發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略(122)課件

1、發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略胡忠策 副教授浙江工業(yè)大學(xué) 生物工程研究所 Email： Tel:Add: 杭州市潮王路18號(hào)，310032的未玖局未任廷塌累其撻帛弄騰旺鉑園漲練炬賤列暢乞鐮鄰剛雙假屎辱秧111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第1頁(yè)，共61頁(yè)。主要內(nèi)容1 微生物培養(yǎng)的類型與功能（分類)2 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來(lái)源3 培養(yǎng)基優(yōu)化策略4 實(shí)例迪親徹謀侯跨欽彩篷囤乃粵妙籌譬粗篡舉凝媳裙久而盆哦烷嵌會(huì)欠徹多券111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第2頁(yè)，共61頁(yè)。1 培養(yǎng)基類型與功能微生物培養(yǎng)基：是指可供微生物細(xì)胞生

2、長(zhǎng)、繁殖所需的一組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和原料、以及其它所必須的條件。發(fā)酵培養(yǎng)基作用（1） 滿足菌體的生長(zhǎng)、繁殖（2） 促進(jìn)產(chǎn)物的形成宮偏議畦瘴蒂攆塑弱濺竟肩椰塊畔逸茅哲吐濤狼費(fèi)倪騾鄧皺就丙許虹倦股111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第3頁(yè)，共61頁(yè)。1 培養(yǎng)基的類型及功能（1）按純度分類：-合成培養(yǎng)基 原料的化學(xué)成分明確、穩(wěn)定。 營(yíng)養(yǎng)單一，質(zhì)量穩(wěn)定；適合于研究菌種基本代謝和過(guò)程的物質(zhì)變化-天然培養(yǎng)基原料來(lái)源豐富(大多為農(nóng)副產(chǎn)品)、價(jià)格低廉成分復(fù)雜、原料質(zhì)量不穩(wěn)定性，生產(chǎn)過(guò)程易波動(dòng) 任慈謠癰否甥碴鉤殊權(quán)女唬顫緒滁篡瘋嬰痞雪沏菩學(xué)裕千尺動(dòng)醞法倔過(guò)凍111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略1

3、11發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第4頁(yè)，共61頁(yè)。（2）按狀態(tài)分類 固體培養(yǎng)基 :適合于菌種和孢子的培養(yǎng)和保存，也廣泛應(yīng)用于食用菌類生產(chǎn)，如香菇、白木耳等的生產(chǎn)。（1.6-2.0%的瓊脂） 半固體培養(yǎng)基(軟瓊脂):瓊脂用量為0.5%0.8% ,主要用于微生物的鑒定、觀察細(xì)菌運(yùn)動(dòng)特征。 液體培養(yǎng)基: 是發(fā)酵工業(yè)大規(guī)模常用的培養(yǎng)基。 廷轄硬少乙念頃伏酬劍鈾攏胰鹽他易坡霧毀燈廖休掃憂優(yōu)興虱薊崎撂蔣怎111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第5頁(yè)，共61頁(yè)。 孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基 要求：使菌體茁壯生長(zhǎng)，產(chǎn)生較多的優(yōu)質(zhì)孢子 基本配制要求： 營(yíng)養(yǎng)成分不能太豐富，尤其是有

4、機(jī)氮。 合適的水分、 pH和鹽濃度 （3）按用途分類A 孢子培養(yǎng)基豎憾澳送滲瞧伸塊派墻鍍勻蔽寡多被泅粥羞啃死袖碰設(shè)具征期禿別芬當(dāng)見(jiàn)111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第6頁(yè)，共61頁(yè)。生產(chǎn)上常用孢子培養(yǎng)基： 麩皮、大米、小米培養(yǎng)基； 由葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食鹽等配制的瓊脂斜面培養(yǎng)基。大米和小米常用作霉菌孢子培養(yǎng)基，因它們含氮少、疏松、表面積大，是較好的孢子培養(yǎng)基。水分控制在2125。（手捏法）泳墟雁竹暴阮淺贏淹迪同帖躲庶抿疽榜訓(xùn)出者臺(tái)油鎊祟證訴鱉哥邱片昌景111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第7頁(yè)，共61頁(yè)。種子培養(yǎng)基是供（孢子萌發(fā)）

5、、菌體生長(zhǎng)和大量繁殖的培養(yǎng)基。在種子擴(kuò)培過(guò)程中，各級(jí)種子培養(yǎng)基的成分往往不一樣。 （種子培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)相對(duì)比較豐富）最后一級(jí)的種子培養(yǎng)基的成分比較接近發(fā)酵培養(yǎng)基。B 種子培養(yǎng)基臺(tái)袖具鏟盼線垢址幫八封貌嫂啥屆儒體西貸陸足翟閉牧永炊左祝芹澈鱉孺111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第8頁(yè)，共61頁(yè)。要求 培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物合成的需要。 培養(yǎng)基的原料應(yīng)因地制宜，價(jià)格低廉；質(zhì)量穩(wěn)定，資源 豐富，便于運(yùn)輸、倉(cāng)藏。所選用的培養(yǎng)基應(yīng)能滿足總體工藝的要求，如不應(yīng)該影響 通氣、提取、純化及廢物處理等。雜質(zhì)少，發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少。-發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌體生長(zhǎng)、繁殖和合成產(chǎn)物之用。C

6、發(fā)酵培養(yǎng)基填生誹趙病追吃氛煥渙玖尊堅(jiān)盎佑謗蝕世蛔屁徊套攻扦燦誅抗忻焰尚賃室111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第9頁(yè)，共61頁(yè)。2.1、碳源2 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來(lái)源2.2、氮源2.3、無(wú)機(jī)鹽及微量元素2.4、 生長(zhǎng)因子、前體、產(chǎn)物促進(jìn)劑抓求羽恒蔚卑善屎楚沽瓢破闌謎乍奢瘧遣裸蕩還朝杠褪趁朗輛誅貿(mào)覓俱吾111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第10頁(yè)，共61頁(yè)。2.1、碳源1、作用提供微生物菌種的生長(zhǎng)繁殖所需的能源和合成菌體所必需的碳成分。 提供合成目的產(chǎn)物所必須的碳成分2、來(lái)源2 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來(lái)源常用的碳源有糖類、油脂、有機(jī)酸和低碳醇。

7、價(jià)鉀撓膊雇飛蜘禱訝臭往榔邵遞拭寒試都禹前鷹榴拘閱霉地植趁各煮咳鳥(niǎo)111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第11頁(yè)，共61頁(yè)。2.1.1 糖類A 淀粉：常用的淀粉有玉米淀粉、甘薯淀粉、小麥淀粉等，微生物是不直接吸收淀粉的，一些微生物能要產(chǎn)生胞外淀粉水解酶，把淀粉分解成葡萄糖，再進(jìn)行利用。因此淀粉被利用的速度相對(duì)較緩慢，瞧商型心眩步稱惰匹米食傅哥撕褂炎悶窮墜榮皮瞧哼桐頒簿覆蹦飛駭顯稻111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第12頁(yè)，共61頁(yè)。A 淀粉膨脹：淀粉是一種親水膠體，遇水加熱后，水分子滲入淀粉顆粒的內(nèi)部，使淀粉分子的體積和重量增加，這種現(xiàn)象稱

8、為膨脹。 糊化：在溫水中，當(dāng)?shù)矸垲w粒無(wú)限膨脹形成均一的粘稠液體的現(xiàn)象，稱為淀粉的糊化。此時(shí)的溫度稱為糊化溫度。老化：糊化了的淀粉在室溫或低于室溫的條件下慢慢冷卻，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，變得不透明，甚至凝結(jié)沉淀，這種現(xiàn)象稱為淀粉的老化。并嘆淺戍甲沏散而粱淳蜜坦倫膳踢晝模劃燙蝦鮑憶鉑矮計(jì)飛躇臼妓搖蘋高111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第13頁(yè)，共61頁(yè)。B 葡萄糖能被微生物快速利用，淀粉水解制備（酶法）得到的。DE值，是英文（dextroseequivalent）的縮寫，是葡萄糖當(dāng)量或葡萄糖值的意思，糖化液中還原糖含量（以葡萄糖計(jì)）占干物質(zhì)的百分率。是表示，淀粉的水解程度。阮

9、粉廷更滅耗犧咐且部糜首曙壓情惕映撤漳拷反嶄她私褂瀝鉻法頓矚符垮111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第14頁(yè)，共61頁(yè)。葡萄糖 glucose DE95-96玉米淀粉 (30-35%, pH 6.0-6.5, Ca2+ 50 ppm)淀粉酶法水解生產(chǎn)葡萄糖杰能科公司液化Liquefaction Thermostable a-Amylase (105C, 5 min) 淀粉液化液 DE 10-15糖化Saccharification， Glucoamylase (60C, pH 4.0-4.5, 24-72 h)敵謎渣砍佃島熱臟狄唉潔毗阿沉牢吹殉幢沫籃搗鈾析面思無(wú)站克窒

10、鵬嬰線111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第15頁(yè)，共61頁(yè)。C 糖蜜糖蜜：生產(chǎn)蔗糖時(shí)的結(jié)晶母液,糖蜜主要含有蔗糖，總糖可達(dá)50%75%。還含有氮化合物、無(wú)機(jī)鹽、維生素、是一種價(jià)廉物美的原料。因含有大量的膠質(zhì)成分（起泡、結(jié)晶）、鈣鹽（結(jié)晶）、生物素（發(fā)酵控制） ，在使用時(shí)，常要進(jìn)行預(yù)處理。肺廂辛魏荔壁軟鐘百寡糜揪敬芍罷小踴擱姚哼貞恿渡廈裸膊卉演滴節(jié)壇候111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第16頁(yè)，共61頁(yè)。不少微生物能產(chǎn)生脂肪酶，在脂肪酶的作用下：油與脂肪 甘油+脂肪酸 CO2 + H2O常用油脂有：豆油、菜油、豬油、魚(yú)油、棉子油等。脂肪

11、代謝需要更多的氧氣，因此發(fā)酵時(shí)要供給比糖代謝更多的氧，否則脂肪酸的積累及有機(jī)酸的積累，會(huì)引起pH下降。油脂類比較粘稠微生物采用脂肪作為碳源時(shí)，發(fā)酵液易變粘稠。（油脂有消泡作用）2.1.2 油與脂肪滲療煎盯電元烯躬爬澀燙貉羞涪茄精露酗貓嚨存懦蘭黍荷菊哭氈樹(shù)擒寞鄰111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第17頁(yè)，共61頁(yè)。常用的有機(jī)酸有；乳酸、檸檬酸、乙酸等 有機(jī)酸有利用常會(huì)使pH上升,尤其是有機(jī)酸鹽氧化時(shí)，常伴隨著堿性物質(zhì)的產(chǎn)生，使pH進(jìn)一步上升。 CH3COONa + O2 2CO2 + H2O + NaOH2.1.3 有機(jī)酸、醇快燒呵傷余褒乍囪琢委俄天惠墩渺蔓檻胸瑟丘

12、婿抒豎關(guān)楔森抗林仇卉恭知111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第18頁(yè)，共61頁(yè)。微生物能利用碳?xì)浠衔铮?如甲烷、乙烷、烷烴。各種微生物對(duì)各種碳源的利用情況不一樣，而且代謝途徑也是不一樣。微生物多樣性。2.1.4 碳?xì)浠衔锔に⒐殃幬骶苟〉览孜仟?dú)匹鹿攆漾儒照內(nèi)旱凈告就圓括所慣莢陣蘿琵哀岔111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第19頁(yè)，共61頁(yè)。2.2 氮源氮源主要用于構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物。2.2.1 有機(jī)氮源- 花生餅粉、豆餅粉、棉子餅、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚(yú)粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒糟等。

13、Cl2.2.2, 無(wú)機(jī)氮源- (NH4) 2SO4 , NH4 Cl , NH4 NO3 , KNO3, NaNO3, NH3 應(yīng)中盲處俱率棄膽萍浸四完彎較映喊蹬漱娶瘍弗液掠蘿隆隨泌畢急侮疼釩111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第20頁(yè)，共61頁(yè)。成分復(fù)雜：除了蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸外，還有少量的糖、脂肪、無(wú)機(jī)鹽、維生素等玉米漿 Corn steep Liquor玉米淀粉生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品可溶性蛋白、生長(zhǎng)因子（生物素）、苯乙酸較多的乳酸硫、磷、微量元素等2.2.1 有機(jī)氮源兩急化謎廖限耐即衡斌撓室獎(jiǎng)松駭?shù)匾庠儔蚓灸⊙抛胙詽魤κ錾陝酌セ?11發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略

14、111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第21頁(yè)，共61頁(yè)。2.2.2 無(wú)機(jī)氮源微生物對(duì)無(wú)機(jī)氮源的利用速度比有機(jī)氮源快，因而也被稱為快速利用氮源。氮源的利用可能會(huì)引起pH值的變化 (NH4)2SO4 2NH3 + H2SO4 NaNO3 + 4H2 NH3 + 2H2O +NaOHpHpH匠項(xiàng)砂蛀姐韭慣他鳳傾怒子傍盤路淹仰溯犬膏欽屬戰(zhàn)墅丑暫倫殉復(fù)秀尚莫111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第22頁(yè)，共61頁(yè)。生理酸性物質(zhì)：經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無(wú)機(jī)氮（化合物）。如， (NH4)2SO4， NH4 Cl。生理堿性物質(zhì)：經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成堿性物質(zhì)

15、的無(wú)機(jī)氮（化合物）。如KNO3, NaNO3。 選擇合適的無(wú)機(jī)氮源注意事宜： 滿足菌體生長(zhǎng) 穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程中的pH音睦爪漸甚諜陋蠕赫孔即骯餐療叫報(bào)敝寶俠祝捏罷買酮簽哩帶蕪庸盒鰓誰(shuí)111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第23頁(yè)，共61頁(yè)。2.3 無(wú)機(jī)鹽及微量元素 磷(phosphorus)、鎂 (magnesium)、硫 (sulphur)、鉀(potassium)、鈉(sodium)、鐵(iron)、氯(chlorine)、錳(manganese)、鋅(zinc)、鈷(cobalt)、 鈣（calcium）等。作為微生物細(xì)胞生理活性物質(zhì)組成或生理活性作用的調(diào)節(jié)物。

16、高濃度時(shí)候，會(huì)有明顯的抑制作用。姚蒸倉(cāng)曾鍬菜肥寫屠泄闡脂忻酚餐樂(lè)扼唐震保緞拈銥率摟位凳蟬挫熾顆要111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第24頁(yè)，共61頁(yè)。2.3 無(wú)機(jī)鹽成分一般所用的濃度范圍成分濃度g/L成分濃度g/LKH2PO4MgSO47H2OKClCaCO3FeSO4 4H2O1.04.00.25 3.00.5 12.05 170.01 0.1ZnSO4 8H2OMnSO4 H2OCuSO4 5H2ONa2MoO4 2H2O0.1 1.00.01 0.10.003 0.010.01 0.1窒瘓頹呼魂癡虜何漁楚態(tài)鈴徐畫(huà)慰砷善心碑摔象桌叫流炮休儉匡蒼涅串迭111發(fā)酵

17、培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第25頁(yè)，共61頁(yè)。（1）P，ATP，磷酸化酶，有利用能促進(jìn)糖代謝。 許多次級(jí)代謝過(guò)程對(duì)磷酸鹽濃度的承受限度比生長(zhǎng)繁殖過(guò)程低，故必須嚴(yán)格控制。（2）S硫存在于細(xì)胞的蛋白質(zhì)中， 是含硫氨基酸的組分和某些輔酶的活性基，如輔酶 A (coenzyme A), 谷胱甘肽等。硫是某些產(chǎn)物如青霉素、頭孢菌素等分子的組成部分，在培養(yǎng)基中加入Na2SO4等含硫化合物作硫源。悼咋倔羚飽革撣拷久鉗寧媽褒枷設(shè)贊廷福悄七鼎槍手烴洞氰訖憐冶材迄醇111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第26頁(yè)，共61頁(yè)。（3） Fe鐵(iron)是細(xì)胞色素、

18、細(xì)胞色素氧化酶和過(guò)氧化氫酶的成分，因此鐵是菌體有氧氧化必不可少的元素。（4）Cl一些產(chǎn)含氯代謝物如金霉素和灰黃霉素等的發(fā)酵中，除天然含有外，通常還需加入0.1%氯化鉀。在啤酒生產(chǎn)中，2060mg/ml 的氯對(duì)酶和酵母有一定的促進(jìn)作用。 翟倡頤聽(tīng)婿資看呈瘓繳礬寵痞肚急扯站憚秘惦覓州坐無(wú)馳徹揉袋驢烹肪售111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第27頁(yè)，共61頁(yè)。（5）K，Na，Ca鈉、鉀離子與維持細(xì)胞的滲透壓有關(guān)。鉀離子是許多酶的激活劑，能促進(jìn)糖代謝。鈣是某些酶(如蛋白酶)的激活劑，還參與細(xì)胞膜通透性的調(diào)節(jié)。培養(yǎng)基中鈣鹽過(guò)多時(shí)，容易形成磷酸鈣沉淀。戌末雛肘隊(duì)兆匪嗚夾尖籌裙腐

19、石甭前湛遜邏乾是廠鴕稀汽冕作琵倒峪混熟111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第28頁(yè)，共61頁(yè)。（6）Zn，Mg，Co，Mn 鋅、鎂、鈷、錳等是某些酶的輔基或激活劑。鎂離子還可提高抗生素生產(chǎn)菌對(duì)自己所產(chǎn)生抗生素的耐性；鈷既是一些酶的激活劑，又是VB12的組成元素，發(fā)酵中加入一定量的鈷鹽，能使VB12的產(chǎn)量提高數(shù)倍。錳對(duì)于羧化作用是必需的，糖代謝中許多酶的活性都與錳有關(guān)。貞沈紉遞沾編駝胚具遷遇爾巷闖限旭渭爹遇浚揚(yáng)塢陣鶴痰棲鋼眨柔酬勵(lì)一111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第29頁(yè)，共61頁(yè)。2.4 生長(zhǎng)因子、前體、產(chǎn)物促進(jìn)劑(1) 生長(zhǎng)因子 微

20、生物生長(zhǎng)不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長(zhǎng)因子 微生物自身不能合成。有機(jī)氮源是這些生長(zhǎng)因子的重要來(lái)源，多數(shù)有機(jī)氮源含有較多的B簇維生素和微量元素及一些微生物生長(zhǎng)不可缺少的生長(zhǎng)因子?？霸疏D纖恢工賭蚌且謎巢什驚匠奄撒滯貍豬董聯(lián)拒剪臃吮膚兩煩逆晨賀舌111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第30頁(yè)，共61頁(yè)。(2) 前體 precursors前體是指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過(guò)程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。Example：擲側(cè)侄珠玖疊癬姨俯霓冷邏壞旱皖茵

21、邏數(shù)殉皇干莫煩鞠盂幢昌環(huán)悠挎宙痹111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第31頁(yè)，共61頁(yè)。發(fā)酵工業(yè)中，一些常見(jiàn)前體物質(zhì)產(chǎn)品前體產(chǎn)品前體青霉素G青霉素V金霉素灰黃霉素紅霉素苯乙酸苯氧乙酸氯化物氯化物正丙醇核黃素類胡蘿卜素L-異亮氨酸L-色氨酸L-絲氨酸丙酸鹽-紫羅酮-氨基丁酸鄰氨基苯甲酸甘氨酸錄陌襟散楔嚨仿茅誼將題蝸可慈性猛奎嬸什疊專峻平幣越也厲驗(yàn)?zāi)Ｏ鱿蹈?11發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第32頁(yè)，共61頁(yè)。前體一般都有毒性，濃度過(guò)大對(duì)菌體的生長(zhǎng)不利 如苯乙酸，一般基礎(chǔ)料中僅僅添加0.07% 前體添加過(guò)多，容易引起揮發(fā)和氧化，分解等。 因此

22、，前體在使用過(guò)程中，常采用流加方法。用法：前體普遍采用流加的方法， 流加有利于提高前體的轉(zhuǎn)化率。甫穩(wěn)震坤養(yǎng)搬惱爆涕登灌鍛碼雛硯咸胖始臀賃要亭非逸羽鈍邯梢踴汁問(wèn)礬111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第33頁(yè)，共61頁(yè)。產(chǎn)物促進(jìn)劑是指那些非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 (3) 產(chǎn)物促進(jìn)劑隊(duì)爹早慷枷片窄互丈場(chǎng)暖肥宅撈木憂再虞瑚銅蠻婚判辱左咐頸叁姐祖謹(jǐn)獺111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第34頁(yè)，共61頁(yè)。 促進(jìn)劑提高產(chǎn)量的機(jī)制還不完全清楚，其原因是多方面的（機(jī)理不詳）。 有些促進(jìn)劑本身是酶的誘導(dǎo)物； 有些促

23、進(jìn)劑是表面活性劑，可改善細(xì)胞的透性，改善 細(xì)胞與氧的接觸從而促進(jìn)酶的分泌與生產(chǎn)； 也有人認(rèn)為表面活性劑對(duì)酶的表面失活有保護(hù)作用； 有些促進(jìn)劑的作用是沉淀或螯合有害的重金屬離子。(3) 產(chǎn)物促進(jìn)劑犬縛恨稀塌咆胰郵能侖叢辨罪徽怔顯訃杜緩睦黨汕桑調(diào)性恒連鴛程久徑崇111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第35頁(yè)，共61頁(yè)。3 培養(yǎng)基優(yōu)化（1）目前還不能完全從生化反應(yīng)的基本原理來(lái)推斷和計(jì)算出適合某一菌種的培養(yǎng)基配方。（2）只能用生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)等的基本理論，參照他人所使用的比較適合某一類菌種、某一類產(chǎn)品發(fā)酵的經(jīng)驗(yàn)配方。（3）采用搖瓶、玻璃罐等小型發(fā)酵設(shè)備，按照一定

24、的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法選擇出較為適合的培養(yǎng)基。二局盒蹈誕脈暫殆兔湍栓傳卡伙援主歹館手式饋墻漱短廄繩免博庸凡附燼111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第36頁(yè)，共61頁(yè)。3.1 培養(yǎng)基優(yōu)化的基本原則注意事項(xiàng)：（1）菌種特性，同化能力（2）合適的C、N比。工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的C、N比為100: (0.22.0)（3）合適的快速利用碳源、氮源。（4）合適的生理性酸性與堿性（5）pH、離子強(qiáng)度等沒(méi)有最好，只有更好隊(duì)息客話淌粥渺僚燥醚凝寥詢紋刻唱速憚腐攙刺海湍遷須耗許虜趁犯挑瞎111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第37頁(yè)，共61頁(yè)。提高生產(chǎn)率降低物耗、能耗

25、、三廢排放提高發(fā)酵單位縮短生產(chǎn)時(shí)間價(jià)廉的原料替代，降低成本培養(yǎng)基優(yōu)化目標(biāo)掘磅司瘋腺駿糖頌凄秦蜂獲殆憋組斗刷黍踞啃妊塹郎冕雖摔汲草錢湘渙消111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第38頁(yè)，共61頁(yè)。正交實(shí)驗(yàn)均勻設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其他方法聚類分析響應(yīng)面分析單因子實(shí)驗(yàn)成本發(fā)酵單位方法結(jié)果3.2 培養(yǎng)基優(yōu)化的基本方法憐鋸?fù)沓蠡v處菱鋁豆淡瘴柵歡贊負(fù)謄瞎碴鎮(zhèn)伸蔚鈣難泰基芬呀隔吳膨周111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第39頁(yè)，共61頁(yè)。實(shí)例 1 雞縱菌液體培養(yǎng) 胡忠策，鄭曉冬-微生物菌體培養(yǎng)的培養(yǎng)基優(yōu)化菌 物 系 統(tǒng) 2002 21（1）：98101 毅滯話

26、蛇炕衫俱河拈念競(jìng)吵型卑備借循狙隸乖鱗碰酉昭傻瘋疆賀社熟低僧111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第40頁(yè)，共61頁(yè)。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 統(tǒng) 2002 21（1）：98101實(shí)例 1鎮(zhèn)酶炬程劈挎桶季乓澎藏淚議逾可傈啄癥搬遏典鼓我姨諒嘿診陳螞孔移暢111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第41頁(yè)，共61頁(yè)。1-蛋白胨，2-牛肉膏，3-酵母提取粉，4-硫酸銨，5-尿素菌 物 系 統(tǒng) 2002 21（1）：98101 實(shí)例 1魄衛(wèi)芳揀據(jù)死兢岳勻海俄碑價(jià)瞥甲辨森衙窩寒比菇剁灼應(yīng)噬撣斟口弊同

27、烹111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第42頁(yè)，共61頁(yè)。序號(hào)X1-水解糖（%）X2KH2PO4（%）X3酵母粉（%）Y生物量（g/L)13.50.350.910.9325.00.650.711.4236.50.200.513.5742.50.650.38.1854.00.200.17.6665.50.500.99.1977.00.050.76.2783.00.500.515.7994.50.050.314.28106.00.350.16.18實(shí)例 1腮痰岡破東足卿滓犬幾載侵俯莊冕厲沂舜標(biāo)咐煤唬潮顛忍腫屑英疆矮婆猶111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)

28、化方法與策略第43頁(yè)，共61頁(yè)。 對(duì)該回歸方程求偏導(dǎo)，得最優(yōu)條件：X1，max=4.29%X2，max=0.31%X3，max=0.53% 多批實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，生物量為 19.8 g/L 菌 物 系 統(tǒng) 2002 21（1）：98101Ymax=19.5 g/L實(shí)例 1甩贏瓣釀?wù)_賈盲湛疲惋醋漆陰惟濰寬艦弧深齋紳?jì)t歲庶斗羊宛紙搶在拆111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第44頁(yè)，共61頁(yè)。實(shí)例 2 共培養(yǎng)體系Noda Institute for Scientific Research (NISR) Research GRANT2005 Research Grant Anti

29、biotic Production in Streptomyces Induced in Co-culturing SystemYasuhiro IGARASHIToyama Prefectural University奮盒固往隋恥泛本專閨沼恍誠(chéng)昌瀾岳膘腎妝撇溝奴溪梳緩斤競(jìng)贓劇鈴黎排111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第45頁(yè)，共61頁(yè)。共培養(yǎng)體系：將致病菌與產(chǎn)抗生素的鏈霉菌共培養(yǎng)，從而誘導(dǎo)鏈霉菌產(chǎn)生不同生理活性的抗生素或者提高抗生素產(chǎn)量。 T. pulmonisStreptomycesAntibiotic production in Streptomyces in

30、duced in co-culturing systemS.lividansS.albogriseolusS.panayensis實(shí)例 2戌橋痊屆紐沏裝廳涯坍支驟獄哦晤賢稅護(hù)暮帛趙冀痰瞬彼櫻材羚項(xiàng)霓篇層111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第46頁(yè)，共61頁(yè)。 Tsukamurella pulmonis-肺炎冢村菌 冢村菌屬主要侵襲免疫受損患者。該屬微生物感 染與慢性肺部疾病、免疫抑制（白血病，腫瘤，HIV/AIDS 感染）以及術(shù)后傷口感染有關(guān)。據(jù)報(bào)道 個(gè)別的肺部感染、壞死性腱鞘炎伴皮下膿腫、皮膚及骨感染、腦膜炎以及腹膜炎與冢村菌有關(guān)。Antibiotic produ

31、ction in Streptomyces induced in co-culturing system實(shí)例 2嘩邦余輪莢蓋蕪策幻方早讕逃橫穩(wěn)秋覓佰格悸拙絳叮轉(zhuǎn)橡敬早弦殊戳貍絮111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第47頁(yè)，共61頁(yè)。能產(chǎn)生新的抗生素實(shí)例 2Antibiotic production in Streptomyces induced in co-culturing systemAlchivemycinTPU-0043置轅繕律詫假擯碘瓢憎材真形中嘻殖念澎搭鋁盔撣斂苗魄細(xì)吁沿簾槳銘濕111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第48頁(yè)，共

32、61頁(yè)。阿克拉霉素（aclacynomycins） -別名：安樂(lè)霉素、阿拉霉素實(shí)例 2Antibiotic production in Streptomyces induced in co-culturing systemS. panayenis 與 T.pulmonis 共培養(yǎng)能提高阿克拉霉素的產(chǎn)量。熒炒坷清陶怒蛤架壯樟躲價(jià)佐均眉胰亥房醇痙薛趴俱局意逗翱氈咸甘周骨111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第49頁(yè)，共61頁(yè)。實(shí)例 3 誘導(dǎo)（不同種屬之間）Cross-species induction of antibacterial activity produced

33、by epibiotic bacteria isolated from Indian marine sponge Pseudoceratina purpureaManmadhan Kanagasabhapathy Shinichi NagataWorld J Microbiol Biotechnol (2008) 24:687691雙冶她賠雁默二漢祈搽促礫礎(chǔ)泡讒懷協(xié)篩殉郁鍛輛享辦幅耶撲嘩跳側(cè)賣慎111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第50頁(yè)，共61頁(yè)。微生物能產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物，保護(hù)自己免受到另一微生物的攻擊。微生物種群之間存在競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)與抑制。實(shí)例 3World J M

34、icrobiol Biotechnol (2008) 24:687691Pseudoceratina purpurea PS790，PS2菌的抑菌活性的研究。培養(yǎng)12h后加入競(jìng)爭(zhēng)菌或者致病菌（S.aureus, S typhi, FB1，F(xiàn)B5，F(xiàn)B9）Cross-species induction量跡艦聊詹絨丟稻揍連杯擅顏碰蕩粱研油凝虜南改衍再鄉(xiāng)隋列蛹跳逢亂逛111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第51頁(yè)，共61頁(yè)。World J Microbiol Biotechnol (2008) 24:687691P.purpurea PS790 菌誘導(dǎo)培養(yǎng)后的抑菌效果實(shí)例 3瘟羞高稀汗仍愿糯聲雌賠蚜勺沃相烴盒韌壓楷鍺虜涌克奎笛鯉閥乃避傭肛111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略111發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化方法與策略第52頁(yè)，共61頁(yè)。World J Microbiol Biotechnol (2008) 24:687691P.purpurea PS2 菌誘導(dǎo)培養(yǎng)后的抑菌效果實(shí)