后处于最佳产物合成状态。生长阶段控制焦点：控制产物的合成。在这个阶段，酶系相对稳定。这就分析了气质浓度对反应速度的影响，找出影响最大的气质，建立动力学方程，优化控制，确保不同气质浓度保持在适当的水平，因此产物的合成过程最经济。生成物形成阶段控制重点：往往过于强调反应速度控制，即仅从力学角度研究优化控制问题，常用的方法是简化很多影响因素，归结为一个主要因素，在此基础上构建力学模型，在此基础上利用数学方法优化过程。这种研究方法经实践检验的不多。原因是缺乏对菌体生长阶段和产物形成阶段的控制差异和重要性的考虑，对生长阶段的控制本质的研究不够透彻。分批发酵优化控制

4、研究中的问题和不足：适合控制生长阶段的培养基配方是最重要的手段，可以说是成功的关键。生长阶段控制要找出和控制影响产品分泌的最合适的酶系形成的关键因素。现在有很成功的报道，最典型的是控制谷氨酸发酵中生物素的适量。4.3.3培养基设计中需要注意的几个相关问题，(1)原料及设备的预处理，发酵原料，部分必须预处理。例1:要去除谷物或芋头干燥等杂草、泥块、石头、铁钉等杂物，防止粉碎机损坏。例2:外国抗生素用培养基都要通过200目的体。例3:大麦、大梁、橡子等为防止皮的有害物质(如单宁等)进入发酵液，最好先剥皮。另一方面，大量的皮革外壳占一定的体积，降低设备的利用率，容易堵塞管道，增加流动阻力。糖蜜含有大

5、量无机盐、胶体物质、灰分，必须预处理。糖蜜预处理：因为柠檬酸生产时糖蜜中含有丰富铁的离子，形成了异山梨酸，所以要提前放入黄血盐去铁。，生产酒精或酵母时，糖蜜中干燥物质浓度高，糖分高，产菌多，灰分和胶体物质多，酵母无法生长，因此必须经过稀释、酸化、灭菌、净化、营养盐等处理后才能使用。(b)原材料的质量目前大部分产品，培养基的核心调节因子尚不明确。它经常是碳源、氮源等，尤其是有机氮源中包含的微量物质。因此碳氮源质量的稳定性是持续稳定和获得高产量的关键。选择有机氮源时，特别要注意原料的来源、加工方法、有效成分的含量、储存方法。有机氮源大部分是农水产品，其中的成分深受产地加工储存等的影响。因此原料要定点购买，不要随意更换工厂，一般不要随意更换原料。例如：豆饼粉加工法均为挤压法，但使用的挤压温度可以是低温(4050)、中温(8090)、高温(100以上)。豆粉的不同加工方法对抗生素发酵有很大影响。例如，在生产红霉素时，要用热挤压的豆粉，在链霉素发酵时要用冷挤压的