布拉酵母高密度发酵培养基及发酵工艺优化
浅谈制药企业中的发酵工艺优化
浅谈制药企业中的发酵工艺优化制药企业中的发酵工艺优化是一项非常重要的技术操作，其可以有效提高产量和降低生产成本，使企业在市场竞争中占据更有利的位置。
下面将从优化的目标、优化手段和优化效果三个方面浅谈制药企业中的发酵工艺优化。
一、优化的目标优化的目标主要包括：提高产品质量、提高产量、缩短生产周期、降低生产成本等几个方面。
1. 提高产品质量发酵工艺优化可使微生物优选生长条件，优化营养组成，提高酶活性，得到较高产量和质量的生物制品，如抗生素、激素、酶等。
这可以增加产品的市场竞争力和企业的盈利水平。
2. 提高产量发酵过程中，产物浓度和产率是衡量发酵工艺好坏的指标，优化工艺可提高产品的产量，降低单位成本，增加企业经济效益。
3. 缩短生产周期发酵工艺优化可以减少生产周期，提高生产效率，缩短产品研发周期，加快产品上市速度，提高企业市场竞争力。
4. 降低生产成本发酵工艺优化可提高产量、缩短生产周期，降低生产成本。
此外，合理利用物料、能源等资源，减少废物排放，也是节约开支的重要方式。
二、优化手段1. 优化发酵菌株选用高产、高效、长寿、易发酵的微生物菌株，能够优化发酵工艺，提高产量和产品品质。
此外，在菌株筛选和改良中，遗传工程技术也为发酵优化提供了新思路和新途径。
2. 优化营养配方酵母菌营养成分的合理配比是提高菌体代谢能力、增加产物含量和改善产品品质的重要因素。
如控制碳源、氮源、微量元素等，抑制多余代谢产物的产生等。
3. 优化发酵条件发酵温度、pH值、氧气含量、扰动等因素不仅能影响微生物代谢，还能影响微生物的生长速度和产物积累。
优化这些因素，改变微生物代谢和生长过程，进而提高产量和提高产品品质。
4. 优化生产工艺发酵生产工艺的优化，包括发酵液的投放、反应罐形状、内部设计等，也能够提高产量和产品品质。
三、优化效果发酵工艺优化可以取得如下效果：1. 提高产量优化营养配方、调节发酵条件、改进发酵工艺等，可提高产量，达到最大限度地实现资源利用。
植物乳杆菌发酵培养基的优化及其高密度培养技术
恒温培养振荡器、雷磁 PHS-25 型数显 pH 计 上海智城 分析仪器制造有限公司；SPX-250B-Z 型生化培养箱 上 海精宏实验设备有限公司；FUS-15L 发酵罐 上海国强 生物设备有限公司。 1.2 方法
1.2.1 菌浓度的测定 采用菌落平板计数法[14]测定菌落数，计算发酵液中
的菌浓度。
1.2.2 还原糖含量的测定 采用直接滴定法测定还原糖含量[15]。
1.2.3 种子液的制备 转接斜面菌种于液体种子培养基中，置于 36℃恒温
培养箱中培养 12h。
1.2.4 发酵培养基的优化
1.2.4.1 不同碳源对植物乳杆菌高密度培养的影响 在 MRS 液体培养基基础上，选择蔗糖、麦芽糖、
1.2.6.2 流加法高密度培养的研究 利用 15L 发酵罐，比较恒速流加和指数流加对植物
乳杆菌高密度培养的影响，以确定一种更优的流加方 式。流加葡萄糖质量浓度为 300g/L，每隔 4h 测定菌落 数和还原糖的含量。
恒速流加：以恒定的流加速度 200g/h 流加到发酵 罐内。
指数流加：以 1.2.5.4 节最终确定的生长曲线做参
NaAc、KH2PO4 作为缓冲盐，质量分数都为 0.5%，以 不加任何缓冲盐作为空白对照。按 2% 接种量接种种子 液于发酵培养基中，初始 pH 6.0，培养温度 36℃，置 于恒温箱内静置培养 18h，测定培养液的菌落数。
1.2.4.4 不同生长因子对植物乳杆菌高密度培养的影响
选择玉米浆、番茄汁、VC 3 种作为生长因子，质 量分数都为 0.5%，以不添加任何生长因子作为空白对 照。按 2% 接种量接种种子液于发酵培养基中，初始 pH 6.0，培养温度 36℃，置于恒温箱内静置培养 18h，测 定培养液的菌落数。
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、HCl10×SAE配方(1L)：KH2PO410g、K2HPO4·3H2O52.4g、NH4Cl10g、K2SO426g100L【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×SAE2、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。
发酵培养基优化策略
发酵培养基优化策略李勇昊;周长海;丁雷;孙元章;杨建明【摘要】在发酵过程中,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.【期刊名称】《北京联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】7页(P53-59)【关键词】培养基优化;试验设计;数据分析【作者】李勇昊;周长海;丁雷;孙元章;杨建明【作者单位】吉林大学生物与农业工程学院,长春,130022;吉林大学生物与农业工程学院,长春,130022;东北林业大学生命科学学院,哈尔滨,150040;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,青岛,266071;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,青岛,266071【正文语种】中文【中图分类】TQ920.61 发酵培养基的初期选择策略1.1 发酵的准备发酵的第一步往往是选择合适的培养基，然而不能光靠试验来获取数据，那么选择初始培养基的最简单途径就是查阅文献，通过以往发表的相关文献，尤其是自己研究领域的相关文献，会节省大量的时间，并且行之有效。
1.2 培养基成份的更换由于根据文献查到的培养基并不一定适合自己的菌种，因为所处的地点不同，菌种的来源不同，很难保证菌种的生长需求相同，并且许多用于生产贵重商品的培养基配方被视为公司机密，这就说明发酵培养基对发酵生产的重要性。
由于不同的菌种利用碳源、氮源的速度不同;尤其是工程菌，菌种对生长和质粒稳定性的要求更加苛刻，所以有必要对培养基的基础成份进行筛选，在保持其他条件不变的情况下，只改变一种成份来确定适合自己菌种的培养基成份。
王志军等［1］认为碳源和氮源对质粒稳定性有很大影响，不同碳源和氮源的种类可影响质粒生产的稳定。
微生物发酵工艺的优化与控制
微生物发酵工艺的优化与控制一、微生物发酵工艺的基本概念微生物发酵是利用微生物在特定的生理、生化条件下，将有机物转化为有用物的一种生物化学反应，广泛应用于生物制药、食品发酵、环境治理等领域。
微生物发酵工艺是指对微生物的生长、代谢和产物分泌过程进行管理和调控的技术体系，目的是提高产量和产品质量。
二、微生物发酵工艺的优化微生物的生长、代谢和产物分泌过程受多个因素的影响，通过对这些因素进行优化可提高微生物的产量和产品质量。
1. 培养基的优化培养基是微生物生长的主要环境，优化培养基的配方可以提高微生物的生长速度和代谢活性，降低生产成本。
优化方法包括：改进碳、氮源的类型、浓度，添加发酵辅助剂、提高pH值、改善培养基的通气性等。
2. 发酵条件的控制发酵条件的控制对微生物的代谢和产物分泌有着重要影响。
常用的调控因素有：温度、pH值、氧气含量、气体流速、搅拌速度等，不同微生物有不同的最适发酵条件。
3. 微生物种质的选择微生物种质不同，其代谢途径和产物分泌能力也不同。
通过筛选优良的微生物种质，可以提高产量和产物质量。
种质选择时需考虑微生物的适应性、稳定性和抗污染性等因素。
三、微生物发酵工艺的控制微生物发酵工艺的控制是指在发酵过程中对微生物生长、代谢和产物分泌过程进行实时监测和调控，保证发酵过程的稳定性和产品质量。
1. 在线监测在发酵过程中，通过传感器实时监测微生物发酵液中的氧气含量、pH值、温度、溶氧量等参数，及时发现问题并进行调整。
2. 实时控制根据监测到的数据，实时调整发酵条件，控制微生物的生长、代谢和产物分泌过程，以达到目标生产指标。
3. 优化控制根据数据分析和决策，对发酵条件进行优化控制，进一步提高产量和产品质量。
四、微生物发酵工艺的应用案例微生物发酵在生物制药、食品发酵、环境治理等领域有着重要应用。
1. 生物制药通过微生物发酵技术，可生产多种生物制剂如青霉素、链霉素、庆大霉素等抗生素、胰岛素等蛋白质药物。
三孢布拉氏霉发酵法工艺流程
三孢布拉氏霉发酵法工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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微生物发酵工艺改进与优化研究
微生物发酵工艺改进与优化研究第一章：绪论1.1 研究背景及意义微生物发酵是一种常用的工艺，广泛应用于食品、药品、饲料和化工等产业。
通过发酵，微生物可以利用废弃物或者廉价原料合成有用的化合物，同时还能提高产率和降低成本。
然而，传统发酵工艺存在一些问题，如低产率、质量不稳定性和能源消耗等，因此，改进和优化微生物发酵工艺具有重要的意义。
1.2 国内外研究现状目前，国内外已经有许多关于微生物发酵工艺改进与优化的研究。
例如，通过选择和改造高效菌株，提高菌株的代谢能力，可以显著提高发酵产物的产率和质量。
另外，利用工程学方法，如反应工程学、遗传工程学和代谢工程学等可以优化微生物发酵过程，达到更好的产率和质量。
此外，利用物理条件、如温度、pH和气体含量等的控制，也能显著影响微生物发酵工艺。
第二章：微生物发酵工艺改进2.1 菌株筛选和改造菌株的选择和改造是改进微生物发酵工艺的重要环节。
在菌株的选择上，需要考虑其生长速度、代谢途径和特定产物的产率等因素。
通过基因工程技术，可以对菌株进行改造，例如引入外源酶的基因，增强特定产物的合成能力。
2.2 发酵条件优化微生物发酵过程中，温度、pH、氧气供给和营养物质等因素对发酵产物的产率和质量起着重要作用。
通过对这些条件的优化，可以提高微生物的生长速率、代谢活性和特定产物的含量。
第三章：微生物发酵工艺优化3.1 反应工程学优化反应工程学是将工程原理应用于微生物发酵过程中的研究领域。
通过建立动态数学模型，可以模拟微生物发酵过程的动态变化，从而优化反应过程。
通过调整反应条件、改善生物反应器的结构和控制策略，可以提高发酵产物的产率和质量。
3.2 代谢工程学优化代谢工程学是通过改变菌株的代谢路径和调控相关基因表达，从而实现产物合成的优化。
通过对代谢途径的分析和选择合适的调控策略，可以提高微生物合成特定产物的效率和产量。
第四章：微生物发酵工艺改进与优化的应用4.1 食品工业中的应用微生物发酵工艺在食品工业中得到了广泛的应用。
发酵过程中的优化
发酵过程中的优化发酵过程中的优化高望（兰州理工大学生命科学与工程学院）摘要：发酵过程优化控制技术是发酵工程的重要技术。
综述了近年来微生物发酵过程优化控制技术的研究现状，综合运用微生物反应计量学、生化反应和传递动力学、生物反应器工程及代谢工程理论，(1) 基于微生物反应计量学的培养环境优化技术；(2) 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术；(3) 基于反应动力学模型的优化技术；(4) 基于代谢通量分析的优化技术；(5) 基于系统观点的生物反应系统优化技术；（6）基于环境胁迫的优化技术；（7）基于辅因子调控的优化技术关键词：发酵过程优化1 发酵过程优化技术1.1基于微生物反应计量学的培养环境优化技术研究微生物从培养基中摄取营养物质的情况和营养物质通过代谢途径转化后的去向，确定不同环境条件对微生物生长和代谢产物分布的影响，进而优化微生物生长的物理和化学环境，保证微生物生长处于最适的环境条件下，为进一步的发酵过程优化奠定基础。
：(1) 培养基组成的优化技术。
(2) 发酵环境条件的优化技术。
研究表明，培养基中的氮含量与葡萄糖消耗及丙酮酸积累密切相关。
氮源缺乏时, 葡萄糖消耗和丙酮酸生产均受到抑制。
在小型反应器流加发酵中采用氨水控制pH 值( 相当于同时提供氮源) , 细胞能够持续、快速地积累丙酮酸。
[1]李寅；陈坚；梁大芳营养条件对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响[J]生物工程学报2000,16（2）：225-2271.2 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术对分批发酵过程的研究发现，适合微生物生长的温度、pH 值、剪切和溶解氧浓度往往并不一定适合目标产物的形成，提出分阶段溶解氧和搅拌转速控制策略、分阶段温度控制策略及分阶段pH 值控制策略，将环境条件控制在最适合细胞生长或最适合产物合成的水平。
研究表明，郑美英等以Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍｍｏｂａｒａｅｎｓｅ为出菌株，研究了培养中温度控制策略，并在小型发酵罐上进行了验证。
制药工程中的微生物发酵工艺优化
制药工程中的微生物发酵工艺优化微生物发酵工艺是制药工程中非常重要的一个环节，它在药品的生产和研发过程中发挥着至关重要的作用。
本文将从发酵工艺的基本原理、微生物菌种的选择、培养条件的控制以及工艺优化等方面，深入探讨制药工程中微生物发酵工艺的优化方法。
一、发酵工艺的基本原理发酵工艺是利用微生物在特定条件下进行代谢活动的过程，通过控制温度、酸碱度、氧气供应等因素，使微生物菌种进行繁殖和产生所需的药用物质。
在制药工程中，微生物发酵工艺通常包括菌种的预处理、发酵罐的构建和发酵液的处理等步骤。
其中，发酵罐的设计和操作是至关重要的环节，涉及到容器内部的温度、酸碱度、气体供应等因素的控制。
二、微生物菌种的选择微生物菌种的选择是发酵工艺优化的关键步骤之一。
一方面，菌种的选择应该根据所需生产物质的性质和要求来确定。
例如，如果需要生产一种需要耗氧的物质，就需要选择好氧菌；如果需要生产一种耐高温的物质，就需要选择耐高温菌株。
另一方面，菌种的选择还应考虑其生长速度和耐受能力，以及相应的培养条件。
在实际操作中，常用的微生物菌种包括大肠杆菌、酵母菌和乳酸菌等。
三、培养条件的控制培养条件的控制是微生物发酵工艺优化的另一个关键环节。
培养条件的控制包括温度、酸碱度、氧气供应等方面。
首先是温度的控制，不同的微生物菌株对温度的要求不同，因此需要根据菌株的生长温度范围设定合适的温度。
其次是酸碱度的控制，菌液中的酸碱度对微生物的生长和代谢有重要影响，需要保持适宜的酸碱度。
最后是氧气供应的控制，氧气是微生物呼吸和代谢的重要因素，需要根据菌株的需氧性进行供气。
四、工艺优化方法工艺优化是指通过调节发酵过程中的参数和操作条件，使发酵工艺达到最佳状态，提高产物的产量和质量。
工艺优化方法主要包括遗传改造、菌株突变、培养基优化和操作条件优化等。
遗传改造是通过改变微生物菌株的基因来提高其产物产量或改善其代谢规律。
菌株突变是通过辐射或化学方法诱变微生物菌株，以获得具有更好发酵性能的突变菌株。
布拉酵母高密度培养条件的研究
布拉酵母高密度培养条件的研究房贤坤;丛伟国;刘德林;刘雨;付刚【摘要】[ Objective ] The aim was to study on the high-cell density culture conditions of Saccharomyces boidardii. [ Method ] With Saccharomyces boulardii as the test organism,over batch fermentation and fed batch culture,the effects of temperature,pH,dissolved oxygen (DO) .initial glucose concentration,leftover glucose concentration and amino nitrogen concentration on the growth and metabolism of Saccharomyces boulardii were determined. [Result] The optimum process of high-cell density culture conditions of Saccharomyces boulardii was determined that the temperature was 30-32 ℃ ,pH 5.0,30% DO,initial glucose concentration was 30 g/L,and maintaining the glucose concentration of 0.5 g/L and the amino nitrogen concentration of 40 mg/L by fed-batch during culture. When cultured in the optimum conditions after 24 h, the dry cell weight was reached 56.6 g/L and cell rate was reached 42.4%. [ Conclusion] It had significant reference value for the production and preparation of the Saccharomyces boulardii live bacteria preparation.%[目的]对布拉酵母菌(Saccharomyces boulardii)的高密度培养条件进行研究.[方法]以布拉酵母为试验菌株,通过分批发酵和流加培养筛,分别测定温度、pH、溶氧(DO)、起始葡萄糖浓度、残糖浓度及氨基氮浓度对布拉酵母生长代谢的影响.[结果]试验确定布拉酵母高密度培养的最佳工艺为:培养温度30～32℃,pH 5.0,溶氧30％,初始葡萄糖浓度30 g/L,培养过程中通过流加补料维持发酵液中葡萄糖浓度为0.5 g/L、氨基氮浓度为40 mg/L.在此条件下培养24h后细胞干重最高可达56.6 g/L,细胞得率为42.4％.[结论]该研究对布拉酵母活菌制剂的生产制备具有重大参考价值.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)023【总页数】3页(P11619-11620,11671)【关键词】布拉酵母;高密度培养;最佳工艺【作者】房贤坤;丛伟国;刘德林;刘雨;付刚【作者单位】山东省玉米生物炼制工程技术研究中心,山东潍坊261000;山东盛泰生物科技有限公司,山东潍坊261000;山东省玉米生物炼制工程技术研究中心,山东潍坊261000;山东省玉米生物炼制工程技术研究中心,山东潍坊261000;山东省玉米生物炼制工程技术研究中心,山东潍坊261000【正文语种】中文【中图分类】S18+.4现代研究表明，布拉酵母菌(Saccharomyces boulardii)属酿酒酵母的亚种，最初是从印尼荔枝中分离得到的［1］，其活菌制剂主要采用干燥制粒和微胶囊2种形式［2］，目前主要用于人类腹泻的治疗［3－4］。
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yield of S. boulardii reached 51.21 g/L in the large scale experiment.
Keywords: Saccharomyces boulardii; neural network; genetic algorithm; enrichment medium; high cell density fermentation
56 2019, Vol.40, No.08
食品科学
※生物工程
布拉酵母高密度发酵培养基及发酵工艺优化
刘开放，席志文，黄林娜，惠丰立*
（南阳师范学院生命科学与技术学院，河南 南阳 473061）
摘 要：为实现布拉酵母高密度培养，对其高密度发酵培养基和发酵工艺进行优化。采用Plackett-Burman试验筛选 培养基中的显著因素，并进行中心组合设计。通过人工神经网络（artificial neural network，ANN）和响应面试验 建立菌体布拉酵母产量与培养基之间的关系模型，利用遗传算法（genetic algorithm，GA）进行全局寻优。结果表 明，ANN模型有较好的数据拟合能力和预测能力，更适合处理复杂的非线性问题。GA优化获得最佳培养基组合： 葡萄糖40.52 g/L、蛋白胨36.8 g/L、玉米浆17.32 g/L、硝酸钾14 g/L、酵母营养盐1.5 g/L、磷酸二氢钾0.6 g/L、硫酸 镁0.8 g/L。利用该培养基进行摇瓶培养，菌体布拉酵母产量可达到8.21 g/L，比优化前提高1.39 倍。在此基础上利 用1 L发酵罐培养确定最佳发酵工艺：温度30 ℃、接种量10%、pH 5.0、溶氧40%。利用50 L发酵罐进行扩大培养， 流加葡萄糖和蛋白胨控制发酵液中葡萄糖3 g/L、氨氮0.06 g/L，菌体布拉酵母产量达到51.21 g/L。 关键词：布拉酵母；神经网络；遗传算法；增殖培养基；高密度培养
பைடு நூலகம்
Optimization of High Cell Density Fermentation of Saccharomyces boulardii for Enhanced Biomass Production
LIU Kaifang, XI Zhiwen, HUANG Linna, HUI Fengli*
(College of Life Science and Technology, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, China)
Abstract: For high cell density cultivation of Saccharomyces boulardii, we attempted to optimize medium composition
DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180424-323 中图分类号：Q815 引文格式：
40% dissolved oxygen. Furthermore, we scaled up the culture process in a 50-L fermentor with the addition of glucose and
peptone to maintain the glucose concentration at 3 g/L and the ammonia nitrogen concentration at 0.06 g/L. The dry biomass
nonlinear modeling, had better goodness of fit and prediction performance. The optimal medium composition was obtained
as follows (g/L): glucose 40.52, peptone 36.8, corn steep liquor 17.32, KNO3 14, yeast nutrients 1.5, KH2PO4 0.6 and MgSO4 0.8 shake flask cultivation using the optimized medium gave a dry biomass yield of 8.21 g/L, which was 2.39 folds higher than that obtained from the original medium. Based on these results, we determined the optimal high cell density culture conditions for S. boulardii cultivated in a 1-L fermentor as follows: temperature 30 ℃, 10% inoculum, pH 5.0 and
and culture conditions. Plackett-Burman design was used to recognize the significant medium components. Subsequently,
response surface methodology and artificial neural network (ANN) based on central composite design (CCD) were applied to
model the relationship between dry biomass production and medium composition. The optimization of medium composition
was carried out using genetic algorithm (GA). The results showed that the ANN model, more suitable for complex and