高产微生物油脂菌株培养基及发酵条件优化方法

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发酵学 第3章 培养基

发酵学 第3章 培养基

3.粘度适中,具有适当的渗透压
4. 主产物合成达到最高速率,发酵后所形成的副产物尽可 能的少。
5.生产过程中既不影响通气与搅拌的效果,又不影响或少 影响产物的分离精制和废物处理。
6.大规模生产时要考虑材料的成本。
第二节
培养基的成分
碳源 氮源 无机离子 生长因子 前体 促进剂和抑制剂
水分
一、碳源
凡是用于构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物 质均称为碳源。它既是构成菌体细胞和代谢产物的主要元 素,又是提供微生物生命活动中所需能源的原料。
维生素B12 钴化物
青霉素V 苯氧乙酸
链霉素 金霉素色氨酸 Nhomakorabea吲哚、氨茴酸
2-羟基-4-甲基硫代丁 酸 D-苏氨酸
肌醇、精氨酸等 蛋氨酸 氯化物等 异亮氨酸
红霉素
丙酸、丙醇等
苏氨酸
高丝氨酸
灰黄霉素 氯化物
六、产物促进剂
所谓产物促进剂是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。
一些维生素生长因子及其生理功能
维生素 生理功能 维生素B1(硫胺素) 脱羧酶辅酶,与酮基转移有关 维生素B2(核黄素) 构成黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸, 作为电子传递链中的递H体 维生素B3(泛酸) 维生素B5(烟酸) 辅酶A(CoA)的前体物质之一,递酰基体, 是细胞内多种酶的辅酶 又称尼克酸,是辅酶I,辅酶II的前体,参与 细胞内很多氧化还原反应
促进剂提高产量的机制:
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。

高产谷胱甘肽面包酵母菌种的筛选与发酵条件优化

高产谷胱甘肽面包酵母菌种的筛选与发酵条件优化
t a fe td t ima sa d gu ah o ec n e to ef s n h tafc e hebo s n lt tin o t n ft u a tBY一1 r e td t ee mi ain o tmie h 4 we etse ,hed tr n to p i z s

要: 通过摇瓶 试验筛选 出谷胱甘肽含量较 高的面包酵母 B 一 4为试验 菌株 , Y1 对产谷胱甘肽 的发 酵条件进 行 了
优化 , 最适 的培养条件为 : 其 转速 10r i, 酵时间 2 , 6 / n发 m 2 温度 2 ℃, h 8 接种量 1 %, 0 装液量 5 L 0 。在优化的条件 m
维普资讯
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第9 第期 卷 2 2
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霞品研究与开发 龋 口l JT 口叼 7蹑 乃-
科研 郭学武 , 张腾 字 , 肖冬光 ( 天津科技 大学 , 天津市工业微生物重点实验 室 , 天津 3 0 5 ) 04 7
e ec l r O dt n i: oaes e d 1 0 r n c l r me2 , u t r mp r tr 8℃ , n c l m i r h ut eC n i o r tt p e 6 mi , t et 2 h c l et e au e 2 t u i s / u u i u e io u u s e z 1 0% . du ou s 5 me i m v l me 0 m 5 . l tt in i d u d rt e o t l e me tt n c n i o h w d a 0 mL G u aho e ye n e h p i r n ai o dt n s o e l ma f o i
Ab ta t T k h slb r tr l tt in o tn ih s tan BY一1 ste e p rme tlsr i. hefco s sr c : a et i a o aoy gu aho e c ne t g e tsr i h 4 a h x e i n a tan T a tr

短小芽孢杆菌HR10产孢培养基及发酵条件优化

短小芽孢杆菌HR10产孢培养基及发酵条件优化
(CoInnov′nCtr.forSustainableForest.inS.China,Coll.ofForest.,NanjingForest.Uni.,Nanjing210037)
Abstract BacilluspumilusHR10isanexcellentstrainwithgrowthpromotionandantiadversityeffect.Exploringthe optimalfermentationandculturingconditionsforsporulationofHR10strainhasanimportantguidingsignificancefor theproductionandfermentationonalargerscale.Thenumberofbacterialcellsandgemmaewerecountedbydiluted spreadingplatemethodandcalculatedthegemmarate.Carbonsource,nitrogensourceandinorganicsaltforHR10 strainsporulationmediumwereanalyzedbysinglefactorandorthogonaltest,andthesinglefactoroptimizationofsev eralfermentationfactorsaffectingHR10strainsporulationwascarriedoutbyshakeflaskfermentation.Theresults showedthatthebestcomponentsofthesporulationmediumofstrainHR10were:glucose1%,molasses1%,soybean cakepowder2%,KCl0.3%,MnSO40.4%.Theoptimalfermentationconditionswere:37℃,pH7,250mLflask filled50% volumewithliquid,inoculationvolume5%,rotationspeed220r/min,culturedfor52h.Thenumberof gemmaecanreach2.37×1010 cfu/mL,andthegemmaratecanreach94.46%.Ascomparedwithinitialmedium, thenumberofgemmaeincreasedby60.77times,andlaidafoundationforitsindustrializedproduction. Keywords Bacilluspumilus;HR10straingemmae;medium composition;fermentationconditions;orthogonaltest

发酵工程培养基

发酵工程培养基
酒精生产中若用糖蜜代甘薯粉,可省去蒸煮、 制曲、糖化等过程,简化了工艺。
糖蜜使用的注意点:
除糖份外,含有较多的杂质,其中有些是有用的, 但是许多都会对发酵产生不利的影响,需要进行预 处理。
例:谷氨酸发酵
有害物资:胶体成分(起泡、结晶)、钙盐(结 晶)、生物素(发酵控制)。
预处理:澄清→脱钙→脱除生物素 例:柠檬酸发酵 有害物质:铁离子含量高(导致异柠檬酸的生成)。 预处理:→黄血盐
但过多的初始葡萄糖会抑制微生物生长,引 起葡萄糖效应,这主要是葡萄糖的分解代谢 阻遏造成。
另外过多葡萄糖会过分加速菌体呼吸,以致 溶解氧不能满足需要,使一些中间代谢物积 累,pH下降,影响微生物生长和产物合成。
2.糖蜜 又称糖浆,俗称糖稀。
生物发酵工业所用的糖蜜,主要是指制糖工 业上的废糖蜜,它是甘蔗糖厂或甜菜糖厂的 一种副产品。
又如肠膜状明串珠菌的生长需要补充10种维 生素、19种氨基酸、3种嘌呤及嘧啶等。
2.前体
能直接结合到产物中,而自身结构没有多大 变化,但是产物产量却有较大提高。
青霉素:分子量356
苯乙酸:分子量136
如青霉素生产中,加入玉米浆,产量增加, 原因是玉米浆含有苯乙酸,被优先结合到青 霉素分子中去。
速效氮源。
无机氮源的迅速利用会引起pH的变化。 生理酸性物质:硫酸铵。 生理碱性物质:硝酸钠。
正确使用生理酸碱性物质,对稳定和调节发 酵过程的pH有积极作用。
氨水:
在发酵中除可以调节pH外,它也是一种容易 被利用的氮源,在许多抗生素的生产中得到 普遍使用。
氨水因碱性较强,因此使用时要防止局部过 碱,加强搅拌,并少量多次地加入。
铁:

发酵工程

发酵工程

发酵工程第一章发酵工程:是现代生物学的重要组成部分、由早期的酿造工艺演化至今,已经进入高科技领域,是生物科学的重要领域。

发酵:指厌氧发酵产生co2气体的现象。

生理意义:微生物在无氧环境下的一种呼吸,是微生物获取能量的一种方式。

发酵工程的发展阶段:第一阶段:天然发酵阶段19世纪中叶之前列文虎克—显微镜、巴斯德—巴氏消毒第二阶段:纯培养技术(19世纪末至20世纪30年代)乳酸的发酵科赫—细菌培养技术第三阶段:通气搅拌发酵技术的建立亚历山大·弗莱明—青霉素第四阶段:代谢控制发酵和现代发酵工程技术发展发酵工业特点:优点:1、产物结构的特异性和复杂性2、产物过程的安全性3、主要原料的可再生性4、原料的可替换性5、反应的自控性6、副产物的可综合利用性7、生产能力的可提高性8、设备的可通用性9、产物类型的可塑性缺点:1、副产物多、分离精制困难2、反应速度慢3、原料转化率低4、反映浓度低5、生产稳定性差6、设备庞大、辅助设备多7、废水废渣多8、生产过程中容易污染9、通气搅拌冷却,耗能大生产流程1.繁殖种子和发酵生产所用的培养基组分确定2.培养基加发酵罐及其他设备的灭菌3.接种4.在最适环境下经行发酵培养5.产物萃取和精制由实验室研制到产业化的过程菌种筛选—摇瓶实验—发酵罐中试—发酵生产思考题发酵的定义:微生物在无氧环境下的呼吸,是微生物获取能量的一种方式发酵工程的定义:使用现代技术手段,利用微生物某些特定功能为人类生产产品,或是直接把微生物利用于工业生产中的一项技术。

发酵的流程:1.繁殖种子和发酵生产所用的培养基组分确定2.培养基加发酵罐及其他设备的灭菌3.接种4.在最适环境下经行发酵培养5.产物萃取和精制发酵的分类:按照能量获取:好氧发酵、厌氧发酵产物类型:初级代谢产物发酵、次级代谢产物发酵、食品发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵、维生素发酵、抗生素发酵操作类型:自然发酵、纯种发酵、混种发酵、分批发酵、半连续式发酵、连续发酵、固态发酵、液态发酵。

高产灵菌红素菌株培养条件优化[开题报告]

高产灵菌红素菌株培养条件优化[开题报告]

毕业论文开题报告生物工程高产灵菌红素菌株培养条件优化1 选题的背景和意义随着社会的发展和人们生活水平的提高,合成色素对人体健康的危害越来越引人注目。

大量的研究报告指出,几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质,某些色素还会危害人体健康。

其中的危害包括一般毒性、致泻性、致突性(基因突变)和致癌性。

因此合成色素作为食品添加剂的用量越来越少,甚至被众多国家禁止使。

而天然色素具有安全、无毒、色泽亮丽诱人,尤其是一些天然色素本身就是人们日常饮食的成分,有一定的营养价值和药理保健作用,因此倍受人们的瞩目。

现今,天然色素(prodigiosins)的种类并不多,灵菌红素就是天然色素之一,具有吡咯环结构。

灵菌红素有一定的免疫活性,如抑制真菌、细菌和霉菌等功效,且具有一定的抗肿瘤作用,因此具有很大的药用价值。

除此之外,灵菌红素在纺织染色方面也比其他染料有优势,受到科研工作者和企业家的极大关注,具有创造巨大经济价值的潜力。

目前,主要是通过微生物发酵来获得灵菌红素,能产生灵菌红素的微生物主要有链霉菌属(Streptomyces)、沙雷氏菌属(Serratia)和假单胞菌(pseudomonas)等种属。

其中又以沙雷氏菌属生产灵菌红素最受关注,报道也最多。

但是,利用微生物发酵的灵菌红素还存在很多问题,例如产灵菌红素的菌种不稳定,产量较低和成本偏高等。

因此,本实验便是以一株产红黏质沙雷氏菌为出发菌株,通过优化培养基组成及成分配比,使用低成本的农作物或工业废弃物来生产和提高灵菌红素的产量,降低生产成本。

2 相关研究的最新成果及动态近年来灵菌红素的在医学、环境治理,纺织染色以及食品上的应用越来越广泛,具有很高的利用价值。

根据灵菌红素的抗肿瘤、免疫抑制活性、抗菌、抗疟疾活性等作用,在医学上有巨大的发展潜力。

但是,灵菌红素的医学作用机理还不是很清楚,但大体上分为三个方面来作用细胞:第一、灵菌红素能引发铜离子诱导的双链DNA的裂解与其分子中A环的结构密切相关,完整的双吡咯环发色团结构灵菌红素显现铜介导的核酸酶活性的关键。

高产中性蛋白酶菌株的筛选、优化及中试放大

高产中性蛋白酶菌株的筛选、优化及中试放大

生物技术进展2022年第12卷第1期112~119Current BiotechnologyISSN 2095‑2341研究论文Articles高产中性蛋白酶菌株的筛选、优化及中试放大张文静1,佟晔2,杨锡文1,曹彦金1,魏计东1*1.基因赛奥(大连)生物科技发展有限公司,辽宁大连116620;2.大连市现代农业生产发展服务中心,辽宁大连116014摘要:为筛选分离得到具有高产中性蛋白酶能力的菌株,同时研究菌株的发酵条件,在牛粪、猪粪堆肥时期采集样品,在以干酪素为唯一碳源的固体培养基上筛选分离得到19株产蛋白酶菌株。

选取其中1株产酶效果最好的菌株PC2,其水解圈D/d 值为4.25,酶活为10.74U ·mL −1。

结合形态学、生理生化以及16S rDNA 分子生物学鉴定结果,认定其为枯草芽孢杆菌,革兰氏阳性菌。

进一步对其进行摇瓶和中试放大条件优化,LB 培养基37℃活化24h ,干酪素发酵培养基30℃发酵48h ,转速为180r ·min −1。

中试放大具体参数:50L 种子罐180~240r ·min −1,通气量20~30L ·min −1。

500L 发酵罐:添加1%小麦蛋白粉,100~180r ·min −1,通气量10~25L ·min −1。

发酵结束活菌含量44.58亿·mL −1,酶活29.48U ·mL −1,是初始值的2.745倍。

研究结果可为探究含中性蛋白酶菌株的微生物菌剂奠定理论基础,并指导工业化菌剂的生产。

关键词:蛋白酶;细菌;鉴定;发酵条件优化;中试放大DOI :10.19586/j.2095‑2341.2021.0166中图分类号:Q556+.9,TQ925.2文献标志码:AScreening and Optimization of High‑yield Neutral Protease‑producing Strains and Pilot Scale‑upZHANG Wenjing 1,TONG Ye 2,YANG Xiwen 1,CAO Yanjin 1,WEI Jidong 1*1.Genesino (Dalian )Biological Science and Technology Development Co.,Ltd ,Liaoning Dalian 116620,China ;2.Dalian Modern Agricultural Production Development Service Center ,Liaoning Dalian 116014,ChinaAbstract :In order to screen and isolate a strain with high -yield neutral protease ability and study the fermentation conditions of the strain ,we collected samples during the composting period of cow manure and pig manure ,and 19protease producing strains were screened and isolated on solid medium with casein as the sole carbon source.One of the strains PC2with the best enzyme -producing effect was selected.Its hydrolysis circle D/d value is 4.25,and the enzyme activity is 10.74U ·mL −bined with the results of morphology ,physiology and biochemistry ,and 16S rDNA molecular biology identification ,we identified it asBacillus subtilis ,and it is a Gram -positive bacterium.In the follow -up ,we optimized the conditions of shake flask and pilot scale -up ,which were activated with LB medium at 37℃for 24h ,and fermented with casein fermentation medium at 30℃for 48h at a speed of 180r ·min −1.In the specific parameters of the pilot scale -up ,the speed of the 50L seed tank was 180to 240r ·min −1,and the aeration rate was 20to 30L ·min −1.Add 1%wheat protein powder to the medium of the 500L fermenter ,the rotation speed was 100to 180r ·min −1,and the aeration rate was 10to 25L ·min −1.After fermentation ,the viable bacteria content of PC2was 4.458billion ·mL −1,and the enzyme activity was 29.48U ·mL −1,which was 2.745times of the initial enzyme activity.The results of this study can lay a theoretical foundation for exploring microbial agents containing neutral protease strains and guide the industrial production of microbial agents.Key words :protease ;bacteria ;identification ;optimization of fermentation conditions ;pilot scale -up收稿日期:2021­10­11;接受日期:2021­11­25联系方式:张文静E -mail:****************;*通信作者魏计东E -mail:*******************张文静,等:高产中性蛋白酶菌株的筛选、优化及中试放大我国是农业大国,为了提高农作物产量,已研究出了不同种类的化肥,但同时也导致了化肥盲目、过度施用、利用率低等问题。

微生物的培养基

微生物的培养基

3.控制PH值
各类微生物生长的最适pH各不相同。 细 菌:7~7.5 放线菌:7.8~8.0 酵母菌、霉菌:4.5~ 6.0 生长和代谢--改变培养基pH。 维持pH值的恒定方式: 在培养基里加PH缓冲剂(6.4~7.2)或不溶性的 碳酸盐。
(CaCO3) 磷酸二氢钾(碱性) 或磷酸氢二钾(酸性) PH=6.8
培养基中加有能与某一菌的无色代谢 产物发生显色反应的指示剂,从而用 肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它 菌相区分
一些鉴别培养基
培养基名称 酪素 培养基 明胶培养基 油脂培养基 淀粉培养基 H2S试验培养基 糖发酵培养基 伊红美蓝培养 基 加入化学物质 酪素 明胶 微生物代谢 产物 胞外蛋白酶 胞外蛋白酶 胞外脂肪酶 胞外淀粉酶 H2S 乳酸、醋酸 培养基特性变 化 蛋白水解圈 明胶液化 主要用途 鉴别产蛋白酶 的菌种 鉴别产蛋白酶 的菌种
2.半固体培养基
在液体培养基中加入少量凝固剂,使之呈柔软的糨 糊状或直接将营养物质配制成半流体状态的培养基。
凝固剂加量:0.2 % ~0.7%的琼脂。 应用:观察细菌的运动特征(有无鞭毛)、培养微好
氧细菌,检验噬菌体。 小曲白酒-边糖化边发酵、酱油-高盐稀醪发酵
3.液体培养基 把各种营养物质都溶解于水中,混合制成的液 体状态的培养基。
(2)选择培养基
在培养基中加入某些化学药品以抑制不需要的微 生物生长,而促进需要的微生物生长的培养基。 化学药品---抑菌剂和杀菌剂 常用染色剂(结晶紫、亮绿、孟加拉红)或抗 生素(青霉素、链霉素). 分离革兰氏阴性菌--加青霉素或结晶紫(抑制G+). 分离酵母菌和霉菌--加抗生素(青霉素、链霉素, 抑制细菌和放线菌)。 用途:将所需要的微生物从混杂的微生物中分离 出来。
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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。

从量的角度分主要元素和微量元素两大类。

前者指磷钠硫钙镁铁等;后者锌锰钼钴等。

作用:构成细胞组成成分,磷是核酸的组成元素之一;做酶的组成成分或酶的激活剂,铁是过氧化氢酶细胞色素氧化酶的组成成分,钙是蛋白酶激活剂;调节微生物的生长的物理条件,渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等;作为某些自养微生物的能源,如硫细菌以硫作为能源。

g)碳氮比:是指有机物中碳的总含量与氮的总含量的比,适当的碳氮比例,有助于微生物发酵分解。

碳氮比过高和过低都不利于细胞生长和外源蛋白表达和积累,过低导致菌体提早自溶;过高导致细菌代谢不平衡,最终不利于产物的积累。

即使碳氮比处在合适水平,碳源和氮源浓度过高和过低也不利于细胞生长和外源蛋白表达和积累,浓度过高,细胞在发酵过程后期生长缓慢,代谢废物产生较多,最终使得菌体代谢异常,影响外源蛋白合成;浓度过低,培养基所能提供的营养物质有限,影响细胞的繁殖。

因此培养基除了氮源碳源浓度适宜,还需要二者比例关系确定。

h)PH值:各类微生物生长的PH值不尽相同,环境中的pH值对微生物的生命活动影响很大,主要作用在于:引起细胞膜电荷的变化,从而影响了微生物对营养物质的吸收;影响代谢过程中酶的活性;改变生长环境中营养物质的可给性以及有害物质的毒性。

每种微生物都有其最适pH值和一定的pH范围。

在最适范围内酶活性最高,如果其他条件适合,微生物的生长速率也最高。

大多数细菌、藻类和原生动物的最适pH为6.5-7.5,在pH 4-10之间也可以生长;放线菌一般在微碱性即pH7.5-8最适合;酵母菌、霉菌则适合于pH5-6的酸性环境,但生存范围在pH1.5-10之间。

有些细菌甚至可在强酸性或强碱性环境中生活。

i)渗透压:恰好能够阻止水分子通过半透膜从浓度较低的溶液移向浓度较高的溶液的在较高浓度溶液的液面上施加的额外压强称为渗透压。

培养基内物质浓度要合适。

j)氧化还原电位:一般,好氧微生物在氧化还原电位为正时都能生长,而厌氧微生物要求氧化还原电位为负值,其中严格厌氧微生物要求氧化还原电位在-400mV以下2).培养基配制的基本原则a.要确定研究目的,明确微生物的营养类型,同时应该了解微生物的类群、生活环境;b.应当查阅大量文献,总结借鉴前人工作经验;c.具体问题具体分析,本着既要满足微生物的生长繁殖或积累大量代谢产物d.要求,同时又要降低成本的原则,通常从培养基成分考虑,以配制生长繁殖所需的培养基。

二、撰写课堂报告的目的1.了解微生物营养与生长的相关知识;2.了解培养基成分、类型;3.熟悉高产油脂微生物的种类;4.学会用培养基培养筛选需要的菌株;5.学会优化培养基发酵条件。

三、撰写课堂报告的思路通过对微生物营养与生长相关知识的学习掌握,围绕高产油脂菌株培养基优化与培养条件优化这一研究问题,通过对高产油脂菌株的特点进行分析,寻找培养基优化和培养条件优化最佳方法,初步构建高产油脂菌株的培养基与培养条件优化的方法体系。

四、课堂报告的正文1.产油脂微生物1)微生物油脂又称单细胞油脂,是酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定的条件下,以碳水化合物和普通油脂为碳源,在菌体内产生油脂。

2)常见产油微生物种类能生产油脂的微生物有酵母菌、霉菌、细菌和藻类等。

其中真核的酵母菌、霉菌和藻类等能够合成与植物油组成类似的甘油三酯,而原核的细菌则合成特殊的脂类。

目前研究的较多的是酵母菌、霉菌和藻类。

现在用生产多不饱和脂肪酸的为真菌、细菌和藻类,由于细菌产量低,目前主要集中在真菌和藻类。

微生物生产油脂不仅具有油脂含量高、生产周期短、不受季节影响、不占用耕地等优点;而且可用细胞融合、细胞诱变等方法,使微生物产生高营养油脂或某些特定脂肪酸组成油脂,如EPA、DHA、类可可脂等3)微生物油脂的产油机理微生物产乍油脂的过程本质上与动植物产生油脂的过程相似,都是从利用乙酰 CoA羧化酶的羧化催化反应开始,经过多次链的延长及经去饱和酶的一系列去饱和作用等,完成整个生化过程。

4)高产油脂菌株生物量与油脂测定方法(1)菌体生物量测定:湿菌体于60℃烘至恒重,以g干菌体,L发酵液表示菌体生物量。

(2)油脂测定方法:提油前菌体的处理采用酸热法破碎细胞,即在菌体中加入4mol/L的盐酸溶液沸水浴20min,使细胞破碎。

菌体油脂采用索氏抽提法,即用低沸点有机溶剂(乙醚或石油醚)回流抽提,除去样品中的粗脂肪,以样品与残渣重量之差,计算粗脂肪含量。

由于有机溶剂的抽提物中除脂肪外,还或多或少含有游离脂肪酸、甾醇、磷脂、蜡及色素等类脂物质,因而抽提法测定的结果只能是粗脂肪。

2.微生物油脂菌株培养1)高产油脂菌株的筛选用于生产微生物油脂的菌株要求具备以下条件:(1)具备或改良后具备合成油脂的能力,油脂积累量大,含油量稳定在50%以上且油脂转化率不低于15%。

(2)能利用农副产品及工业废水、废料。

(3)繁殖力旺盛,杂菌污染困难,沉淀、过滤、分离油脂容易。

(4)油脂风味良好,食用无害,易消化吸收。

(5)用于工业化生产时能适应工业化深层培养,装置简单。

此外菌种不同,培养条件不同,产品也不同。

一些菌株油脂的脂肪酸组成、类型及甘三酯组成2)菌株的选择脂肪粒计数法、苏丹三菌泥染色法、碳饥饿检出法3)菌株的制备①微生物油脂的生产工艺流程如下:菌种筛选一—原料——灭菌——菌体培养——菌体收集——预处理——油脂提取——精炼成品油脂。

②菌体的培养大量的试验证明,不同种属的微生物,其油脂含量、油脂成分各不相同。

即使同一种微生物在不同的培养条件下,其产油量和油脂成分也不尽相同。

与此相关的培养条件主要有碳源、氮源、温度、pH 值等。

碳源有葡萄糖、果糖、蔗糖等;氮源有胺盐、尿素等。

微生物培养可采用液体培养法、固体培养法和深层培养法。

4)培养基包含的各成分对对菌体产油脂的影响a.碳源和氯源对菌体产油脂的影响碳源是微生物产油脂的一个关键因素,当培养基中碳源充足而其它营养成分缺乏时,微生物菌株会将过量的碳水化合物转化为脂类。

目前最常用的碳源是葡萄糖,因为以葡萄糖为碳源可获得更高的菌体生物量,而且其价格相对于其它碳源更便宜,有利于降低成本。

氮源的主要作用是促进细胞的生长,高C/N有利于菌体生长,低 C/N 有利于油脂的积累,此外氮源的种类也会影响油脂的积累。

b.培养时间对菌体产油脂的影响微生物细胞的油脂含量随微生物生长阶段的不同而有显著差异,如油脂酵母的油脂含量在生长对数期较少,在生长对数期末期开始急剧增加。

至稳定期初期达到最多。

培养时间的长短也是一个影响因素,培养时间不足,菌体总数少而影响油脂产量;培养时间过长,细胞变形、自溶,合成的油脂进入培养基中难以收集,同样影响油脂产量。

此外,不同微生物的最佳培养时间也不相同。

c.温度对菌体产油脂的影响温度的改变之所以能调节脂肪酸成分。

是由于细胞对外界温度的化会产生一种适应性反应。

通常情况下,不饱和脂肪酸的熔点比饱和脂肪酸低,短链脂肪酸的熔点比长链脂肪酸低。

因此当菌株从高温转移到低温时,细胞膜不饱和脂肪酸及短链脂肪酸含量增加,主要是棕桐油酸或油酸等含量的增加;当温度升高时,平均链长就增长,有利于细胞膜的正常流动和增强其通透性。

d.pH值对菌体产油脂的影响不同种类的微生物,产油的最适pH值也不同,霉菌的为中性至微碱性。

油脂酵母培养基的初始 pH值越接近中性,稳期菌体的油脂含量越高。

在培养过程中不断调整 pH值,使微生物处于其最适 pH值范围内。

可有效地提高微生物的产油量。

e.通气量对菌体产油脂的影响油脂是由基质的糖类还原而成,当微生物产生油脂时,必须供给大量氧气,不饱和脂肪酸的生物合成也需要大量氧气。

研究发现,产油真菌在供氧不足的条件下,甘油三酯的合成会强烈受阻,并引起磷脂和游离脂肪酸大量积累;在通气条件下。

游离脂肪酸会部分转化成含有2个或3个双键的脂肪酸,从而使不饱和脂肪酸大量增加。

f.无机盐对菌体产油脂的影响对真菌而言,适当增加无机盐和微量元素的添加量可提高油脂合成速度和产油量。

在培养基中适当增加 Na,K,Mg等元素含量。

日本长沼等人员研究证明,在培养基中适当增加Fe,Zn离子,可加速产油微生物对油脂的合成,但添加量不宜太大,否则会严重阻碍真菌对油脂的合成。

3. 发酵条件的优化方法1)培养基的优化通常包括以下几个步骤:①所有影响因子的确认;②影响因子的筛选,以确定各个因子的影响程度;③根据影响因子和优化的要求,选择优化策略;④实验结果的数学或统计分析,以确定其最佳条件;⑤最佳条件的验证。

5.)优化方法经以上几种方法的比较,我们可以通过把几种试验方法的结合,减少实验工作量,但又得到比较理想的结果。

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