酵母菌發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化

1、酵母菌發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化第1頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三實驗?zāi)康?.掌握發(fā)酵培養(yǎng)基的配制方法2.熟悉用正交試驗優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基的方法3.學(xué)習(xí)比濁法測定發(fā)酵液菌濃的方法第2頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三實驗原理1.確定培養(yǎng)基的基本組成2.確定所用原材料的種類3.確定所用原材料的濃度配比關(guān)系一、培養(yǎng)基的配制方法第3頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三1.單因素法2.正交試驗法3.均勻試驗設(shè)計二、培養(yǎng)基優(yōu)化方法（原材料種類和濃度配比優(yōu)化）第4頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三1.概念利用已經(jīng)設(shè)計好的表

2、格-正交表-來安排試驗并進行數(shù)據(jù)分析的一種方法。它是從全面試驗中挑選出部分有代表性的點進行試驗，這些有代表性的點具備了“均勻分散，齊整可比”的特點，是一種高效率、快速、經(jīng)濟的實驗設(shè)計方法。三、正交試驗法第5頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三2.基本工具正交表記號：Ln（tm）L：正交表的符號n：表的行數(shù)（可安排試驗的次數(shù)）t：表中的字碼數(shù)（水平數(shù)）m：表的列數(shù)（最多可安排因素個數(shù)）L8(27) L9(34) L16(45)第6頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三第7頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三3.正交表的特點試驗點分布

3、均勻、整齊可比任何一列中各字碼（水平）都出現(xiàn)，且出現(xiàn)的次數(shù)相等任何兩列中各橫行組成的數(shù)字對，包含著所有可能的數(shù)字對，且各種數(shù)字對出現(xiàn)的次數(shù)相等第8頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三4.實驗的基本步驟（1）明確任務(wù) 確定指標(biāo)（2）制定因素水平表1）確定因素（A、B、C）2）選擇因素的變化范圍3）確定因素水平數(shù)4）制定因素水平表因素水平A淀粉/%B黃豆餅粉/%C蛋白胨/%1530.22750.43970.6第9頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三（3）設(shè)計試驗方案1）選擇正交表2）表頭設(shè)計（不混雜）3）列出試驗方案4）進行實驗 因素實驗號ABC結(jié)果12

4、3456789111222333123123123123312231第10頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三 因素實驗號ABC結(jié)果123456789111222333123123123123312231X1X2X3X4X5X6X7X8X9（4）分析試驗結(jié)果 1）方法一：直接比較第11頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三直觀分析法是通過對每一因素的平均極差來分析問題。所謂極差就是平均效果中最大值和最小值的差。有了極差，就可以找到影響指標(biāo)的主要因素，并可以幫助我們找到最佳因素水平組合。 極差的大小反應(yīng)在所選擇的因素水平范圍內(nèi)該因素對測定結(jié)果影響的程度。

5、極差大的因素在所選擇的因素水平范圍內(nèi)對測定結(jié)果的影響最大，在測試過程中必須嚴格控制。2）方法二 直觀分析第12頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三 因素實驗號ABC結(jié)果123456789111222333123123123123312231X1X2X3X4X5X6X7X8X9k1k2k3 (X1+X2+X3)/3 (X4+X5+X6)/3 (X7+X8+X9)/3(X1+X4+X7)/3 (X2+X5+X8)/3 (X3+X6+X9)/3(X1+X5+X9)/3(X2+X6+X7)/3 (X3+X4+X8)/3極差K最大- K最小K最大- K最小K最大- K最小A： 首先

6、計算各因素每個水平的平均效果和極差。第13頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三B ：然后對計算結(jié)果進行分析，分析各因素的主次和影響趨勢，找到最優(yōu)試驗方案。 比較RA 、RB、RC值，R值越大的因素，影響越大，控制要越嚴格，R值越小的因素，影響越小。 對每一個因素，選擇K值最大的水平為最佳條件。如對于因素A 淀粉，若k2K1k3 ，即k2最大，根據(jù)因素水平表中的設(shè)計，其水平為7%。表明7%為最佳的淀粉濃度。對于因素B ，k2最大，對于因素C ，k3最大。 則實驗的最佳實驗條件為： A2 B2 C3，即最佳實驗條件為：淀粉為7%，黃豆餅粉5%，蛋白胨0.6%第14頁，共26頁

7、，2022年，5月20日，20點56分，星期三 若某一因素k3或者k1 最大，則說明所選擇的該因素的水平范圍不合適， 如：對于因素C，k3最大，說明因素水平表中所設(shè)計的最高水平0.6% 不一定為最佳。如果該因素的R值較大，影響較顯著，則必須進行重復(fù)實驗或?qū)φ諏嶒灐?其中對照實驗條件應(yīng)為： 試驗1： A2 B2 C3 試驗2： A2 B2 C4 C4應(yīng)大于C3 對照兩者的結(jié)果，若試驗1結(jié)果值大于試驗2，則試驗1條件即為最優(yōu)化條件。若試驗2結(jié)果值大于試驗1，則應(yīng)再改變因素C的水平，繼續(xù)做對照實驗，直至達最佳結(jié)果。第15頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三細菌培養(yǎng)物在生長過程中

8、，由于原生質(zhì)含量的增加，會引起培養(yǎng)物混濁度的增高。細菌懸液的混濁度和透光度成反比、與光密度成正比，透光度或光密度可借助光電比濁計精確測出，因此可用光電比濁計測定細胞懸液的光密度（OD值），表示該菌在特定實驗條件下的細菌相對數(shù)目，進而反映出其相對生長量。 四、比濁法測定發(fā)酵液菌濃第16頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三本實驗以菌體生物量為指標(biāo)，用四因素三水平的正交試驗確定酵母菌的最優(yōu)培養(yǎng)基。第17頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三實驗步驟一、培養(yǎng)基的配制表1 正交試驗表設(shè)計因素水平A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%D KH2PO4 /%11.0

9、0.00.50.522.01.01.01.033.02.01.51.51.將葡萄糖、蔗糖、酵母提取粉、KH2PO4作為培養(yǎng)基的主要影響因素，每一因素設(shè)定3個水平，進行四因素三水平的正交試驗，試驗設(shè)計如表1第18頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三因素A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%D KH2PO4 /%OD值實驗11(1.0)1(0)1(0.5)1(0.5)實驗21(1.0)2(1)2(1)2(1)實驗31(1.0)3(2)3(1.5)3(1.5)實驗42(2.0)1(0)2(1)3(1.5)實驗52(2.0)2(1)3(1.5)1(0.5)實驗62(2.0)3(2

10、)1(0.5)2(1)實驗73(3.0)1(0)3(1.5)2(1)實驗83(3.0)2(1)1(0.5)3(1.5)實驗93(3.0)3(2)2(1)1(0.5)表2 正交表實驗方案2.按表2配制9組培養(yǎng)基入100ml錐形瓶中，每瓶25ml，（可四小組分工合作）第19頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三錐形瓶培養(yǎng)基：標(biāo)記，加棉塞、報紙包扎。1ml移液管2支121，滅菌20min二、滅菌第20頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三將菌種（教師預(yù)先培養(yǎng)好）搖勻后用無菌移液管吸取0.5ml懸液，接到每一組培養(yǎng)基中（接種量要完全一樣）三、接種第21頁，共26

11、頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三將三角瓶置于恒溫搖床中，30，120rpm培養(yǎng)24h四、發(fā)酵第22頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三五、比濁法測定各發(fā)酵液OD值取下?lián)u瓶，以空白培養(yǎng)基為對照，于560nm處測定各搖瓶中發(fā)酵液的OD值，填入表中。注意：如果OD值過大，需將發(fā)酵液作一定稀釋后再測定。第23頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三實驗結(jié)果填寫正交實驗表，分析數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)培養(yǎng)基配方第24頁，共26頁，2022年，5月20日，20點56分，星期三因素A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%D KH2PO4 /%OD值實驗11(1.0)1(0)1(0.5)1(0.5)實驗21(1.0)2(1)2(1)2(1)實驗31(1.0)3(2)3(1.5)3(1.5)實驗42(2.0)1(0)2(1)3(1.5)實驗52(2.0)2(1)3(1.5)1(0.5)實驗62(2.0)3(2)1