生防菌XM―10培养基的优化-最新年文档
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：2
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
实验一 培养基优化 - 副本
试验因素 水平 加水量 加酶量 （mL/100g） （mL/100g） A B 10 50 90 1 4 7 酶解温度 （℃） C 20 35 50 酶解时间 （h） D 1.5 2.5 3.5
1 2 3
（3） 选择合适的正交表
正交表的选择是正交试验设计的首要问题。确定了
因素及其水平后，根据因素、水平及需要考察的交互 作用的多少来选择合适的正交表。正交表的选择原则 是在能够安排下试验因素和交互作用的前提下，尽可 能选用较小的正交表，以减少试验次数。
（2） 选因素、定水平，列因素水平表
根据专业知识、以往的研究结论和经验，从影响试验指标的
诸多因素中，通过因果分析筛选出需要考察的试验因素。一般确
定试验因素时，应以对试验指标影响大的因素、尚未考察过的因
素、尚未完全掌握其规律的因素为先。试验因素选定后，根据所
掌握的信息资料和相关知识，确定每个因素的水平，一般以2-4
五、思考题
(1) 比浊计数在生产实践中有何应用价值？ (2) 本实验为什么采 600 nm 波长测定大肠杆
菌菌悬液的光密度？如果你在实验中需要测 定酵母菌生长的 OD 值，你将如何选择波长？
实例：为提高山楂原料的利用率，研究酶法液化工艺制造山楂原汁，拟通过正交试 验来寻找酶法液化的最佳工艺条件。
(A)
1 1 1
(B)
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。
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。
微生物发酵菌种选育与培养基优化报技术
微生物发酵菌种选育与培养基优化报技术
随着生物技术的快速发展，微生物发酵技术在食品、医药、生物能源等领域得到了广泛的应用。微生物发酵菌种选育与培养基优化是进行高效发酵生产的关键步骤。本文将介绍微生物菌种选育与培养基优化的技术原理和方法。
一、微生物菌种选育技术
微生物菌种选育是指通过筛选和改良微生物菌种，使其具备较高的产酶或产代谢产物的能力。菌种选育的关键是要选择具有较高产酶或代谢产物能力的菌株，并通过遗传改造或人工诱变等手段进行改良。
1.1 传统选育方法
传统的微生物菌种选育方法主要包括筛选、鉴定和改良三个步骤。
筛选阶段，通过对自然环境或已有菌种中的微生物进行分离培养，通过对菌株进行形态学、生理学和生化学特性的鉴定，筛选出具有较高产酶或代谢产物能力的菌株。
鉴定阶段，通过对菌株进行分子生物学鉴定和系统进化分析，确定菌株的物种和亲缘关系，为后续的改良工作提供基础。
改良阶段，通过遗传改造、人工诱变等手段对菌株进行改良，提高
其产酶或代谢产物能力。
1.2 高通量筛选技术
高通量筛选技术是近年来发展起来的一种快速筛选菌株的方法。它通过利用自动化设备和高通量平台，可以同时对大量微生物菌株进行筛选和评价。
高通量筛选技术主要包括微孔板筛选法、流式细胞仪筛选法和基因工程筛选法等。
微孔板筛选法是利用微孔板将大量菌株分装进不同的孔中，通过对孔中菌株的生长、产酶活性或代谢产物含量进行测定，筛选出具有较高活性的菌株。
流式细胞仪筛选法是通过利用流式细胞仪对菌株进行快速评价和分析。流式细胞仪可以实时检测菌株的生物学特性，如细胞大小、形态、荧光强度等，从而筛选出具有较高产酶或代谢产物能力的菌株。
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。
培养基的优化策略
培养基的优化策略
1试验设计
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。实验设计方法发展至今可供人们根据实验需要来选择的余地也很大。
1.1单因素法（One at a time）
单因素方法的基本原理是保持培养基中其他所有组分的浓度不变，每次只研究一个组分的不同水平对发酵性能的影响。这种策略的优点是简单、容易，结果很明了，培养基组分的个体效应从图表上很明显地看出来，而不需要统计分析。这种策略的主要缺点是：忽略了组分间的交互作用，可能会完全丢失最适宜的条件；不能考察因素的主次关系；当考察的实验因素较多时，需要大量的实验和较长的实验周期。但由于它的容易和方便，单因素方法一直以来都是培养基组分优化的最流行的选择之一。
1.2正交实验设计（Orthogonal design）
正交设计就是从“均匀分散、整齐可比”的角度出发，是以拉丁方理论和群论为基础，用正交表来安排少量的试验，从多个因素中分析出哪些是主要的，哪些是次要的，以及它们对实验的影响规律，从而找出较优的工艺条件。石炳兴等利用正交实验设计优化了新型抗生素AGPM 的发酵培养基，结果在优化后的培养基上单位发酵液的活性比初始培养基提高了18.9倍。正交实验不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确的函数表达式即回归方程，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值。而且对于多因素多水平试验，仍需要做大量的试验，实施起来比较困难。
1.3均匀设计 (Uniform design)
枯草芽孢杆菌培养基优化
02
枯草芽孢杆菌生物学特性
枯草芽孢杆菌简介
枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳 性、好氧的芽孢杆菌，属于常 见的益生菌。
枯草芽孢杆菌在自然界中广泛 分布，如土壤、植物表面和人 类肠道等。
枯草芽孢杆菌具有多种益生功 能，如调节肠道菌群、抑制病 原菌、产生抗菌物质等。
枯草芽孢杆菌的生长条件和培养特性
生长条件：枯草芽孢杆菌可在20-45℃的温度范围内生长，最适生长温度 为30-37℃；可在pH值为5.0-9.0的环境中生长，最适pH值为7.0；可在 低氧分压下生长，但在高氧分压下生长更好。
• 碳源种类：碳源种类对枯草芽孢杆菌的生长和芽孢产量也有显著影响。葡萄糖、蔗糖和乳糖为较优的碳源，其 中葡萄糖与蔗糖的组合或葡萄糖与乳糖的组合为最佳碳源。
• 培养温度：在正交试验中，培养温度对枯草芽孢杆菌的生长和芽孢产量有一定影响。适宜的培养温度为3035℃，其中32.5℃为最佳培养温度。
• 培养时间：培养时间对枯草芽孢杆菌的生长和芽孢产量也有影响。随着培养时间的延长，枯草芽孢杆菌的生长 和芽孢产量逐渐增加，但培养时间过长会导致菌体老化，影响芽孢产量。因此，选择适宜的培养时间非常重要 。
实验操作
根据因素和水平数量，选择合适的均匀表 ，确保每个实验组合都包含所有因素和水 平，且每个水平的出现次数相同。
数据Байду номын сангаас理
枯草芽孢杆菌培养基的优化分析研究
目录
枯草芽孢杆菌培养基的优化研究- 2 -
1 枯草芽孢杆菌简介及应用- 3 -
1.1 枯草芽孢杆菌简介- 3 -
1.2 枯草芽孢杆菌应用- 3 -
2材料和方法- 4 -
2.1 实验材料- 4 -
2.1.1 菌株- 4 -
2.1.2 培养基- 5 -
2.1.3 仪器与设备- 5 -
2.2 培养基的优化- 5 -
2.2.1 培养方法- 5 -
2.2.2 检测方法- 5 -
2.2.3含水量对枯草芽孢杆菌生长的影响- 6 -
2.2.4稻草粗细程度对枯草芽孢杆菌生长的影响- 6 -
2.2.5氮源对枯草芽孢杆菌生长的影响- 6 -
2.2.6碳源对枯草芽孢杆菌生长的影响- 6 -
2.2.7碳氮比对枯草芽孢杆菌生长的影响- 6 -
2.2.8 pH对枯草芽孢杆菌生长的影响- 7 -
3 结果和分析- 7 -
3.1含量水对枯草芽孢杆菌生长的影响- 7 -
3.2稻草粗细程度对枯草芽孢杆菌生长的影响- 7 -
3.3氮源对枯草芽孢杆菌生长的影响- 8 -
3.4碳源对枯草芽孢杆菌生长的影响- 8 -
3.5碳氮比对枯草芽孢杆菌生长的影响- 9 -
3.6 pH对枯草芽孢杆菌生长的影响- 9 -
参考文献- 10 -
枯草芽孢杆菌培养基的优化研究
摘要。随着国家对农业的支持，微生物化肥有农业中的应用也越来越受到
重视。而枯草芽孢杆菌在农业方面和其它方面都有广泛的应用，因此，对
枯草芽孢杆菌的研究也越来越多，对枯草芽孢杆菌的需要也越来越大。为
了在枯草芽孢杆菌的工业生产中，降低生产成本而又能提高枯草芽孢杆菌
的产量，对枯草芽孢杆菌的发酵培养基进行研究。
培养基优化毕业设计
培养基优化毕业设计
一、前言
培养基优化是生物学、生物工程学等领域中一个非常重要的研究方向，其对于细胞培养、微生物发酵等方面具有重要意义。本篇文章将从以
下几个方面进行讲解：什么是培养基优化，为什么需要进行培养基优化，如何进行培养基优化以及一些常见的优化方法和技巧。
二、什么是培养基优化
培养基是指用于细胞、微生物等生物体在体外或体内繁殖和生长的营
养液。在生命科学研究领域中，适合的培养基可以提高细胞或微生物
的活力和产量，并且可以保证实验结果的可靠性和准确性。因此，对
于不同类型的细胞或微生物来说，需要使用不同的适宜的培养基。
而培养基优化则是指通过调整营养成分、添加辅助因素等手段来改善
原有的培养基配方，使得其更加适合特定类型细胞或微生物在实验条
件下进行繁殖和生长。
三、为什么需要进行培养基优化
1.提高细胞或微生物的生长速度和产量
不同类型的细胞或微生物对于营养成分的需求有所不同。通过优化培养基，可以使得其更加适合特定类型细胞或微生物在实验条件下进行繁殖和生长，从而提高其生长速度和产量。
2.保证实验结果的可靠性和准确性
在科学研究中，实验结果的可靠性和准确性是非常重要的。而培养基作为细胞或微生物在体外繁殖和生长所需要的营养液，其质量和配方对于实验结果具有非常重要的影响。通过优化培养基，可以保证实验结果的可靠性和准确性。
3.降低成本
优化培养基可以降低成本，因为通过调整营养成分、添加辅助因素等手段来改善原有的培养基配方，可以使得使用更少的培养基来达到相同或更好的效果。
四、如何进行培养基优化
1.确定目标
在进行培养基优化之前，需要明确优化目标。例如提高细胞或微生物的产量、改善细胞或微生物的生长速度等。
微生物(酵母)的培养基优化
实验一微生物(酵母)的培养基优化
(指导教师:汪文俊熊海容王海英肖新才实验员: 张继泰) 一．实验目的：
掌握微生物斜面培养基、种子培养基及发酵培养基确定方法，学会对已确定菌种确定实验室发酵工艺。
二．实验原理
生物量的测定方法有比浊法和直接称重法等。由于酵母在液体深层通气发酵过程中是以均一混浊液的状态存在的，所以可以采用直接比色法进行测定。
三．仪器与试剂
全恒温振荡培养箱，分光光度计、电热恒温水浴槽、天平、电炉。试剂为葡萄糖、蔗糖、酵母浸粉、KH2PO4。
四．实验方法
(1)、培养基的配制(见表1,2)
表1 正交表试验设计
因素水平葡萄糖蔗糖酵母膏KH2PO4
1 1.0 0.0 0.5 0.5
2 2.0 1.0 1.0 1.0
3 3.0 2.0 2.0 2.0
表2 正交表实验方案
编号葡萄糖
(A) 蔗糖
(B)
酵母膏
(C)
KH2P
O4
（D）
生物量（OD）
h
1
2h
2
4h
3
6h
4
8h
6
0h
1 (1) (1) (1) (1)
2 (1) (2) (2) (2)
3 (1) (3) (3) (3)
4 (2) (1) (2) (3)
5 (2) (2) (3) (1)
6 (2) (3) (1) (2)
7 (3) (1) (3) (2)
8 (3) (2) (1) (3)
9 (3) (3) (2) (1)
（2）将上述培养基配制好以后，每250 ml三角瓶装入培养基100 ml，于121℃下灭菌30 min，冷却。
（3）冷却后接种（接种量为5％），置于28℃培养箱进行培养。
（4）测OD值：将接种0 h、12 h、24 h、36 h、48 h、60 h不同时间的菌悬液摇均匀后于560nm波长、1cm比色皿中测定0D值。比色测定时，用以未接种的培养基作空白对照，并将0D值填入表中，最终确定最佳培养基的组成及发酵时间。
枯草芽孢杆菌培养基优化
培养基
培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人 培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人 工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微 量元素）以及生长因子和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用 于单种微生物培养和鉴定。 培养基的分类方法有很多种。按化学分类可分为天然培养基、组合培 养基和半组合培养基。按物理分类可分为液体培养基、固体培养基、 半固体培养基和脱水培养基。按微生物分类分为选择性培养基和鉴别 培养基。 培养基由于配制的原料不同，使用要求不同，而贮存保管方面也稍有 不同。一般培养基在受热、吸潮后，易被细菌污染或分解变质，因此 一般培养基必须防潮、避光、阴凉处保存。对一些需严格灭菌的培养 基（如组织培养基），较长时间的贮存，必须放在2~6℃的冰箱内。 基（如组织培养基），较长时间的贮存，必须放在2~6℃
枯草芽孢杆菌培养基的成分
蔗糖 磷酸二氢钾 硫酸铵
水
培养基
蛋白胨
琼脂 酵母膏
碳酸钙
培养基优化正交Βιβλιοθήκη Baidu计
枯草芽孢杆菌生长受到多种因素的影响，根据数理统计原理，利用规 格化的表格——L 格化的表格——L16（45）正交表，合理安排试验，即分别安排 16个 16个 试验组，每试验组 3个重复，共 48个测试样。接种后测试1次 OD 420 48个测试样。接种后测试1 值(即光学密度值)，然后每隔8 h测试1次 OD 420值，连续5次。根据检 即光学密度值)，然后每隔8 h测试1 值，连续5 测结果进行统计分析，筛选 出枯草芽孢 杆菌最佳培养基 的配方。其 正交试验方案见表 1。
发酵培养基的优化方法与策略PPT课件
• 脂肪代谢需要更多的氧气，因此发酵时要供给比糖 代谢更多的氧，否则脂肪酸的积累及有机酸的积累， 会引起pH下降。
• 油脂类比较粘稠微生物采用脂肪作为碳源时，发酵 液易变粘稠。（油脂有消泡作用）
第15页/共60页
酶法提取果皮果渣纤维素为主酶法水解单糖寡糖第54页共60页从生产技术方面要成本43有些微生物含有淀粉酶能利用淀粉迚行发酵将液化糖化发酵三个工序集成为同步糖化发酵液化糖化发酵淀粉将酶法水解不发酵偶联采用基因工程技术将淀粉酶克隆到生产菌种生淀粉发酵技术第55页共60页传统酒精发酵工艺第56页共60页同步糖化发酵工艺能耗下降30第57页共60页降低原材料成本原材料价格采购成本通过期货市场贩买大宗癿原材料甚至能保值套现
--天然培养基 ❖ 原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉 ❖ 成分复杂、原料质量不稳定性，生产过程易波动
第2页/共60页
• （2）按状态分类
固体培养基 :适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应 用于食用菌类生产，如香菇、白木耳等的生产。（1.62.0%的琼脂） 半固体培养基(软琼脂):琼脂用量为0.5%～0.8% ,主要 用于微生物的鉴定、观察细菌运动特征。
• DE值，是英文（dextrose equivalent）的缩写，是
枯草芽孢杆菌培养基优化
将优化后的培养基应用于其他微生物的培养 和生产过程中，提高微生物培养的效率和品 质，推动微生物产业的发展。
THANKS
谢谢您的观看
优化磷源浓度，以满足枯草芽孢杆菌的生长需求 。
3
磷源来源
尽量选择天然、易获取的磷源，减少对环境的污 染。
生长因子添加与优化
生长因子种类
添加适量的生长因子，如 维生素、氨基酸等，促进 枯草芽孢杆菌的生长。
生长因子浓度
优化生长因子浓度，以获 得最佳生长效果。
生长因子来源
尽量选择天然、易获取的 生长因子，减少对环境的 污染。
价。
06
结论与展望
结论总结
培养基优化效果显著
通过优化培养基成分和条件，枯草芽孢杆菌的生长速度、产量和存活率均得到显著提高 。
培养基组成对枯草芽孢杆菌生长有重要影响
培养基中的碳源、氮源、无机盐等成分对枯草芽孢杆菌的生长具有重要影响，优化这些 成分的浓度和比例有助于提高菌株的生长性能。
培养条件对枯草芽孢杆菌生长有调控作用
正交实验设计步骤
首先确定实验因素和水平，然后选择合适的正交表，根据正 交表的行数和列数安排实验，最后进行实验并记录数据。
单因素实验设计方法介绍
单因素实验设计
单因素实验设计是一种简单直观的实验设计方法，主要用于考察单一因素对实 验结果的影响。通过单因素实验设计，可以确定该因素的最佳水平或范围。
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。
1发酵培养基的优化方法与策略
1发酵培养基的优化方法与策略
发酵培养基的优化是提高微生物发酵产物产量和质量的重要手段之一、优化发酵培养基的方法与策略主要包括以下几个方面。
1.组件选择和浓度优化：优化发酵培养基的首要任务是选择合适的营
养成分。首先，根据发酵微生物的需求特点选择对其生长和代谢有促进作
用的营养需求物质，如碳源、氮源、矿质盐和辅助因子等。其次，通过合
理配比研究每个组分的最佳浓度，避免过高或过低的浓度对微生物生长和
代谢产物产量的负面影响。
2.抗泡沫和抗氧化剂的添加：在发酵过程中，泡沫和氧气的存在会影
响微生物的生长和产物的产量。添加抗泡沫剂可以有效地控制泡沫的产生
和积聚，改善发酵液的混合和气体传质效果。而添加抗氧化剂可以减少氧
气对微生物的氧化损伤，提高微生物对氧气的利用效率。
3.pH值和温度的调节：微生物的生长和代谢活动受到环境条件的影
响较大，因此优化发酵培养基时需要合理调节pH值和温度。适当的pH值
和温度可以提供良好的生长环境，促进微生物发酵活动。对于一些需要特
殊pH值和温度条件的微生物，可以在培养基中添加缓冲剂和调节剂，用
于调节pH值和温度。
4.发酵条件的控制：发酵过程中，控制发酵条件是优化发酵培养基的
关键之一、控制发酵过程中的搅拌速度、通气量和温度、pH值等操作参数，可以有效地提高发酵效果和产物的产量。此外，还可以通过适时添加
激素和生长因子等来调节微生物的代谢途径和产物的产量。
5.采用统计学方法进行优化：为了确保优化发酵培养基的可靠性和准
确性，通常需要采用统计学方法建立数学模型来描述微生物的生长和代谢
规律。通过设计合适的实验方案和合理的数据采集，应用响应面法、负荷图法、主成分分析等方法，对关键因素进行优化和预测，从而提高发酵培养基的效果。
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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。
2.2 氮源的筛选
在不同的氮源条件下，生防菌 XM-10 的生长状况差异显著。 由图 3可知， 生防菌 XM - 1 0在硫酸铵和硝酸钠中生长量较低， 且
生长量呈直线增长，7〜9 g/L 时增长趋势不明显，但在各浓度 种氮源中，大豆粉对生防菌XM-10生长最有利。由于随着大豆粉 浓度增大菌体干质量呈增长趋势，为找出其最高点，增设 13 g/L 重复试验，结果见图 4。从图 4可以得知在大豆粉添加量 为7〜9 g/L 时，菌体生长量有一定的增幅， 而由 9 g/L 增至 11g/L 和 13 g/L 时，菌体生长量基本持平，甚至呈现略微下降趋势， 故得出 9 g/L 为大豆粉添加量的最佳值。
2.3初始pH 值
在不同初始pH 值条件下培养5 d 后，测量各组菌体干质量。 由图5可知，当pH 值为3.0〜9.0时菌体生长量呈增上升趋势， 当pH 值为9.0〜11.0时菌体生长量呈下降趋势，pH 值9.0为最
大值。在此基础上，设置 7.0、7.5、80、8.5、9.0、9.5 几种 pH 值（图6）,当pH 值为8.0时菌体生长量为最大，故其培养 根据正交表 L9 （34） ，将表中各因素水平的试验结果进行 处理分析（表 3），通过计算极差的方法确定最佳发酵培养基的 配方。极差越大，该因子对试验结果的影响越大，从而可以按极 差的大小来决定因子的主次顺序。 由表 3 的极差分析可看出， 本 曲线比较平缓，在蛋白胨和大豆粉中，随着浓度
3〜7 g/L 时其
下，在大豆粉中的菌体生长量均高于蛋白胨，
由此可知在上述几
11、 基初始pH 值最佳为8.0。 2.4 正交试验
试验配方因子的主次顺序是全麦粉（碳源）>大豆粉（氮源）>
初始pH值。通过k值对比可知，全麦粉（碳源）的k2水平最佳，为30 g/L ，大豆粉（氮源）的k3 水平最佳，为110 g/L ，培养基初始pH值的k3水平最佳，为8.5。故依据上述正交试验结果
得出的最佳配方为全麦粉30 g/L、大豆粉11.0 g/L、初始pH值
为8.5 。
3 讨论
生防菌既可在植物和其根际定植生长，形成生物屏障，保护
作物免受病原菌侵害，亦可修复土壤生物多样性，成为当今研究和开发的热点[10] 。同时应用生防菌的活体制剂，会避免由于单一大量使用抗生素造成的诸如破坏自然界微生物的平衡、造成自然选择压力等弊端，应用前景较为广阔。通过培养原料的选择和培养基质的优化，改进发酵生产技术，可以有效降低生产成本，提高生物活体制剂的生产效率，使其具有更加
广阔的市场前景[11] 。生防菌XM-1 0可以抑制多种植物病原
菌，具有较为广泛的抑菌谱[7] ，有希望开发成广谱的活体制剂。
但需在其田间的定殖能力、抗药能力、菌种稳定性等方面做进步的研究，为该菌株开发为安全、有效、环境友好型的生物活体制剂打下坚实的基础。