基質(zhì)和菌體濃度的控制

基質(zhì)和菌體濃度的控制第1頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

2基質(zhì)的作用基質(zhì)是指用于微生物培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們是微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)系到微生物生理代謝的調(diào)控，影響著發(fā)酵產(chǎn)物的合成?；|(zhì)的濃度決定微生物生長(zhǎng)的速度和濃度，必須有效地控制抗生素發(fā)酵中基質(zhì)和菌體的濃度，以便獲得優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵產(chǎn)物。第2頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

3菌體濃度菌體是進(jìn)行抗生素生物合成最基本的元素，其濃度不僅反映菌體細(xì)胞的多少，也反映菌體細(xì)胞生理特性和能力。菌體濃度的大小與與菌體生長(zhǎng)速率密切相關(guān)，因此，常用單位時(shí)間菌體的增長(zhǎng)率來(lái)反映發(fā)酵過(guò)程中菌體的生長(zhǎng)情況。第3頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

4菌體濃度對(duì)發(fā)酵的影響在適當(dāng)?shù)谋壬L(zhǎng)速率下，發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)率與菌體濃度成正比，菌體濃度越大產(chǎn)量越高。但是菌體濃度過(guò)高會(huì)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)耗盡，有毒物質(zhì)積累過(guò)剩，可能會(huì)使次級(jí)代謝向初級(jí)代謝逆轉(zhuǎn)。同時(shí)，過(guò)高的菌體濃度勢(shì)必影響發(fā)酵液的流變學(xué)性質(zhì)和溶氧水平，這些均對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的形成產(chǎn)生不利影響。因此，發(fā)酵過(guò)程控制合適的菌體濃度是很必要的。第4頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

5直接決定間接影響菌體濃度發(fā)酵液溶氧水平發(fā)酵液黏稠度第5頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

6影響菌體濃度的因素及測(cè)定方法菌體濃度在一定培養(yǎng)條件下主要受基質(zhì)濃度的影響。菌絲濃度可以根據(jù)離心后菌絲沉淀所占發(fā)酵液的比例、單位體積發(fā)酵液中的菌絲干重或菌體中DNA含量等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定。第6頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

7影響菌體濃度的三大要素碳源的種類(lèi)和濃度單擊此處添加段落文字內(nèi)容氮源的種類(lèi)和濃度123磷酸鹽的種類(lèi)和濃度第7頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

8影響菌體濃度因素的作用快速利用的碳、氮源和適度的磷酸鹽濃度能促進(jìn)菌體的生長(zhǎng)，但其分解代謝產(chǎn)物有可能造成對(duì)產(chǎn)物合成的阻遏。緩慢利用的碳、氮源有利于產(chǎn)物的合成。因此，在發(fā)酵培養(yǎng)基中適當(dāng)安排快速利用和緩慢利用碳、氮源的種類(lèi)及比例，對(duì)控制菌體的濃度、延長(zhǎng)產(chǎn)物合成期具有重要意義。為了調(diào)節(jié)控制菌體濃度和防止菌體老化，通常在發(fā)酵過(guò)程中盡量采用補(bǔ)料工藝。第8頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

9補(bǔ)料工藝及其作用在發(fā)酵過(guò)程中根據(jù)需要添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的操作，稱(chēng)為補(bǔ)料工藝。采用補(bǔ)料工藝可以降低原始培養(yǎng)基中基質(zhì)的濃度，有效地控制適當(dāng)?shù)木w濃度，解除或部分緩解分解代謝產(chǎn)物對(duì)生物合成的阻遏，防止過(guò)多有毒物質(zhì)的積累，改善發(fā)酵液流變性和氧傳遞效率，延長(zhǎng)產(chǎn)物合成時(shí)間。第9頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

10補(bǔ)料操作補(bǔ)料的方式可分為一次性補(bǔ)料、分批式補(bǔ)料和連續(xù)式流加補(bǔ)料。根據(jù)培養(yǎng)基成分，補(bǔ)料可分為單成分補(bǔ)料或多成分補(bǔ)料。補(bǔ)料的時(shí)間可選擇在菌體生長(zhǎng)基本完成，其合成產(chǎn)物的比產(chǎn)率達(dá)最高值時(shí)進(jìn)行。第10頁(yè)，共12頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Page

11一般可以溶氧、pH、糖或氮消耗量、菌體呼吸商、CO2排出率作為指標(biāo)，控制菌體的比生長(zhǎng)率，使產(chǎn)物的比產(chǎn)率保持高最值。通過(guò)控制生長(zhǎng)限制營(yíng)養(yǎng)的流加，維持恒定的菌體濃度，可以使菌體盡可能保持在抗生素合成期，以延長(zhǎng)發(fā)