培养基设计与优化
培养基的设计与优化
原料：碳源,氮源
十大元素: 碳, 氢, 氧, 氮, 磷, 钾, 硫, 钙, 镁
微量元素: 硼, 锰, 锌, 钼, 钴, 碘, 铜, 等
生长因子、前体和产物促进剂
生长因子
从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子，生长因子对发酵的调控起到重要的作用。有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子。
前体
前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接为微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，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。产物促进剂
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。其提高产量的机制还不完全清楚，其原因可能是多方面的，主要包括：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，改善细胞与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。
水
对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。
培养基的设计与优化
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，只能用生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论，参照前人所使用的较适合某一类菌种的经验配方，再结合所用菌种和产品的特性，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。
培养基设计的基本步骤是：
1.根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分.
2.通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分。
3.当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。这些实验往往基于多因子实验，包含均匀设计、正交实验设计、响应面分析等。
微生物发酵培养基的优化方法
工业发酵进展
微生物发酵培养基的优化方法 对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度（便于下游处理），较高的底物转化率（降低原料成本）和较高的生产强度（缩短发酵周期）。设计发酵培养基时还应时刻把工 实验室最常用的优化方法是单次单因子法，这种方法是在假设因素间不存在交互作用的前提下，通过一次改变一个因素的水平而其他因素保持恒定水平，然后逐个因素进行考察的优化方法。但是由于考察的因素间经常存在交互作用，使得该方法并非总能获得最佳的优化条件。另外，当考察的因素较多时，需要太多的实验次数和较长的实验周期[3]。所以现在的培养基优化实验中一般不采用或不单独采用这种方法，而采用多因子试验。 2.多因子试验 多因子试验需要解决的两个问题: (1)哪些因子对响应具有最大(或最小)的效应，哪些因子间具有交互作用。 (2)感兴趣区域的因子组合情况，并对独立变量进行优化。
3.正交实验设计 正交实验设计是安排多因子的一种常用方法，通过合理的实验设计，可用少量的具有代表性的试验来代替全面试验，较快地取得实验结果。正交实验的实质就是选择适当的正交表，合理安排实验的分析实验结果的一种实验方法。具体可以分为下面四步： （1）根据问题的要求和客观的条件确定因子和水平，列出因子水平表； （2）根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验； （3）根据正交表给出的实验方案，进行实验； （4）对实验结果进行分析，选出较优的“试验”条件以及对结果有显著影响的因子。 正交试验设计注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因 次 报道。CastroPML报道用此法设计20种培养基，做24次试验，把gamma干扰素的产量提高了45%。 6.部分因子设计法 部分因子设计法与P1ackett-Burman设计法一样是一种两水平的实验优化方法，能够用比全因子实验次数少得多的实验，从大量影响因子中筛选出重要的因子。根据实验数据拟合出一次多项式，并以此利用最陡爬坡法确定最大响应区域，以便利用响应面法进一步优化。部分因子设计法与Plaekett-Burman设计法相比实验次数稍多，如6因子的26-2部分因子设法需要进行20次实验，而Plackett-Burman设计法只需要7次实验。 7.响应面分析法
生防菌XM―10培养基的优化-最新年文档
生防菌XMH10培养基的优化 收稿日期：2015-05-08 基金项目：河北省高等学校科学技术研究青年基金（编号： QN2014323）。 1材料与方法 1.1材料 生防菌XM-10 （邢台学院微生物实验室分离保存）。 1.2方法 1.2.1 碳源的筛选以高氏 1 号液体培养基为基础，分别以15、20、25、30 g/L 不同的单一碳源（葡萄糖、蔗糖、玉米粉和全麦粉[8] ）和混合碳源[9] （葡萄糖+玉米粉、葡萄糖+全麦粉，其 中葡萄糖含量设置为 2 g/L ）代替高氏一号液体培养基中的碳源 20 g/L 可溶性淀粉），其他成分不变，设3个重复，在相同 培养条件下，摇瓶发酵培养 5 d 后，测定菌体干质量。 1.2.2氮源的筛选以最佳碳源为基础，以硫酸铵、硝酸钠、大豆粉和蛋白胨[8-9] 代替高氏一号液体培养基中的氮源（硝酸钾 1.0 g/L ），浓度如表1，其他成分不变，设 3 个重复，在相同培养条件下，摇瓶发酵培养 5 d 后，测定菌体干质量。 表1 不同氮源梯度设置 水平 梯度（g/L ） 硫酸铵硝酸钠蛋白胨大豆粉
10.50.53.03.0 21.01.05.05.0 31.51.57.07.0 42.02.09.09.0 123初始pH值采用高氏一号液体培养基，在其他培养条 件不变的情况下，将培养液初始pH值分别调至3.0、5.0、7.0、 9.0、11.0，设3个重复，摇瓶发酵培养 5 d 后，测定菌体干质 量。 124正交试验根据单因素试验结果选取碳源、氮源、pH值 3 因素设置 3 个水平（表2），选择正交表L9（34），进行液体 菌种培养基优化试验。摇瓶发酵培养 5 d 后，测定菌体干质量。 2结果与分析 2.1 碳源的筛选 在不同的碳源条件下，生防菌XM-10的生长状况不同。由图 1可见，生防菌XM-10在蔗糖中生长量最低，而在全麦粉中，在 不同浓度下，其菌体生长量水平均高于其他几种碳源，由此可知全麦粉对生防菌XM - 1 0生长最有利。由于全麦粉在图 1 中菌体干质量呈增长趋势，为找出其最高点，增设35、40 g/L 这2个梯 度重复试验，结果见图2。从图2可以得知生防菌XM-10在全麦粉添加量为30 g/L 时，菌体生长量最大，为19.104 mg/mL ，故30 g/L 为全麦粉添加量的最佳值。
菌株MY02发酵培养基的优化设计
菌株MY 02发酵培养基的优化设计 Ξ 刘 秋,闫建芳,艾 勇,于基成,杨宝灵,范圣第 (大连民族学院生物工程研究中心,大连116600) 摘 要:以龟裂链霉菌MY 02菌株为试材,采用单因子试验与均匀试验相结合的方法,通过二次多项式回归分析,筛选出活性组分S N06最佳发酵培养基配方,并建立了多元二次回归数学模型。菌株MY 02优化发酵培养基的最佳配方:淀粉质量分数为2169%,花生饼粉质量分数为1139%,(NH 4)2S O 4质量分数为0118%,CaC O 3质量分数为0114%,NaCl 质量分数为0116%。根据回归模型计算出S N06理论效价与实测效价相比较,二者非常接近,拟合误差小。 关键词:龟裂链霉菌;农用抗生素;均匀设计试验;发酵条件 中图分类号:Q932335 文献标识码:A 文章编号:100025684(2006)0420361204 Optimization of Fermentation Culture Medium of Isolate MY02 LI U Qiu ,Y AN Jian 2fang ,AI Y ong ,Y U Ji 2cheng ,Y ANG Bao 2ling ,FAN Sheng 2di (Research Center o f Biotechnology ,Dalian Nationalities Univer sity ,Dalian 116600,China ) Abstract :Active com ponents S N06in fermentation of Streptomyces rimosus MY 02show antag onism a 2gainst pathogen 1It is a basic im plementation for production of S N06that screens medium ingredients and corresponding dosage 1In this study ,the optimum medium ingredients and dosage of Streptomyces rimosus MY 02were determined using uniform design combined with regression analysis 1A regression m odel was developed 1The optimum medium was starch 2169%,peanut steep powder 1139%,(NH 4)2S O 40118%,CaC O 30114%and NaCl 0116%1The regression m odel was tested with titre of S N06.The tested result fitted well with those calculated with the m odel 1The results confirmed the applicability of uniform design for screening the best medium ingredients for S N061 K ey words :Streptomgces rimosus ;agricultural antibiotic ;uniform design experiment ;fermentation con 2 dition 新型农用抗生素S N06是由龟裂链霉菌(Streptomyces rimosus )MY 02菌株产生的一种多烯大环内酯类抗生素[1]。该抗生素对多种蔬菜真菌病害(如番茄叶霉病、灰霉病、黄瓜枯萎病、茄子黄萎病等)都有较好的防治效果[2]。目前对龟裂链霉菌报道较多的是其能够产生抑制各种细菌生长的重要抗生素———土霉素,但土霉素对真菌的生长没有抑制作用。目前关于龟裂链霉菌能够产生抑制植物病原真菌生长的代谢产物的报道较少[3]。筛选龟裂链霉菌产生的抗真菌活性组分S N06的优化发酵培养基是高效、大量生产S N06 的基础。本试验拟通过单因子及均匀试验对S N06的摇瓶发酵条件进行优化,为进一步的中试 放大及大规模生产提供必要的前提。 1 材料与方法 111 菌种 试验用菌株为大连民族学院微生物工程实验 室自番茄保护地分离的1株链霉菌菌株,经鉴定为龟裂链霉菌(Streptomyces rimosus )MY 02菌株。活性检测指示菌为番茄叶霉病菌(Fulvia f ulva )。 Ξ基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(20022085),辽宁省教育厅高等学校科学研究项目(2004F079) 作者简介:刘 秋(19692),女,博士,副教授,主要从事植物病原微生物研究。收稿日期:2005207207 修回日期:2005212210 第28卷第4期吉 林 农 业 大 学 学 报V ol 128N o 14 2006年8月Journal of Jilin Agricultural University August 2006
微生物吞吐采油优化设计方法
微生物吞吐采油优化设计方法 摘要 20世纪80年代发展起来的微生物强化采油技术，是一项利用微生物的活动及其代谢物强化采油的技术( Microbial Enhanced 0ilRecovery，简称MEOR)。因其具有较强的应用潜力，国内外对该技术越来越重视。微生物吞吐采油是指在采油井单井注入微生物，利用微生物作用，改变井眼内流体理化性能，提高单井原油产量。 本文首先阐述了微生物吞吐采油的的作用机理，包括六个方面，对这些作用机理进行了全面概述。 然后探讨了微生物采油的选井条件，包括一些具体参数。 最后根据中原油田的条件研究了微生物采油菌种筛选的优化方法，并得到结论。 关键词：MEOR；吞吐采油；作用机理；菌种筛选
一、微生物采油技术 1.1 微生物采油技术简介 目前普遍采用的采油技术主要有化学法（如表面活性剂、聚合物及其复合体系）、热采方法和气采方法，我国应用较多的是化学法。20世纪80年代发展起来的微生物强化采油技术，是一项利用微生物的活动及其代谢物强化采油的技术( Microbial Enhanced 0il Recovery，简称MEOR)。因其具有较强的应用潜力，国内外对该技术越来越重视。微生物采油技术是一项高新技术，是微生物技术与采油技术的融合，对于处理难采油井具有明显的作用。在90年代初，美国和加拿大等已进人商业化应用阶段。我国在此领域虽然起步较晚，但发展势头强劲，在室内研究和矿场试验都有相当进展。 微生物采油是指通过微生物作用提高油田采收率的采油方法。通过找出能够代谢产生出具有降解油层中例如沥青、石蜡、胶质等大分子物质生物酶的微生物使其进入油气层，改变油气层物性，降低油层中原油的粘度、增大其流动性，从而达到提高采收率的目的。因此,微生物采油技术具有广阔的发展空间，尤其对于高含水、特高含水的老油田具有十分重要的意义。微生物采油以其费用低、工序简单、操作方便，流动的油和不流动的油都能采出等特点，成为继水驱、化学驱、聚合物驱之后提高采收率的又一种新方法。 微生物采油是生物工程在石油工业领域的开拓性应用。 1.2 国内微生物强化采油技术发展现状 自20世纪80年代后，我国微生物采油技术研究快速发展。中科院微生物研究所、南开大学微生物中心、华东理工大学应用化学研究所、长江大学化学与环境工程学院、胜利油田采油研究院、吉林油田研究院和克拉玛依石油化工研究院等进行了实验室模拟研究，为尽快实现矿场试验起到积极的促进作用。至今已掌握了菌种培育、活化、发酵技术和单井采油工艺技术等。同期一些研究单位及油田还与国外公司合作如美国的NPC公司、日本的石油公司等进行了吞吐采油试验，有效率达70％以上。目前我国的微生物采油技术研究方兴未艾，包括菌种筛选与培养、采油工艺研究、跟踪监测技术方法等，其最终目的是能够达到工业化应用规模，使该技术达到完善和成熟。在菌种开发方面除常规菌种外，还涉及耐高温、耐高矿化度、耐高氯离子系列；采油工艺除单井处理外还涉及区块驱油、封堵高含水岩层及井筒防蜡处理工艺。除以上研究单位和油田进行微生物采油的技术研究和矿藏试验外，其他油田如辽河油田、大港油田、中原油田、江汉油田等也进行了类似的实验研究，也都证明了微生物强化采油技术的可行性与应用前景。
培养基优化经验
比如，我在实验中目前遇到的几个问题： 1、我做完单因素，就在想是做PB？还是最陡爬坡？还是两个都要做呢？？毕竟我快毕业了，时间紧张阿 2、我现在准备做PB，突然发现很多文献上都出现了在实验中还要加几个空白项，知道主要是用于误差分析的，但我就想问下，是不是必须设置空白项呢？如果必须设，那么要设几个呢？我看大部分是设了4个的；还有就是，空白项是没有设定+1、-1的水平值，那么在实验中该如何具体操作呢，我采用的是SARS软件进行设计，那么实验设计好后遇到空白项的+1、-1该怎么弄呢？什么都不加么？？还有空白项安排的位置有影响么？ 3、我做的是培养基优化，目前共有8种因素准备做PB，那么做完了PB，确定了显著因素，该如何设计最陡爬坡呢？是不是也需要相关软件来进行试验设计的呢？ 第一，你的是8个因素，直接做RSM，不可取，建议先用PB筛选主效应因素。至于SA，并不是每个PB后都必须的，要看你的实验结果，也就是预测和实验区域的吻合情 况了。 第二，8个因素，做12runs的PB，刚好有四个空列。空列，也就是虚拟的，可以 权当不存在，它只是在分析中用来估算误差的。 第三，先做好PB。至于SA，用手算就可以了。呵呵，很简单的。看样子你看了很 多文献，里面都应该有计算公式的。 哈哈，我这里到时有一些试验数据。 PB设计如果用SAS（应该这样写是对的哦）就会出现上面说的空白项现象。建议使用minitab、JMP等，这些都不会出现空白项的。 PB设计是筛选重要影响因子的，从众多因子挑出重要的，舍弃不重要的（统计学上说，就是有显著影响的因素）。因此，在逻辑上是有必要进行的。 如果还有什么问题继续提问。 高低水平的设置没有定式，无需过分遵从1.25倍这个定式。 总体上说，如果一个水平范围内，因素较为显著，可适当缩小范围 （具体范围应该合理，举例说，但不一定合理：如果以菌体量最大为望目值时，温度是一个显著性影响因素（p＜0.05），现研究范围为37-38℃；那你在缩小范围为37.5-37.9℃，这个就没有必要了。但是温度范围在35-39℃下显著的话，那可以在缩小至35-37℃，毕竟很多反应器，其温度的控制±0.5。）。 放开来说，及时都显著，那总有一个先后顺序吧。 首先，整体上你可以按照p值的小大排除影响效果大小序列：A＞B＞C＞D＞E＞F＞…… 的顺序排列， 将影响非常（或及其）显著的因子（p＜0.01）的因子作为重点考察对象，如果它们还不够，
培养基设计与优化
培养基的设计与优化 原料：碳源,氮源 十大元素: 碳, 氢, 氧, 氮, 磷, 钾, 硫, 钙, 镁 微量元素: 硼, 锰, 锌, 钼, 钴, 碘, 铜, 等 生长因子、前体和产物促进剂 生长因子 从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子，生长因子对发酵的调控起到重要的作用。有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子。 前体 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接为微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，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。产物促进剂 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。其提高产量的机制还不完全清楚，其原因可能是多方面的，主要包括：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，改善细胞与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。 水 对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。 培养基的设计与优化 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，只能用生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论，参照前人所使用的较适合某一类菌种的经验配方，再结合所用菌种和产品的特性，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。 培养基设计的基本步骤是： 1.根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分. 2.通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分。 3.当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。这些实验往往基于多因子实验，包含均匀设计、正交实验设计、响应面分析等。
【高中同步测控+优化设计】2015-2016学年高中生物选修一课后习题 专题2测评
专题2测评 (时间:100分钟,满分:100分) 一、选择题(每小题2分,共50分) 1.培养自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是() A.碳源 B.氮源 C.无机盐 D.特殊营养物质 解析:自养型微生物与异养型微生物的根本区别是营养方式的不同,即自养型微生物以无机碳为碳源,而异养型微生物必须以有机碳为碳源。 答案:A 2.不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述,不正确的是() A.氮源物质为该微生物提供必要的氮素 B.碳源物质也是该微生物的能源物质 C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质 D.水是该微生物的营养要素之一 解析:该微生物以CO2为唯一碳源,但CO2不能为微生物提供能量,不属于能源物质。 答案:B 3.下列叙述错误的是() A.培养乳酸菌时需要在培养基中添加维生素 B.培养霉菌时需将培养基的pH调至碱性 C.培养细菌时需将培养基的pH调至中性或微碱性 D.培养厌氧微生物时需要提供无氧的条件 解析:霉菌适宜的pH为5.0~6.0;细菌适宜的pH为6.5~7.5;放线菌适宜的pH为7.5~8.5。 答案:B 4.要从多种细菌中分离某种细菌,培养基要用() A.加入青霉素的培养基 B.加入高浓度食盐的培养基 C.固体培养基 D.液体培养基 解析:固体培养基主要用于微生物分离、鉴定等。液体培养基用于工业生产。加入青霉素的选择培养基能抑制细菌和放线菌的生长,从而分离酵母菌和霉菌。加入高浓度食盐的培养基可抑制多种细菌生长,可分离出金黄色葡萄球菌。本题没有说明分离哪种细菌,故应用固体培养基。 答案:C 5.下列有关培养基的配制原则,表述正确的是() A.任何培养基都必须含有碳源、氮源、矿质元素、特殊营养物质 B.碳源和氮源必须具有一定比例,碳元素的含量最多,其次为氮元素 C.微生物的生长除受营养因素影响外,还受到pH、氧、渗透压的影响 D.营养物质的浓度越高越好 解析:不同的微生物需要的营养不同,如自生固氮菌能利用空气中的N2为氮源,因而培养基中无需添加氮源;碳源和氮源具有一定的比例,但碳元素不一定最多;营养物质浓度太高,会导致微生物失水。 答案:C
高性能淀粉酶菌株的筛选及培养基优化进展[文献综述]
毕业论文文献综述 生物工程 高性能淀粉酶菌株的筛选及培养基优化进展 1 前言 淀粉酶( amylase，EC 3. 2. 1. 1)以淀粉或糖原为底物,是能够催化淀粉水解转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一群酶的总称。它能从分子内部水解α- 1, 4- 糖苷键, 广泛存在于动物、植物和微生物中。如今淀粉酶在酶市场销售中占据了约25％的比例，应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织、石油开采等行业。由于该酶是一种有内切活性的淀粉酶, 可在中性pH 条件下将淀粉水解为糊精、寡糖、麦芽糖和葡萄糖等, 从而使黏稠的淀粉糊很快失去黏性而液化, 碘的呈色反应很快消失, 故又称为淀粉液化酶[1，2]。此外它也可作为促消化剂运用于食品[3]、医药工业．淀粉酶的巨大潜力使其在当今社会中需求量日益提高．因此，如何获得高产量、高活性的淀粉酶显得至关重要。 2 淀粉酶生产菌株的筛选 2.1 初筛 将在土壤中收集得到的菌株划线接种在淀粉培养基平皿上培养2～4 d，采用革兰氏碘液染色，在菌落周围有透明圈产生证明为产淀粉酶。用游标卡尺分别测量透明圈直径和菌落直径，根据两者比值大小初步确定酶活性的高低。[4] 但应保存所有产淀粉酶的菌株以用来复筛，因为同一菌株在不同的培养基以及不同的培养条件下产酶的情况可能不同。在平皿上生长和在发酵液中培养也可能会有很大的差别。 2.1 复筛 在淀粉酶生产菌株筛选的过程中，最关键的是其产物，也就是淀粉酶的酶活的检测。由于测定原理和底物性质的不同，淀粉酶的测定方法已经超过200种以上。[5]这些方法可以归纳为两类：天然淀粉底物方法和（分子组成）确定的底物方法。以天然淀粉底物为底物的测定方法，如淀粉分解法、糖化法和色素淀粉法等。由于天然淀粉分子结构的不确定，故不同植物来源的淀粉和不同批号的淀粉，其分子结构和化学性质不尽相同，因此难以达到方法学标准化，测定误差较大。[6]目前除碘·淀粉法和DNS外，这类方法已被淘汰。使用（分子组成）确定的淀粉酶底物和辅助酶与指示酶组成的淀粉酶测定系统，可以改进酶反应的化学计
培养基的选择-整理
培养基的选择和优化（初稿） 一、培养基的概念：culture medium 是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物。其成分和配比对微生物的生长、发育、代谢产物的合成，甚至对于发酵工业的生产工艺都有很大的影响。 二、用途和分类： 用途：筛选菌种、保藏菌种、检验杂菌、培养种子、发酵生产。 分类： 1.按成分不同：天然：用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物配制。 例：牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基。 合成：化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。 例：查氏培养基、高氏 1号培养基 复合（半合成培养基）：天然成分+化学试剂 2.按物理状态：固体：加入一定量的凝固剂，琼脂含量1.5%-- 3.0%， 常用来微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏。 半固体：琼脂0.3%--0.5%，观察运动特征，分类鉴定 液体：不加任何凝固剂， 大规模生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究。 3.按实验目的：基础：适合大多数微生物生长的培养基，如牛肉膏蛋白胨培养基 加富：在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类培养基。如高糖培养基 选择：在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。如麦康凯培养基 鉴别：用于鉴别不同微生物的培养基，微生物产生某种代谢产物，与培养基中的化学物质发生化学反应，产生明显的特征变化，如EMB培养基 三、成分来源： （人工配制的、适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质，是微生物学研究和微生物发酵生产的基础。任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，且其间的比例合适。） 营养: 有机体吸取和利用营养物质的过程。 营养物质: 微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用。这些物质就称为营养物质。
培养基优化设计
课程设计说明书 课程名称：新编生物工艺学 设计题目: 培养基优化设计 院系：生物与食品工程学院 学生姓名： 学号：200806040035 专业班级：08生物技术 指导教师：关现军 2011 年6月3 日
课程设计任务书
目录 1.摘要··页码 2.关键字··页码 3.设计背景·页码 3.1培养基简介··页码 3.2培养基优化设计的重用意义··页码 4 设计方案·页码 4.1原材料制备··页码 4.2菌种的选择··页码 4.3营养因子的比例设··页码 4.4理化条件控制··页码 4.5总工艺流程列叙··页码 5 预期结果··页码 6 方案实施时可能出现的问题与对策·页码 7 设计感受··页码 7.1 关于本方案··页码 7.2 关于自我··页码 8参考文献··页码 .
1 摘要 以改良ＭＲＳ发酵培养基为墓础，选择玉米浆、牛肉膏、乳糖、番茄汁、际蛋白陈等７个营养因子增菌培养乳酸菌进行优化。利用Ｌ8（２的7次方）正交实验，优化出培养墓营养因子最佳组成是：玉米浆３％、牛肉膏１％、乳糖１％。研究结果表明，嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳酸菌，在优化后的ＭＲＳ培养基发酵液中，３７℃培养２０ｈ，菌落数均高于原ＭＲＳ培养基发酵液的菌落数，达到１护ｃｕｍＬ以上，乳酸菌发酵液得到了浓缩，大大降低了乳酸菌发酵培养墓的成本，原料成本降低了约４0％，同时使菌种数量达到最大。 2 关键字 乳酸菌，营养因子，优化培养，最大产菌 3. 设计背景 3.1乳酸菌培养基简介 乳酸菌工业产品为菌体本身细胞，因而设计出能增菌的培养基在工业上具有重要意义。设计选用工业上佳美低廉的原料，便于降低成本，也有利于降低菌种的适应期，利于增值。 乳酸菌增菌液配方设计中因营养要求复杂,影响生长的因素多,在实际工作中还应做其他条件的优化,如增菌液氧化还原电势、pH值、温度等,因工作量大而时间有限,只能对配方作初步的优化设计。为了降低生产成本,在工业应用时可选用乳清和脱脂乳经蛋白酶水解,用以提高增菌效果,再加入乳糖、啤酒酵母的自溶水解物,在发酵罐内完成乳酸
培养基优化方法
方法一： LB培养基、平板保存的工程菌HB101/pJJ－rhIFNα2B、Amp、酵母提取物、蛋白胨、 10×SAE、100×MgCl2、100×TES、Tris、HCl 10×SAE配方(1L)： KH2PO410g、K2HPO4·3H2O52.4g、NH4Cl10g、K2SO426g 100L 【步骤】 种子制备： 1、取100mLLB培养基加入到一无菌的500ml三角形中，同时加入100μl100mg/ml的Amp。 2、接种甘油管保存的工程菌HB101/pJJ/rhIFNα-2b100μl，使工程菌分散于培养液中。 3、盖好试管，在摇床上以220rpm的速度，于37℃培养至对数中期（约5小时） 上罐准备： 1、配置500ml10×SAE 2、配置发酵培养基(3L)
称取胰蛋白胨30g，酵母提取物90g，加入2.64L去离子水，搅拌溶解后加入300ml 10×SAE、30ml100×MgCl2、30ml100×TES。 3、将培养基加入到5L发酵罐，插入pH、溶氧电极和温度探头，装上空气过滤膜，包扎好后放入灭菌锅中，同时放入一瓶250ml30%磷酸（调pH用），于1.05kg/cm2高压下蒸汽灭菌30min。 4、待灭菌结束后，将发酵罐放在冷却底座上，开启发酵罐控制系统，联接好冷凝水、空气线路。 5、控制pH=7.4，在转速650r/m、通气量3L/min 定D.O.为100％于自动控制发酵罐上37℃发酵22小时。 6、当培养基温度冷却到37℃后，接入制备好的种子 7、从接种完时刻起，每两小时取适当量样品，其中取1ml用于测菌体浓度（A600nm）；另取1ml加入到一称过重ep管中，12000rpm离心，小心取出900μl上清用作测菌体浓度的空白，甩干后再次称重，计算菌体湿重，按每8.3mg菌体湿重加入300μL水重悬菌体，冻于-20℃备用。并记录发酵罐上溶氧、pH、温度等参数以了解工程菌的生长状态。 8、SDS－PAGE检测不同时间rhIFNα2B的表达情况。 9、发酵终了，收集发酵液，8000rpm离心10min，回收菌体。 10、用1.2L去离子水重悬菌体，8000rpm离心10min，弃上清 11、再用600mlTE重悬菌体，8000rpm离心10min，弃上清,得到菌体-20℃保存 方法二： 2.1种子培养基的配制 LBA：（Tryptone蛋白胨10g ＋Yeast Extr+acts酵母粉5g ＋NaCl 5g ＋双蒸水1L）∕L （NaOH调节PH至7.0）高压蒸气灭菌，压力：0.14Mpa 温度121℃时间：20min，用前加卡那霉素至50μg/ml。 LBA平板：加入2%琼脂粉，其余同上。 2.2生产菌种的制备 2.2.1琼脂培养基菌种的制备 从－80℃的冰箱中取出甘油种子管，在超净工作台中划LBA平板，37℃培养箱中培养过夜。2.2.2一级种子液制备 从LBA平板中挑取单菌落，在超净工作台上接种于约60ml LBA培养液中，与摇床上37℃，180rpm，生长16h，OD600值约为3.0。 2.2.3二级种子液制备 将60ml一级种子液接种于3L LBA 培养液中，于摇床上37℃，180rpm，生长12h，OD600值约为3.0。 3.发酵
发酵工程
一、绪论 1、发酵工程（Fermentation Engineering）：指在最适发酵条件下，在发酵罐中大大量培养细胞和生产代谢产物的技术。 2、发酵工程研究内容：发酵工艺主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件，如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。 3、发酵工程的特点：一个完整的发酵工程包括： （1）材料的预处理（即培养基的制备过程）； （2）生物催化剂的制备（要选高产、稳定、高效、容易培养的菌株作种子或利用固定化酶或固定化细胞）; （3）生化反应器及发酵条件的选择和监控（生物反应器是进行生物反应的核心设备）； 4、细胞融合技术：基因操作技术能定向的制造出新的有用的微生物。 5、发酵工程的最基本的问题是过程优化与放大。 二、菌种的选育 1、代谢控制发酵：用人工诱变的方法，有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。 3、自然界中有目的微生物分离的一般过程： 土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定 目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物 采样时要注意的问题：气候、水分、空气，来源要广结合产品的特点，标签：地点、时间、气候等 3、目的微生物富集的一些基本方法 富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的三种方案： （1）定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养； （2）当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分类学中考虑； （3）不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这时只能通过随机分离的办法；定向培养的方法：物理方法：加热、膜过滤等，但主要是通过培养的方法 4、菌落的选出 （1）从产物角度出发：在培养时以产物的形成有目的的设计培养基，利用简单、快速的鉴定方法，如抗生素； （2）从形态的角度：菌落的外观形态，是微生物的一个重要表征。如多糖产生菌在适当的培养基上生长，从具有粘液性的菌落外观上就可以初步识别； 5、菌种选育分子改造 目的：（1）防止菌种退化；（2）解决生产实际问题；（3）提高生产能力；（4）提高产品质量；（5）开发新产品； 方法：（1）基因突变：自然选育、诱变育种； （2）基因重组：杂交、原生质体融合、基因工程； （3）基因的直接进化：点突变、易错PCR、同序法shuffling;
植物乳杆菌培养基的优化
植物乳杆菌培养基的优化 李达 发酵剂是影响发酵产品质量的关键因素, 它的制备需要有良好的增菌培养基, 使植物乳杆菌得以大量增殖, 从而使其在经过喷雾干燥、冷冻、冻干等处理后有足够的活菌数存活。因此优化植物乳杆菌增菌培养基是一项十分重要的基础研究工作。 植物乳杆菌是泡菜、发酵谷物、发酵肉制品等重要发酵剂的组成菌之一。植物乳杆菌K25分离于西藏灵菇中, 在对其进行研究时发现, 用MRS培养基培养该菌时, 菌落总数仅能达到6.7×107cfu·mL- 1 左右。菌液中活菌数的增加, 可以通过培养基的优化设计来实现, 因此需要对培养基进行优化, 提高菌液中活菌数的含量。本文旨在通过对植物乳杆菌的培养基进行优化, 从而获得活菌数较高的菌液, 为研制高活力的冷冻干燥发酵剂及其产品的开发奠定基础。 1 材料与方法 1.1 试验菌种 L. plantarum K25, 分离于西藏灵菇。 1.2 材料与设备 胰蛋白胨、大豆蛋白胨、酵母膏、牛肉膏为生化试剂; K2HPO4、KH2PO4、Na2HPO4、NaH2PO4和各种糖类均为分析纯。 722 型分光光度计、立式压力蒸汽灭菌器、超净工作台、分析天平、DNG- 9240 型恒温鼓风干燥箱。 1.3 培养基及培养条件 活化和计数培养采用MRS 培养基, 蛋白胨10 g、牛肉膏10 g、酵母膏5 g、KH2PO4 2 g、柠檬酸三钠2 g、乙酸钠2 g、葡萄糖20 g、Tween 80 1 mL、MgSO4·7H2O 0.58 g、MnSO4·4H2O 0.25 g, 用蒸馏水定容至1 L, 调pH 6.2~6.4, 121 ℃灭菌15min。 以MRS 培养基为基础, 按照试验设计添加不同生长因子, 接种量0.5%接入150 mL 液体培养基中, 37 ℃静置培养24 h 1.4 方法 1.4.1 不同碳源、氮源、磷源的选择 在MRS 液体培养基的基础上, 分别添加2%(w/v) 乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖作为不同碳源; 选择胰蛋白胨、大豆蛋白胨、酵母膏、牛肉膏, 分别加入2.5%( w/v) 作为的不同氮源; 分别加入0.2%( w/v) K2HPO4、KH2PO4、Na2HPO4、NaH2PO4作为不同磷源, 其他组分均相同。在培养基中接入活化后植物乳杆菌, 在37 ℃的条件下培养24
【同步测控 优化设计】高二人教版生物选修一练习：2.1 课题1 微生物的实验室培养 Word版含答案[ 高考]
1.含C、H、O、N的大分子有机化合物可以作为() A.异养微生物的氮源、能源 B.异养微生物的碳源、能源 C.自养微生物的碳源、氮源、能源 D.异养微生物的碳源、氮源、能源 解析:含C、H、O、N的大分子有机化合物一般是蛋白质,因此可给异养微生物提供碳源、氮源、能源。 答案:D 2.培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌、消毒方法依次是() ①化学消毒②灼烧灭菌③干热灭菌④紫外线消毒⑤高压蒸汽灭菌⑥巴氏消毒法 A.⑤③②①④⑥ B.①②③④⑤⑥ C.⑥②③④①⑤ D.③④②①⑥⑤ 解析:培养基用高压蒸汽灭菌;培养皿能耐高温,用干热灭菌;接种环可通过灼烧灭菌达到迅速、彻底的灭菌效果;实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒,如用酒精擦拭双手;空气可用紫外线消毒;牛奶可采用巴氏消毒法,使营养成分不被破坏。 答案:A 3.下列说法正确的是() A.为微生物的生长繁殖提供营养基质的是固体培养基 B.培养基只有两类:液体培养基和固体培养基 C.固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基 D.微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的菌落 解析:培养基是微生物生长繁殖的营养基质,根据培养基的物理性质不同,可将培养基分成固体培养基、液体培养基和半固体培养基;液体培养基不加凝固剂。 答案:D 4.三个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基,然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36 h后,计算菌落数,结果如表所示。下列选项错误的是() A.该实验采用的是固体培养基 B.该实验可采用稀释涂布平板法接种 C.Ⅰ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长不需要生长因子 D.Ⅱ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长需要糖类 解析:培养基中均加入了琼脂,故为固体培养基;微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法或稀释涂布平板法;Ⅰ组和Ⅲ组存在两个变量,不能说明大肠杆菌的生长是否需要生长因子;
发酵培养基的优化
文献综述 发酵培养基的优化 申请学位：学士学位 院（系）：药学院 专业：生物技术 姓名：张永芳 学号：114080107 指导老师：张小华（讲师） 二O 一五年六月五日
文献综述： 发酵培养基的优化 张永芳：114080107 指导老师：刘向勇 【摘要】：发酵，这一门悠久的技艺，在古今中外的生产生活与科学研究中扮 演着不可或缺的角色。在实验室发酵过程中,经常需要通过试验来寻找研究对象的变化规律,这些对象包括培养基的设计、工艺参数等;而这些变化规律的寻找就要通过科学的试验设计与数据分析来实现。通过对规律的研究达到各种实用的目的,比如提高产量、降低消耗、提高产品质量等,特别对于新菌种、新产品的试验。本文对发酵培养基优化的基本方向进行了综述,并比较了常用的试验设计与数据分析方法。 【关键词】：发酵、发酵培养基、优化、最优组合、响应面法优化 【内容】： 在工业化发酵生产中，发酵培养基的设计是十分重要的，因为培养基的成分对产物浓度、菌体生长都有重要的影响。培养基优化，是指面对特定的微生物，通过实验手段配比和筛选找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。目前，对培养基优化实验进行数学统计的方法很多，下面介绍几种目前应用较多的优化方法： 响应曲面分析法:Box和Wilson提出了利用因子设计来优化微生物产物生产过程的全面方法，Box-Wilson方法即现在的响应曲面法（(Response Surface Methodolog，简称RSM）。RSM是一种有效的统计技术，它是利用实验数据，通过建立数学模型来解决受多种因素影响的最优组合问题。通过对RSM的研究表明，研究工作者和产品生产者可以在更广泛的范围内考虑因素的组合，以及对响应值的预测，而均比一次次的单因素分析方法更有效。现在利用SAS软件可以很轻松地进行响应面分析。 改进单纯形优化法:单纯形优化法(Modified simplex method)是近年来应用较多的一种多因素优化方法。它是一种动态调优的方法，不受因素数的限制。由于单纯形法必须要先确定考察的因素，而且要等一个配方实验完后才能根据计算的结果进行下一次实验，因此主要适用于实验周期较短的细菌或重组工程发酵培养基的优化，以及不能大量实施的发酵罐培养条件的优化。 遗传算法:Genetic algorithm法是一种基于自然群体遗传演化机制的高效探索算法，它是美国学者Holland于1975年首先提出来的。它摒弃了传统的搜索方式，模拟自然界生物进化过程，采用人工进化的方式对目标空间进行随机化搜索。它将问题域中的可能解看作是群体的一个个体或染色体，并将每一个体编码
高产微生物油脂菌株培养基及发酵条件优化方法
课堂报告名称：高产微生物油脂菌株培养基及发酵条件优化方法 一、课堂报告依据的知识背景 1. 培养基及其分类 人类想要研究利用微生物，就必须先培养微生物。培养微生 物要有适合微生物生长繁殖的环境条件，还要适宜的营养条 件。由人工配置的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营 养基质，称作培养基。 ◆按用途分类：增殖培养基；选择培养基；鉴别培养基。 ◆按状态分类：液体培养基；固体培养基；半固体培养基。 ◆按化学成分分类：天然培养基；合成培养基；半合成培养基。 ◆按目的分类：种子培养基；发酵培养基。 1）. 培养基包含成分 a)水：水分是微生物重要组成部分，微生物不能脱离水而生 存，微生物所需的营养也只有溶于水才能很好地吸收，水 利于调节细胞温度，保持细胞生活环境的温度恒定。水分 为两种状态，自由水和结合水。前者以游离态存在，是细 胞内的溶剂；后者与细胞内其他成分结合，不易蒸发，不 冻结，不渗透，也不能作为溶剂。 b)碳源：提供为生物细胞组成和代谢产物中碳素来源的物质。 提供微生物生长繁殖所需的能量。 碳源分类很多，无机碳化合物有二氧化碳、碳酸盐等；有
机含碳化合物，如糖类、醇类、有机酸、蛋白质及其分解 产物。 c)氮源：可提供为生物细胞组成和代谢产物中氮素来源的物 质。氮源用来合成氨基酸和碱基进而合成蛋白质、核酸等 细胞成分以及含氮代谢产物。 氮源分类： 1.分子态氮，存在大气中，仅有少数微生物可以利用； 2.无机态氮，如铵盐、硝酸盐等，多数微生物可以利用； 3.有机态氮，蛋白质及各种分解产物、尿素、嘌呤碱、 嘧啶碱等。 d)能源：提供微生物生命活动过程中所需的能量来源的物质。 异养微生物能源为碳源；自养微生物能源是日光。 e)生长因子：微生物不能自行合成，但生命活动又不可缺少 的微量有机营养物质。 功能：构成细胞的组成成分，如嘌呤、嘧啶是核酸的组成 成分；调节代谢，维持正常的生命活动。 自养微生物不需要生长因子，能自行合成；异养微生物有三 种情况：有些异养微生物需要生长因子，如谷氨酸的短杆菌， 需要添加生物素才能使菌体生长良好；有些不需要生长因子； 有些不但不需要还能在自身积累某些维生素，如肠道微生物 分泌大量维生素供机体吸收利用，大肠杆菌合成维生素K。 f)无机盐类：微生物生长过程中不可缺少的营养物质。从量
一种乳酸菌增菌培养基的优化
一种乳酸菌增菌培养基的优化 摘要：备直投式乳酸发酵剂，通过综合运用复合生长培养基、缓冲盐法及化学中和法，利用正交实验的设计方法，对乳酸菌的增菌培养进行了研究。试验结果表明，以1％的胡萝卜汁作为生长促进剂，加0．5％K：HPO。作为缓冲盐，接种量为3％，培养温度37。C，培养过程用30％Na：CO，溶液作中和剂，将pH值控制在6．3，培养7—8 h后，可使乳酸菌的活菌数达到109的数量极。与普通的液体发酵剂相比，获得了显著的浓缩效果。 关键字：乳酸菌；增菌培养基 引言：发酵乳制品在乳制品中占有重要地位。随着我国人民消费水平的提高，对发酵乳制品中的酸奶有了新的认识，使得酸奶的产量以年平均25％的速度增长。这对乳酸菌发酵剂品质、种类提出了新的要求。目前酸奶生产厂家所采用的菌种发酵剂有2种，直投式粉末菌种发酵剂和继代式菌种发酵剂。由于继代式发酵剂存在着种种弊端，所以直投式发酵剂使用普遍。由于目前国内直投式发酵剂尚未 产业化，尚需进口，所以直投式发酵剂的国产化越来越受到重视。 1、乳酸菌的简介与作用机理 1.1乳酸菌的简介 乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸菌的细菌统称为乳酸菌。这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种。除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群，其广泛存在于人体的肠道中。目前已被国内外生物学家所证实，肠内乳酸菌与健康长寿有着非常密切的直接关系。 1.2乳酸菌的作用机理 乳酸菌在动物体内能发挥许多的生理功能。大量研究资料表明，乳酸菌能促进动物生长，调节胃畅道正常菌群、维持微生态平衡，从向改善胃肠道功能；提高食物消化率和生物效价；降低血清胆固醇，控制内毒素；抑制肠道内腐败菌生长：提高机体免疫力等。 ⑴提供营养物质，促进机体生长乳酸菌如果能在体内正常发挥代谢活性，就能直接为宿主提供可利用的必需氨基酸和各种维生素（维生素B族和K等)，还可提高矿物元素的生物活性，进而达到为宿主提必需营养物质、增强动物的营养代谢、直接促其生长的作用。Dalmin等(2001)研究报道乳酸菌可以改良水质，提高斑节对虾的存活率、生长速率和健康状况。Hamad(1979)试验证明，小麦、稻米等谷物进行乳酸发酵后，营养价值大大提高。此外，乳酸菌产生的酸性代谢产物使肠道环境偏酸性，而一般消化酶的最适PH值为偏酸性(淀粉酶6.5、糖化酶4．4)，这样就有利于营养素的