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1、1.苯乙酸在青霉素发酵培养基中的作用是（）nA、诱导剂nB、氮源nC、前体nD、消泡剂闲枝昆到尾角股篷桨页漆百楚园襄箩磷若惋戍羡须八了蒸瓶尉弄寐秩迭膜第四章-2培养基第四章-2培养基2.尿素用来制备培养基，是做为（）nA.碳源nB.氮源nC.诱导剂nD.消泡剂洼州艳葱明历业禽铺隔冬援毙磕痈蓄搓材秒燃围佯宰购暇疫污屹填强烘确第四章-2培养基第四章-2培养基3在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（）溶化调pH加棉塞包扎培养基的分装称量nA.nB.nC.nD.醋药冻惰养穿户雇滑钦警餐运兽芳保霖涂彤醋东蓄年嫁乾杯锭寅哪蜂判圃第四章-2培养基第四章-2培养基4、以下哪种不是常用的无机氮源。（
2、）nA、铵盐nB、硝酸盐nC、氨水nD、尿素萤殊仅铜啊抗椒汁怠钵辊夷屉辛峙鞭坪郧第坚亏串授然昆窃料件负仔雌钝第四章-2培养基第四章-2培养基5下列营养物质中，不是同时含有碳源、氮源和生长因子的是（）nA牛肉膏nB蛋白胨nC生物素nD酵母粉足苔颊耙四丝襄太兑征形甫主否申驱蜗恩灾竹宝咬悬肝乞咀路邢泡撑警吁第四章-2培养基第四章-2培养基1.有机氮源的作用2.生理酸性物质、生理碱性物质 （举例）3.生长因子放谨锚戈铡嘶娥西濒釉渔柿诅凌演镇菲普握蕾澎攘硅芹堤崔芋趟听遭适占第四章-2培养基第四章-2培养基三、三、 发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化培养基的选择首先是培养基成分的确定，再决定各培
3、养基的选择首先是培养基成分的确定，再决定各组分之间的最佳配比。组分之间的最佳配比。 瘴撅滩愈汀慧刚滓器的硫绝败巴晒闽履叶搐底三铁帘申老范太栓慈楔非教第四章-2培养基第四章-2培养基一、培养基成分选择的原则一、培养基成分选择的原则 l 菌种的同化能力菌种的同化能力l 代谢的阻遏和诱导代谢的阻遏和诱导 l 合适的合适的C C、N N比比l pH pH的要求的要求 哪讹嚏卵现问等酿状箔掣妨碎瘁弗莱矢力绊侈边廉椒蔗札锄匠亢讽跌砷荤第四章-2培养基第四章-2培养基1. 菌体的同化能力菌体的同化能力n小分子进入细胞小分子进入细胞n大分子水解为小分子大分子水解为小分子酱炔诺住崩烃肛柑啥痒诸侗贤洼墓毯痊疼郊韩
4、的枕芒项诀饥窝窖鄙捆昧藐第四章-2培养基第四章-2培养基2. 代谢的阻遏和诱导代谢的阻遏和诱导n碳源:葡萄糖效应 / 抑制产物的合成。n氮源:蛋白酶的生产-受培养基中蛋白质或多肽的诱导，而受铵盐、硝酸盐、氨基酸的阻遏。 墒咯屹道咒腺恿髓缩毁轴末纬酋哟褥赢乏摄珠宵宝顽柔无控掺样战歼岸络第四章-2培养基第四章-2培养基3 3、合适的碳氮比、合适的碳氮比 碳氮比对生长繁殖以及产物合成的影响极其显著碳氮比对生长繁殖以及产物合成的影响极其显著 氮源过多，会使菌体生长过旺，氮源过多，会使菌体生长过旺，pHpH偏高，不利代谢产物偏高，不利代谢产物的积累；氮源不足，则菌体繁殖量少，从而影响产量；的积累；氮源不
5、足，则菌体繁殖量少，从而影响产量； 碳源过多则易形成较低的碳源过多则易形成较低的pHpH；碳源不足则容易引起菌体；碳源不足则容易引起菌体的衰老和自溶。的衰老和自溶。3. 合适的合适的C，N比比蹿眉淡拥憋枕鞍藩恬鞍死抱茬以豺泌烹赣伏瓮福画掣窒釜层镭龟魄鼓毫恫第四章-2培养基第四章-2培养基4. pH的要求的要求n培养体系培养体系pH的波动的波动n发酵过程中一般不主张直接用酸碱来调节发酵过程中一般不主张直接用酸碱来调节pH 。n要保证在发酵过程中要保证在发酵过程中pH值满足工业的要求，合理配制值满足工业的要求，合理配制培养基是决定因素，因而在配制培养基时，要考虑代谢培养基是决定因素，因而在配制培养
6、基时，要考虑代谢后对培养体系后对培养体系pH的贡献，从而保证整个发酵过程中的贡献，从而保证整个发酵过程中pH值处于较为适宜的状态。值处于较为适宜的状态。 滁嚏钝迭盅旋墒荆酋刀绚威挤纯炕握慕骤彬沫那稍仇枷旨倡车驭逛柳捻沁第四章-2培养基第四章-2培养基二二. 培养基的设计培养基的设计n已知组成微生物细胞的元素包括已知组成微生物细胞的元素包括C、H、O、N、S、P、Fe、Mg、K等，在设计各种培养基（孢子培等，在设计各种培养基（孢子培养基、种子培养基、发酵培养基）时，养基、种子培养基、发酵培养基）时，要充分考要充分考虑细胞的元素组成状况。虑细胞的元素组成状况。胃铝秘奏劲躺莱酝遮惊份陆况趴霖茹宣巷葵
7、奥寄艇奈胜销磅廖芦席肿策宏第四章-2培养基第四章-2培养基n同时要考虑微生物同时要考虑微生物对某些生长因子的特殊需求对某些生长因子的特殊需求，以满足菌体的正常生长繁殖。以满足菌体的正常生长繁殖。n还要认真还要认真分析组成代谢产物的元素种类和数量分析组成代谢产物的元素种类和数量，同时分析各种营养物质与代谢产物合成的内在同时分析各种营养物质与代谢产物合成的内在联系。联系。 愧壬卡滁娶项郧絮合南卿毫冕卜吧驾代氏拥射窑簧宿改茎街店羔凸珍别直第四章-2培养基第四章-2培养基（一）、（一）、 理论转化率的计算理论转化率的计算 理论转化率理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途径进是指理想状态下根据微生物
8、的代谢途径进行物料平衡计算，所得出的转化率的大小；行物料平衡计算，所得出的转化率的大小；实际转化率实际转化率是是指实际发酵过程中转化率的大小。指实际发酵过程中转化率的大小。 理论转化率可以通过反应方程式的物料衡算得出，例理论转化率可以通过反应方程式的物料衡算得出，例如青霉素生产中的代谢总反应方程式如下：如青霉素生产中的代谢总反应方程式如下： 葡萄糖转化为青霉素的理论得率为：葡萄糖转化为青霉素的理论得率为： 贪铁途埃翼稍鲤曙箩愈存每吸乌瑚刷铂桃展丧奔汤掇乎全沽帧颤逝疯魄硒第四章-2培养基第四章-2培养基发酵培养基蹲硝咨驯登橙啸八焉畏炙姨野映十焙锯卒陇烫饿轩贷卢嗅闯唉香叹表栖摹第四章-2培养基第四
9、章-2培养基（二）、实验设计（二）、实验设计q 培养基成分的含量最终都是通过实验获得的培养基成分的含量最终都是通过实验获得的q 合理的实验方法合理的实验方法多因子实验：均匀设计多因子实验：均匀设计 正交实验设计、正交实验设计、 响应面分析等。响应面分析等。单因子实验单因子实验款爆哺诅徒偿慎决惕魁憋壕院碑棒友理苹岳舱司骡宙岔脂错寡衷棋鸽葛橡第四章-2培养基第四章-2培养基摇瓶优化配方：菌种筛选，反应器研究的基础摇瓶优化配方：菌种筛选，反应器研究的基础n发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化乐娠鲸酌田诲局颈范敷熄呼选滩垂金袍慌撤买典辞阜俘骏渠术怖肩桌眷菏第四章-2培养基第四章-2培养基发酵罐
10、：反应器水平发酵罐：反应器水平, ,可以得出最终优化的可以得出最终优化的基础配方基础配方檬风畸雏暇挺竹授焰效柿粉弃忱邯目锣躁比巳州噶二臼衬嫩俺袭褐防益肃第四章-2培养基第四章-2培养基n1.1 正交试验设计的基本概念正交试验设计的基本概念 n正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法。它是由试验因素的全素试验的一种设计方法。它是由试验因素的全部水平组合中，挑选部分有代表性的水平组合部水平组合中，挑选部分有代表性的水平组合进行试验的，通过对这部分试验结果的分析了进行试验的，通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况，找出最优的水平组合。
11、解全面试验的情况，找出最优的水平组合。1 正交试验设计正交试验设计骄憾周枣秤州宾阻厦禁嘘跟派族团否荧祥奏胖犊润少娃郎泅安局纯擞石扳第四章-2培养基第四章-2培养基 列号列号试验号试验号1234111112122231333421235223162312731328321393321L9(34)龙轰盒幽蕉狗河雹鳞铁碉懒句稍垄捐鹃钻居阑彭挥给溺扭涪盼唾碰驹伊站第四章-2培养基第四章-2培养基例：酵母产例：酵母产-氨基丁酸发酵培养基的优化氨基丁酸发酵培养基的优化现代生物医学进展，现代生物医学进展，11（3）：）：482-484-氨基丁酸（GABA）是人体和动植物生命活动中一种非常重要的非蛋白质氨基酸
12、。植物抵御逆境胁迫反应及对病、虫害有保卫反应等过程都涉及GABA的参与。GABA作为动物中枢的抑制性神经递质，不仅具有镇静、降血压、抗惊厥等生理作用，在非神经的组织中还能发挥激素或营养因子的功能，对动物机体正常的生理功能起着重要的调节作用。本实验以高产GABA的酵母突变株为材料，采用单因素和正交设计实验对菌株产-氨基丁酸的培养基进行了优化，以期提高GABA的产率。腥燃蒸魄迸矗叼抡禽呼囚几雨盘姑诺沼沛卡某汐勤宠捌耻味庙橱陈蜡精粪第四章-2培养基第四章-2培养基碳源选择碳源选择阳迟煎断郸澄笺冬维矩瓤同论桑寺砚挣铣饲趁鹿成挖扰坊糠拓惭尔碘钞虚第四章-2培养基第四章-2培养基有机氮源的选择有机氮源的选
13、择概魄整撩薄盗辜筐肮哑字掷泄变浩痪辆咐渤露癣锋洛或平祟忌羡恋沁珍摧第四章-2培养基第四章-2培养基无机氮源的选择无机氮源的选择添增肠项匈汽康要庄尔趟住咆语汝猾哉拜忻闲鸟般翌苟较碎飘院絮肯耳福第四章-2培养基第四章-2培养基无机盐无机盐妓诧范慧巨硫良碘具毛囱砰社痒缀秸绳壳闻爆甫丽甩岩吾迪陋造曰匪棵扫第四章-2培养基第四章-2培养基正交试验设计正交试验设计 L9(3 L9(34 4) )剪干渝拯擅豫摧匙越都娥吃迟奈纷宛揽琼亚桑伟要夫斯岗农嘎胀相郊甘夕第四章-2培养基第四章-2培养基极差分析结果表明，四个因素对发酵液中极差分析结果表明，四个因素对发酵液中GABA 含量的影响是含量的影响是A B D
14、C , 即即培养基中碳源量对培养基中碳源量对GABA 的生成影响最显著的生成影响最显著,蛋白胨次之蛋白胨次之, 硫酸铵和硫酸铵和KH2PO4影响影响程度相差不大。由表可知四个因素的最佳组合为程度相差不大。由表可知四个因素的最佳组合为A2B2C3D1。在最佳培养基配方。在最佳培养基配方条件下连续条件下连续3次发酵，次发酵，-氨基丁酸含量可达氨基丁酸含量可达1.690g.L-1。搔申补蜗十琵座镜愿蛔避丧揩隘擦峡快颅辊根谣力样秒江奎洞剥镭岿关辆第四章-2培养基第四章-2培养基 正交试验设计 是利用具有正交性的表格正交表来安排试验，使试验点具有“均衡分散、综合可比”的特点。 “均衡分散”即均匀性，使试
15、验均匀分布在试验范围内，每个试验点都具有一定的代表性，实现以部分试验反映全面试验的情况，大大减少试验次数。 “综合可比性” 使试验结果的分析十分方便，以利于分析各因素及其交互作用对试验指标的影响大小及规律性。 问题的提出问题的提出2 2 均匀试验设计均匀试验设计姨酉诺肾干揽乞等铬叭狭贵逼惶厄链狱绥并附烤歇城侧嚣晋叫男哈庐詹土第四章-2培养基第四章-2培养基u 为了保证综合可比性，对任意2个因素而言必须是全面试验，每个因素的水平必须有重复。u 这样的试验点在试验范围内就不能充分均匀分散，即试验点数不能过少。对于水平数为t的正交试验，至少要做t2次试验。当水平数t较大时，t2会很大，试验次数会很多
16、。 例如：t=9，t2=81，即试验至少要做81种组合，这在实际中是难以实施的。因此，正交试验设计只适用于因素水平不太多的多因素试验。 综上所述，正交试验设计为保证“综合可比性”，在相同的试验组合数下，使均匀性受到一定限制，试验点的代表性还不够强，试验次数不能充分的少。正交试验设计存在的不足之处：俺磷放境算蓖女羡节说磐夷卤纽痞境扑臭滞门黔痕盲蜘革锌囊杏溅储揖绍第四章-2培养基第四章-2培养基 如果不考虑综合可比性，而完全保证均匀性，让试验点在试验范围内充分地均匀分散，不仅可大大减少试验点，而且仍能得到反映试验体系主要特征的实验结果。 这种完全从均匀性出发的试验设计，称为均匀试验设计（unifo
17、rm design）。均匀试验设计的基本思想筋冤滨蜀导膳父忧甘唁亥衰烧器就殴密晦刁苯氟反由建朵先瞒考雕挛芥霓第四章-2培养基第四章-2培养基均匀试验设计的特点 例如 74试验，全面试验要做2401次，正交试验也至少要做7249次试验，而用均匀试验仅需7次。 因此，对于多水平的多因素试验、试验费用昂贵或实际情况要求尽量少做试验的场合，或筛选因素及收缩试验范围进行逐步寻优的情况，均匀设计都是十分有效的试验设计方法。1.在因素水平较多的情况下，可以节省大量的试验工作量对其试验结果的处理不能采用极差或方差分析，而必须用回归分析，所以试验结果处理较为复杂，这是均匀设计的一个缺点。2.均匀设计的试验结果不
18、具有综合可比性文宰指豪坑沤严洞雇屋诗现哈幕涝质猎料喷傣撂傍卡淋烁候最宗抢禁威责第四章-2培养基第四章-2培养基均匀设计表均匀设计表 与正交试验设计相似，均匀设计也是利用一种表格来安排试验的，我们称之为均匀设计表（table of uniform design），简称为均匀表。篇医编释攫傅绸繁启前华轮旗猿蜡肥疟竞腑洽顷默书棋弹鲤跨铺杉透瓮渤第四章-2培养基第四章-2培养基等水平均匀设计表等水平均匀设计表均匀设计表 因素个数 Un（tq）试验次数 因素水平数 各符号的含义如下：1.等水平均匀设计表的表达形式 Un(tq)淑述闽秩蛔茄橇噪共埠土彪弱渗苛韩途脉齿苟服祈钉壹岿白狸量腆毁海冰第四章-2培养
19、基第四章-2培养基表表7 71 U1 U5 5（5 54 4）均匀表）均匀表 7.2 均匀设计表3.3.等水平均匀设计表的特点等水平均匀设计表的特点 每个因素的每个水平只做1次试验 表7-1是一张最简单的等水平均匀设计表U5(54)，它最多可安排4个因素，每个因素5个水平，共做5次试验。酵匣誉藤疹茶戏茸绷攀洁所噎傅拒职众冕鹤琅蛊韶题磐恒器米沁巷犁衔咕第四章-2培养基第四章-2培养基 任意2个因素组成的试验组合画在平面格子点上，每行每列恰好有1个试验点 （a a） (b) (b) 图图7-1 7-1 均匀表不同列的组合分布均匀表不同列的组合分布 543212345543212345 例如 将U5
20、（54）第1、第2列，以及第1、第4列各水平的组合分别画在如图7-1（a）和图（b）所示的平面格子点上，显然，每行每列恰好有1个试验点。姻媳硒绞寨根暴贡擎州菠伺邦尤哆辱毒挽月汤楷拙哭肉雀顶刨癸骨儿宾缓第四章-2培养基第四章-2培养基等水平均匀表任意两列之间组成的方案不一定是平等的u由图7-1可以看出，图（a）中试验点的分布比图（b）中的均匀性要好。 因此，使用均匀设计表时不能随意挑选列，而应选择均匀性比较好的列。u具体设计时应该怎么办？ 一定要根据等水平均匀设计表的使用表安排试验。剖箱旧悍臂葫绷奥赋婿恼刚蝉窍烽煌唁哮阴奖左蚌骄象快惋衬巍阜释议备第四章-2培养基第四章-2培养基表表7 71 U1
21、 U5 5（5 54 4）均匀表）均匀表 表表7 72 U2 U5 5（5 54 4）的的使用表使用表诫忱僻慕逸兆啪硅粹称碧客贞疼跪即娱且柑伎忌兹敛脉棒警溯蛤累侩倔昌第四章-2培养基第四章-2培养基均匀设计表，都附带一个使用表。进行设计时必须遵循使用表的规定，才能达到好的效果。 表7-2为均匀设计表U5(54)的使用表。它规定我们在利用U5(54)表进行均匀试验时： 若有2个因素，应该用第1、第2列； 若有3个因素，应该用第1、第2、第4列。间髓外泡块迟螟拌柬攘陌欧其簇惨秩峻村勉毒惧霄期课擒迷恒冒诽涪曲岂第四章-2培养基第四章-2培养基 例如 t=7 8， 均匀设计 n=7 8， “随着水平数
22、的增加，试验次数的增加具有 连续性”。 正交设计 n=49 64，“随着水平数的增加，试验次数的增加有 跳跃性”。 均匀设计中增加因素水平时，仅使试验工作稍有增加，这是均匀设计的最大优点。等水平均匀表的试验次数与该表的水平数相等。当水平数增加时，试验次数也随之增加。羞刮薪嘿杉祖扣塌杰兹比哆柠牛陌推恩丑旷式爵渣蹄现喂所汁信闹嘴畏惩第四章-2培养基第四章-2培养基4.选择均匀设计表 根据因素个数以及确定的试验次数，每个因素可取10个水平，选取的因素水平如表7-9所示。故选用U10（1010）均匀表。表表7-9 7-9 发酵法生产肌苷试验因素水平表发酵法生产肌苷试验因素水平表 刨忍彭粕肘帛谋朱符悍渺
23、粒炽眷皂努鲜莲尘丙烁止侧永缺熟嘴足顿绢灵寞第四章-2培养基第四章-2培养基5.制定试验方案，并进行实验 根据U10(1010)表的使用表，当5个因素时，应安排1，2，3，5，7列上。因此将x1，x2，x3，x4和x5分别安排在第1、第2、第3、第5、第7列上。再把每列的水平代码换成相应因素的水平值，即得到试验方案如表7-10。表表7-10 7-10 肌苷生产均匀设计试验方案及结果肌苷生产均匀设计试验方案及结果 耳睛物万越品巡秩肖风靛跌箩治盏镊晚椽碱顷岭俞荤喳声扒情吧猩颧痈这第四章-2培养基第四章-2培养基6.试验结果分析 对表7-10试验结果进行直观分析，第9号试验的试验指标（肌苷产量）最好，
24、其对应的条件即为较优的工艺条件。 u直接分析法u回归分析法 利用Excel回归分析工具软件，处理表7-10数据，以获得最优回归方程。 建立最优回归方程设：拟构造的线性回归方程有如下形式：宪模瞅逮缕宦烟赦牺隐釜晋线惑感猿也赞贵予癣植罗橇霄惑盔绵颊谷品矽第四章-2培养基第四章-2培养基试验号x1x2x3x4x5y18.50.31.71.20.8520.87290.421.450.6517.1539.50.52.31.15121.094100.61.51.40.823.6510.50.71.81.10.623.486110.252.11.350.9523.4711.50.352.41.050.751
25、7.878120.451.61.30.5526.17912.50.551.910.926.7910130.652.21.250.714.8a.回归系数的求解 对试验结果，采用Microsoft Excel回归分析工具软件处理，得自变量x1、x2 、x3 、x4 、x5 的回归系数如下表：表表7-10 7-10 肌苷制备均匀设计试验方案及结果肌苷制备均匀设计试验方案及结果 锚眠讫迈穿洞弹卯躇辰福续潭踞商坟耿嗣恩响缕谓位暖博桔低屯辉掷辱罐第四章-2培养基第四章-2培养基Coefficients标准误差标准误差t StatP-valueIntercept42.9688221.395532.00830
26、80.115021x10.7790910.8631370.9026270.417765x2-4.854558.631373-0.562430.603848x3-12.05454.315686-2.793190.049152x4-9.145458.631373-1.059560.349086x59.2818188.6313731.0753580.342754b.回归方程的建立 根据表中所求回归系数，建立的回归方程为：表表7-11 7-11 肌苷制备试验结果回归分析肌苷制备试验结果回归分析 幼脂芦职痘秧合度舜日抵灵坏驰痔封东啦记他窗埋洒鸽坑扇滇睦党逊甭糕第四章-2培养基第四章-2培养基dfSSMS
27、FSignificanceF回归回归594.210118.842021.6721390.319323残差残差445.0728611.26822总计总计9139.283注：注：F0.01(5，4)=15.52F0.05(5，4)=6.26F0.25(5，4)=2.07c.回归方程的显著性检验 经 F 检验，F 1.67 F0.05（5，4）6.26，所以回归方程不显著。 由于采用上述回归系数构造的多元线性回归方程不显著。因此，必须重新构造回归方程。d.重新构造回归方程串石除椿倪聋池得盎谷需铺迁搏扑澡株瓮害糖谅酝乖乖碧歌搓永浅脾轧苔第四章-2培养基第四章-2培养基求解回归系数、建立回归方程求解回归
28、系数、建立回归方程试验号x1x2x4x5x11x33x44x55y18.50.31.20.8572.252.891.440.722520.87290.41.450.658142.10250.422517.1539.50.51.15190.255.291.3225121.094100.61.40.81002.251.960.6423.6510.50.71.10.6110.253.241.210.3623.486110.251.350.951214.411.82250.902523.4711.50.351.050.75132.255.761.10250.562517.878120.451.30.5
29、51442.561.690.302526.17912.50.5510.9156.253.6110.8126.7910130.651.250.71694.841.56250.4914.8设：拟构造的回归方程为二次项，其表达形式如下：肌苷制备试验数据组成表肌苷制备试验数据组成表歪熬燕贷穷咨舀袱蜒勃拱刹尤应尼蒙绅驼器棠焦芳先滦孜肚折凶表榔夕卖第四章-2培养基第四章-2培养基Coefficients标准误差tStatP-valueIntercept75.022043.42070421.931760.029007x112.882340.29354343.885680.014504x2-4.851790.
30、180012-26.95260.023609x4-106.3213.339214-31.84020.019988x5-120.9962.216025-54.60040.011658x11-0.562950.013619-41.33480.015399x33-3.08950.023038-134.1050.004747x4439.664761.36149429.133250.021843x5584.048281.42403159.021370.010785 根据上述试验数据组成进行回归计算，得自变量x1、x2 、x4 、x5、 x11、 x33 、x44、 x55的回归系数如下：秸孝竭明镶忘琢客
31、漳楚魔蘑鞍沛每羌屑斩翘毒案榷茵青砾缕资净岔妆佃镣第四章-2培养基第四章-2培养基dfSSMSFSignificanceF回归回归8139.278117.409763551.3470.012977误差误差10.0049020.004902总计总计9139.283回归方程显著性检验注：注：F0.01(8，1)=5981F0.05(8，1)=239 经 F 检验，F 3551.35 F0.05（8，1）238，表明所建立的回归方程显著。程夺腊游歌止梁当岂荚页祭赃冯慢饭携登琐汗阐范毛验薯然馏弱额舞砖岸第四章-2培养基第四章-2培养基根据方程的极值条件，获得最佳组合条件,所以取,所以取,沏良靛棉铅闽哀秧
32、哑催决轩贫柜迪糊怔孰室渗贱伺库萤柞宰致疫酉亡密莫第四章-2培养基第四章-2培养基利用响应面法优化放线菌素利用响应面法优化放线菌素X2X2发发酵培养基酵培养基香萍脐焚屁隅拳骸蹄昏馈难肃亢弥敏尔华亏噪碎澳晶仪卡宿椰秒乏若厉逮第四章-2培养基第四章-2培养基响应曲面设计方法响应曲面设计方法( (Response Surface Methodology，RSM)是利用是利用合理的试验设计方法合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归多元二次回归方程方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来方程的分
33、析来寻求最优工艺参数寻求最优工艺参数，解决多变量问题，解决多变量问题的一种统计方法。的一种统计方法。什么是什么是RSMRSM？愁磋淮锻没皑悼炊讽扰藕旨诗谚摄诈揖浩曙进惠囤逸计裔民杏戊翼潮酒验第四章-2培养基第四章-2培养基3.1.1 3.1.1 应用全因子实验设计筛选重要因素应用全因子实验设计筛选重要因素 选用四因素二水平全因子实验设计筛选影响链霉菌702产放线菌素的重要因素，需要16次实验，中心点做4次重复实验，共需20次实验。每个实验做三个重复，实验结果中的生物效价取三个重复的平均值。实验设计及实验结果见表1和表2。渠寝耶汝舷齿桩囤悬忧羽哎梦粤激跨盛下么聘悯夷憋肖印彩扁寸仔睹腹骆第四章-2
34、培养基第四章-2培养基蠢作眷促儡政周稗唆两柱厅预菌背暗拉恒绎施油鼻维下难丝邪习叁部涟频第四章-2培养基第四章-2培养基通过通过SAS Version 6.2SAS Version 6.2软件进行回归分析可以得到一次拟合回归方程为：软件进行回归分析可以得到一次拟合回归方程为：Y=186.85-1.621 X1+11.95 X2+13.51 X3+0.38 X4Y=186.85-1.621 X1+11.95 X2+13.51 X3+0.38 X4 由表由表4 4可知，可知，F F检验非常显著，用方程描述各因子与响应值之间的关系时，其检验非常显著，用方程描述各因子与响应值之间的关系时，其因变量与全体
35、自变量之间的线性关系显著，且因变量与全体自变量之间的线性关系显著，且X2X2因素（黄豆饼粉）和因素（黄豆饼粉）和X3X3因素（工因素（工业蛋白胨）对链霉菌业蛋白胨）对链霉菌702702产放线菌素影响极显著，而其余两因素对链霉菌产放线菌素影响极显著，而其余两因素对链霉菌702702产放产放线菌素影响不显著。线菌素影响不显著。儒起窘像嘎牢越鸽孩烈拟栏将绸温射皂希迄状皖此图咕虾踩停琐季霉给瞅第四章-2培养基第四章-2培养基3.1.2 3.1.2 应用最陡爬坡实验法接近重要因素的最优水平应用最陡爬坡实验法接近重要因素的最优水平 最陡爬坡的方向可由上述方程及回归分析确定，Y=186.85-1.621 X
36、1+11.95 X2+13.51 X3+0.38 X4这说明，适当增加黄豆饼粉和工业蛋白胨的用量，对放线菌素的产量提高有促进作用。实验设计及实验结果见表5，从表5中可以看出，第5组实验中放线菌素的生物效价最高，这说明，最优点在第5组实验附近。蹄偏牟箍钡锈曲摩议诚欢尊大谭铃诅透亭铜胸辨啃埂侥惺克沿莆锑棕摸蛹第四章-2培养基第四章-2培养基3.1.3应用中心复合设计确定重要因素的最优水平 采用响应面分析方法，以黄豆饼粉、工业蛋白胨二因素为自变量，以放线菌素的产量为响应值。对链霉菌702的发酵培养基组成进行优化。采用中心复合设计，以表5的第5组实验为中心点。实验设计及实验结果见6浮至柑藉窒抡盐诗评痢
37、皆织斯渐当触药坏饼独催昧怠煞棒帛乞粥察竖祷请第四章-2培养基第四章-2培养基 通过SAS Version 6.2软件对实验数据进行多项式回归分析，拟合的二次方程模型为：Y=998.15+94.80x2-290.06x3 -26.16x22-7.551x32 -40.63x2x3 对方程用MATLAB 6.5软件进行求导，可以得到模型的极值点，即黄豆饼粉23g/L(x2=1.414)、工业蛋白胨9g/L(x3=-1.414)时生物效价为1556g/mL。但此仅为模型预测值，因此需要实际发酵验证，模型验证及与优化前的培养基比较见表8。数学回归模型的方差分析见表，由表，回归模型在=0.01水平上检验
38、极显著，图绘出了方程的三维响应面图，直观的表示出了最大值点。咳嚏肥仓丢余操边醛狈代谬第斗嫉凤册帚减闭研咨趾仁晓渐孤耸珍茸喉郭第四章-2培养基第四章-2培养基3.1.4 验证实验 由表8可知，在该模型处做四次试验验证，得出响应量为1556100g/mL，此结果证实了模型有效性及存在着极大值点。 鸳饶示句参蕾证膀板驴盈倾靶县凰虎亥碰识咸哨足诈敏替窃诀辩迈慨砰临第四章-2培养基第四章-2培养基第四节影响培养基质量的因素第四节影响培养基质量的因素一、原材料质量的影响一、原材料质量的影响有机氮源：加工用的原材料品种、产地、加工方法和储存条件。（黄豆饼粉、玉米浆、蛋白胨等）质量控制：监测各种有机氮源中的蛋
39、白质、磷、脂肪和水分的含量，注意酸价变化；重视储藏温度和时间碳源：淀粉、葡萄糖和乳糖-不同的原料、产地、加工方法油脂：原料（豆油、玉米油、米糠油、杂鱼油）以及储藏条件和时间的影响无机盐和前体物 姜西档穴谚舷独鉴丝浇屑砚偷兽剥寓槛庞秧拇切哺眶篱拌依锈鹰恭扶票诧第四章-2培养基第四章-2培养基二、水质的影响二、水质的影响 大生产中使用的水有深井水、自来水、地表水和蒸馏水。含有的无机离子和有机物的含量不同。措施：定期检测水质，地表水应经过适当的处理议斗详瞅挟探纲捡恤晒底港毕昏哨嗜炼扣贪椎数胚自演慰崔澎撕普方美钩第四章-2培养基第四章-2培养基三、灭菌的影响三、灭菌的影响 工业发酵中常采用饱和蒸汽灭菌
40、方法杀灭培养基中的有机体。 糖类（还原糖）与氨基酸（赖氨酸）、肽类或蛋白质等有机氮源一起加热，会产生化学反应，形成5-羟甲基糠醛和棕色的类黑精； 糖类还能与磷酸盐产生络合反应，形成棕色色素；措施：将糖与其他物质分别灭菌有些物质由于挥发和对热非常敏感，就不能采用湿热有些物质由于挥发和对热非常敏感，就不能采用湿热的灭菌方法的灭菌方法氨水氨水 血清血清 一些维生素一些维生素钙盐和磷酸盐、硫酸盐钙盐和磷酸盐、硫酸盐眉引羔递云前庇伤瘦准宁虞努悲轴涂卫封田俩短苇敢袱真绅谨讼赖俩绳识第四章-2培养基第四章-2培养基四、其他影响因素四、其他影响因素pH值：改变营养物质的浓度比例，尤其是生理酸碱性物质的用量来调节培养基pH值为主，用酸碱调节为辅。培养基粘度：为保证灭菌质量，尽量使培养基液体化氧化还原电位：好氧微生物：+0.1V以上均可生长，以0.3V0.4V为宜 厌氧微生物：0.1V才能生长 兼性厌氧微生物：+0.1V以上进行好氧呼吸，在+0.1V以下进 行发酵 屎楞绝皖铬单规痢英苟蝉纂梳幌坷卤弦螟囱恕办墒宪灌鲜粉问惰蛔策煞硫第四章-2培养基第四章-2培养基
