培养基优化设计
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5 预期结果················································页码6 方案实施时可能出现的问题与对策·······························页码7 设计感受·················································页码7.1 关于本方案···················································页码 7.2 关于自我·····················································页码8参考文献··················································页码.1 摘要以改良ＭＲＳ发酵培养基为墓础，选择玉米浆、牛肉膏、乳糖、番茄汁、际蛋白陈等７个营养因子增菌培养乳酸菌进行优化。
酵母菌的分离及培养条件的优化
2. 酵母浸液0.5g (NH4)2SO4 2g 葡萄糖1g (2) 1.酵母浸液0.5g NH4NO3 1g 葡萄糖1g
2. 酵母浸液0.5g NH4NO3 2g 葡萄糖1g
(3) 1.酵母浸液0.5g NaNO3 1g 葡萄糖1g • 2. 酵母浸液0.5g NaNO3 2g 葡萄糖1g • 3.对比试验:酵母浸液0.5g 蛋白胨1g 葡萄糖1g • 4.配置完毕调PH值 PH等于5为准确 • 包三个移液管然后将以上培养基一起拿去灭菌
• 5.3减少进气量，控制罐压在0.02MPa左右后，点 燃接种火圈内的酒精棉球。
• 5.4 拧下进料口螺盖，放入盛有酒精的培养皿中。
• 5.5将接种瓶是瓶口在火焰上烧一下，并在火焰的 保护下拔下瓶塞，迅速将菌种倒入发酵罐内。
• 5.6旋上进料口螺盖后灭火焰，拧紧螺盖，并用酒 精棉球将进料口擦洗干净。
二、配制
1、配多少培养基 10L罐装料量60%：10X60%=6L 接种量10%：培养基5400ml(实际操作培养基
5000ml)，种子液600ml 2、配方用多少
6L:60g酵母浸粉1%,120gc120g葡萄糖2%； 150ml:1.5g酵母浸粉1%,3g酵母浸粉1%,3g葡 萄糖2%.其中100ml加1g琼脂配成固体培养基用于 倒平板；50g原液用于测OD时做标准液。 3、所需器材包扎灭菌 4个装有9ml蒸馏水的试管，6个空试管，4个涂 布器，4个移液管1ml，6个平板
四 实验内容
1、分离单菌落
（1）实验物品灭菌
仪器：包扎9个移液管、9个涂布器、9个装有9ml 蒸馏水的试管、16个平板、
液体：3g酵母浸粉1%、6g蛋白胨2%、6g葡萄糖 2%，配成300ml溶液，取240ml溶液平均分装两个三 角瓶中，然后每个三角瓶放入2.4g琼脂，剩下60ml 为液体培养基，然后将以上设备拿去灭菌
谈富集光合细菌培养基的优化研究
谈富集光合细菌培养基的优化研究论文摘要:采用正交实验设计,对一种富集光合细菌的培养基进行优化,试验结果表明:酵母膏和NaHCO3在培养基中的浓度对富集红螺菌科的光合细菌有显著的影响。
若以达到相同生长量(OD660值)做指标,应用优选出来的培养基进行富集比原培养基要提前5~6 d。
光合细菌(PSB)是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。
研究应用的实践表明,光合细菌中的红螺菌科能利用多种硫化物和有机物作为其光合作用的供氢体和有机碳源,在高浓度的有机废水处理与资源化、水产养殖的水质调控与促进健康生长、在农业中作为高效活性菌肥等方面,发挥着十分有益的和令人瞩目的作用[1]。
光合细菌的推广和应用,需要合适的培养基质,但目前经典的用于富集红螺菌科光合细菌的培养基(小林达治1977)[2]平均富集的时间为2~8周,且存在培养基成分种类多,成本较高的缺点。
为此,笔者在教学实践中,对其进行应用型优化设计,旨在为高活性光合细菌的推广应用提供一定的帮助。
1 材料和方法1.1 样品和菌种来源光合细菌样品来自湛江港岸潮间带表层沉积物、湛江湖光岩附近奶牛养殖场和鸭塘的污水和底泥中。
共分离出3种红螺菌科菌株:沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)、荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulata)、红螺菌(Rhodospirillumsp.),沼泽红假单胞菌为优势菌群,故选沼泽红假单胞菌为本试验菌种。
1.2 培养基富集培养基采用《微生物学实验教程》[2]中配方:氯化铵0.1 g,碳酸氢钠0.1 g(5%水溶液,过滤除菌取2 ml加入),磷酸氢二钾0.02 g,乙酸钠0.1~0.5 g(取0.3 g),七水硫酸镁0.02 g,氯化钠0.05~0.2 g,(取0.2g)生长因子1ml,微量元素溶液1ml,蒸馏水97 ml,pH 7.0。
1.3 方法1.3.1 富集培养基的初步优选1.3.1.1 NaHCO3利用试验在试验过程中发现:适当的提高NaHCO3浓度,可缩短富集的时间。
微生物发酵培养基的优化方法
工业发酵进展微生物发酵培养基的优化微生物发酵培养基的优化方法对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。
面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期到达生产最大发酵产物的目的。
发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。
能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。
以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度〔便于下游处理〕，较高的底物转化率〔降低原料成本〕和较高的生产强度〔缩短发酵周期〕。
设计发酵培养基时还应时刻把工业应用的目的留在脑海里。
一.发酵培养基的成分现代别离的微生物绝大部分是异养型微生物，它需要碳水化合物、蛋白质和前体等物质提供能量和构成特定产物的需要。
其营养物质一般包括碳源、氮源〔有机氮源、无机氮源〕、无机盐及微量元素、生长因子、前体、产物促进和抑制剂等。
另外，在设计培养基时还必须把经济问题和原材料的供给问题等因素一起考虑在内。
此外，还要考虑所筛选的菌种来源的地点环境，比方本实验室长期从事红树林微生物的别离及其研究工作，红树林的环境处于海洋与陆地之间，所以配制培养基所用的水除了一般的去离子水外还包括陈海水。
如果在知道产物结构或者产物合成途径的情况下，我们可以有意识地加入构成产物和合成途径中所需的特定结构物质。
我们也可以结合某一菌株的特定代谢途径，加入阻遏或者促进物质，使目的产物过量合成。
例如青霉素的合成会受到赖氨酸的强烈抑制，而赖氨酸合成的前体α-氨基已二酸可以缓解赖氨酸的抑制作用，并能刺激赖氨酸的合成。
这是因为α-氨基已二酸是合成青霉素和赖氨酸的共同前体。
如果赖氨酸过量，它就会抑制这个反应途径中的第一个酶，减少α-氨基已二酸的产量，从而进一步影响青霉素的合成。
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。
【doc】枯草芽孢杆菌发酵培养基优化培养实验
枯草芽孢杆菌发酵培养基优化培养实验枯草芽孢杆菌发酵培养基优化培养实验吴俊罡张秉胜刘吉华秦贵江王梅雪张红霞庚涛(大连翔大生物技术研究中心有限公司)摘要本文从生产实际出发,针对生产用菌种,通过对培养基碳源,氮源等的选择及配比的正交实验,得出最适培养基.关键词:枯草芽孢杆菌芽孢率活菌数培养基前言枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是我国农业部允许作为饲料添加剂的两种芽孢杆菌之一.其已被越来越多地研制成饲用微生态制剂.因其制剂是无毒,无残留,无污染的"绿色"添加剂,故具有广阔的发展前景,并已在畜牧业,饲料行业广泛应用,显示了巨大的社会效益和生态效益.枯草芽孢杆菌具有很强的蛋白酶,脂肪酶,淀粉酶等活性,能产生抗菌素,在动物肠道内具有较强生物夺氧能力.这些特性对促进动物营养的消化吸收,提高动物的饲料转化率和防病促进生长起到重要作用.现阶段的工业化生产中,常存在着发酵周期长,芽孢形成率低,成本高等问题,对此我们对发酵培养基进行了优化实验,以提高枯草芽孢杆菌的产量并降低生产成本.材料与方法材料菌种枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis),翔大生物技术研究中心有限公司保存.主要试剂牛肉膏,蛋白胨,氯化钠,葡萄糖,淀粉,硫酸锰,葡萄糖等.主要设备P270普通摇床,303AB一3隔水式培养箱,1600倍微生物显微镜,PHS一25G型酸度计,50升高级发酵罐,电热干燥箱等.检测方法活菌计数采用平皿活菌计数法,芽孢率采用芽孢染色后显微镜下计数比较.检测培养基:牛肉膏0.3%,蛋白胨1%,葡萄糖1%,氯化钠0.5%,琼脂2%菌种处理安培管菌种活化:用无菌吸管吸取0.3--0.5毫升无菌水滴入安培管,轻轻震荡使冻干菌体溶解成悬浮状,取0.1--0.2毫升菌悬液涂于上肉汤培养基平皿上,37℃培养36小时.菌种筛选:挑取少许活化后菌落划线于促芽孢形成培养基(土壤浸出液1000毫升,牛肉膏6可克, 蛋白胨5克,琼脂20克,pH7.0～7.2)平皿上,37℃培养20小时左右取出,选大菌落挑到装有4.5毫升无菌水的试管中,震荡均匀后置120oC干燥箱中加热20分钟,再涂布于促芽孢形成培养基的平皿上培养,反复多次.最后选取平皿上的大菌落转接到促芽孢培养基的试管斜面上,37℃培养箱培养l3～15 小时拿出放入4~C冰箱保存备用.筛选前后种子作对比:从冰箱中拿出筛选前后的种子斜面各1支,分别接入装有肉汤培养基的三角瓶中,在37℃,每分钟195转的摇床上振动培养,每3小时涂片观察一次,培养36小时记录活菌数和芽孢率. 此过程重复3次.培养基选择首先选择四种不同培养基进行摇瓶培养比较,观察菌数和芽孢形成情况.培养基的配制:①号培养基:淀粉0.15%+葡萄糖0.5%+尿素0.1%+磷酸氢二钾0.3%+磷酸二氢钾0.15%+硫酸镁0.05%+酵母膏0.02%+氯化铁0.01%+碳酸钙0.01%+大豆粕1%;②号培养基:淀粉0.15%+葡萄糖0.5%+尿素0.1%+磷酸氢二钾0.3%+磷酸二氢钾0.15%+硫酸镁0.05%+酵母膏0.02%+氯化铁0.01%国外畜牧学——猪与禽第23卷第3期2003年5月?31'+碳酸钙0.01%+大豆粕1%+淀粉0.3%+3.08%浓度的硫酸锰溶液0.1%.③号培养基:牛肉膏0.3%+蛋白胨1%+葡萄糖1%+氯化钠0.5%;④号培养基:牛肉膏0.3%+蛋白胨1%+葡萄糖1%+氯化钠0.5%+淀粉0.3%+3.08%浓度的硫酸锰溶液0.1%;以上所有各种培养基的pH均调为7.0～7.2.以上每种培基各做三瓶,装液量100毫升/500毫升三角瓶,用四层纱布和牛皮纸包扎置立式压力蒸汽消毒器中于121℃灭菌20分钟,取出备用.摇瓶种子制备:将在冰箱保存的种子在无菌室内接入肉汤培养基中,在37℃,每分钟195转的摇床上振荡培养12小时.接种和培养:培养好的种子液以10%接种量分别接入四种不同培养基中37℃振荡培养,每隔12小时检测一次,36小时结束培养.此过程重复3 次.正交实验:我们将上述摇瓶结果相对较好的②号培养基作为基本培养基,设计了四个因素,三个水平的正交实验,以进一步优化培养基配比(培养36 小时测活菌数).正交实验设计见表1(所用培养基中其它营养成分不变).表1正交实验设计简表发酵罐实验以摇床正交实验得出的最佳培养基进行50升发酵罐培养,并与肉汤培养基进行对比.发酵罐培养的有关条件如下:定容30升,加消泡剂3‰,用NaOH溶液调pH值到7.5～8.0(注:因为灭菌后pH约下降0.5～1.0),培养121'112灭菌20分钟,培养温度37'112,搅拌转速200转/分钟,起始气流量比1:0.5.当芽孢率达到80%以上时,发酵结束.此实验重复两次.结果和讨论菌种处理结果从菌种优化的三次结果看:经优化后在相同的培养时间内(36小时)芽孢形成率由原先的约38% 提高到约96%,活菌数也由17.7亿/毫升提高到28.6亿/毫升.菌种处理结果见图1.处理前芽孢形成率(%)菌种处理结果处理后臼活菌数(亿/毫升)摇床实验的结果摇床实验所确定的四种培养配方依据是:①号培养基为普遍应用于培养细菌的培养基配方,③号培养基为经验配方,②号和④号培养基配方是在①,③号培养基的基础上分别添加0.3%的淀粉和添加30.8ppm浓度的硫酸锰而成.通过本试验证明锰离子,淀粉对芽孢形成有促进作用.②号培养基配比要明显优于其它三种培养基配比,培养到36小时芽孢率可达到95%以上,活菌数可达到27亿/毫升,故我们选择②号培养基作为基本培养基进行正交实验.摇床实验的结果见表2.表2摇床实验的结果培养基和检测项目培养时间(小时)122436培养基①芽孢率(%)活菌数(亿魔升)培养基②芽孢率(%)活菌数(亿魔升)培养基③芽孢率(%)活菌数(亿魔升)培养基④芽孢率(%)活菌数(亿魔升)个别芽孢约40约8026.2518.615.4个别芽孢约50约10027.1528.4526.2个别芽孢约50约8015.7519.112.25个别芽孢个别芽孢约2514.3619.2511.75正交实验结果表3显示了正交实验的结果.由表可见,影响因素为:MnSO4>豆粕>淀粉>葡萄糖;适宜条件为:葡萄糖1.5%,淀粉0.2%,豆粕3%,Mn-SO40.1%,磷酸氢二钾0.3%,磷酸二氢钾0.15%,.32.国外畜牧学——猪与禽第23卷第3期2003年5月∞∞∞∞加0目硫酸镁0.05%,酵母膏0.02%,氯化铁0.01%,碳酸钙0.01%.表3正交实验的结果发酵罐实验结果以摇床正交实验得出的最佳培养基进行50升发酵罐培养,与肉汤培养基培养的两次比较实验,结果基本稳定.采用优化培养基的培养结果比肉汤培养基有很大提高,主要体现在:①发酵周期缩短了24～26小时,在发酵生产中降低了能耗,且可提高年产量;②最终活菌数提高了约54.7%.芽孢形成比率高,菌体死亡率较优化前低24.7%.图2显示了两种培养基两次培养结果的对比.结论适合该菌株发酵的培养基配比为:葡萄糖1.5%,淀粉0.2%,豆粕3%,MnS040.1%,磷酸氢二钾0.3%,磷酸二氢钾0.15%,硫酸镁0.05%,酵母膏0.02%,氯化铁0.01%,碳酸钙0.01%.(参考文献7篇略)一◆l:了||I::||l:||.一-.一一./'一■——一一'———◆..-,一t一▲v..一.一二'.一一一.～.?:::!::,6l014182226303438424648培养时间,时)注:芽孢率1,活茵数1,芽孢率2,活茵数2代表两次肉汤培养基配方发酵培养结果;芽孢率3,活茵数3,芽孢率4,活茵数4代表优化的培养基配方发酵培养结果.图2两种培养基培养结果的对比代邮:257000鲁东营IZl区河滨路东营力大王农畜产公司于勇510000广州天河广汕路高唐科技产业园廖益平我们已将你们买的书寄出,但被邮局退回了,原因是"原写地址不详",希望你们见此通知后速与《国外畜牧学——猪与禽》编辑部联系.谢谢!国外畜牧学——猪与禽第23卷第3期2003年5月?33?∞舳∞∞∞∞加m0晕。
红色诺卡菌固体培养基配方的优化
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)均匀设计是我国数学家方开泰等独创的将数论与多元统计相结合而建立起来的一种试验方法。
这一成果已在我国许多行业中取得了重大成果。
均匀设计最适合于多因素多水平试验，可使试验处理数目减小到最小程度，仅等于因素水平个数。
虽然均匀设计节省了大量的试验处理，但仍能反映事物变化的主要规律。
1.4全因子实验设计(Full factorial design)在全因子设计中各因素的不同水平间的各种组合都将被实验。
枯草芽孢杆菌培养基优化
形、凸起、湿润。
枯草芽孢杆菌在培养过程中可产生多种代谢产物，如抗菌物质、酶等， 这些代谢产物具有潜在的商业价值。
03
培养基成分对枯草芽孢杆菌生长 的影响
碳源对枯草芽孢杆菌生长的影响
氮源是培养基中重要的营养成分之一， 对枯草芽孢杆菌的生长和代谢具有重要
影响。
常用的氮源包括有机氮源和无机氮源， 其中有机氮源如蛋白胨、酵母粉等可以 提供丰富的营养物质，促进枯草芽孢杆 菌的生长，而无机氮源如硝酸盐、氨盐
等则对其生长作用有限。
在优化培养基时，需要选择适当的氮源 及其浓度，以获得最佳的生长效果。
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。
数据处理
根据均匀表进行实验操作，记录每个组合 下的枯草芽孢杆菌生长情况。
分析实验数据，找出最优的培养基组合。
05
培养基优化实验结果分析
正交试验设计结果分析
• 氮源种类：在正交试验中，不同氮源种类对枯草芽孢杆菌的生长和芽孢产量有显著影响。其中，牛肉膏、蛋白 胨和尿素为较优的氮源，牛肉膏与蛋白胨的组合或牛肉膏与尿素的组合为最佳氮源。
生长因子对枯草芽孢杆菌生长的影响
生长因子是促进微生物生长和代谢的一类微量营养成分。
不同的生长因子对枯草芽孢杆菌的生长和代谢具有不同的作用，如维生素B1可以促进其生 长和产酶，而其他一些生长因子则对其生长和代谢没有明显影响。
在优化培养基时，需要添加适量的生长因子，以促进枯草芽孢杆菌的生长和代谢。
培养基pH值对枯草芽孢杆菌生长的影响
嗜酸乳杆菌的氮源筛选与培养基优化
嗜酸乳杆菌的氮源筛选与培养基优化摘要：本研究对该嗜酸乳杆菌培养基配方进行了优化，利用单因素实验筛选不同营养类型的酵母浸粉及不同分子量肽段的大豆蛋白胨，最后采用响应面试验设计对培养基组分进行进一步优化得出其最适培养基方案。
结果表明，以麦芽糖20g/L，酵母浸粉FM502 20g/L，大豆蛋白胨FP403 20g/L，硫酸镁0.58g/L，硫酸锰0.25g/L，乙酸钠5g/L作为优化后的培养基进行嗜酸乳杆菌的培养，ΔOD600可以达到8.5，活菌数可达到 9.05×108cfu/mL。
Abstract：This research focused on the optimization of culture medium for acidophilus. We selected suitable yeast extract and soybean peptone from different nutritional types of yeast extract and different molecular weight peptides of soybean peptone by single-factor experiment, reached the optimum formulation by Response Surface Experiment and the highest viable count of the cultivation of acidophilus is 9.05×108cfu/mL .The result shows optimum formulation contains Maltose 20g/L, Yeast Extract FM502 20g/L, Soybean Peptone FP403 20g/L, MgSO4 0.58g/L, MnSO4 0.25g/L, Sodium acetate 5g/L.关键词：嗜酸乳杆菌；培养基优化；酵母浸粉；大豆蛋白胨；响应面设计嗜酸乳杆菌是人体和动物肠道内的重要有益微生物，与人类和动物肠道健康息息相关[1]，也是目前人类膳食补充剂、乳品饮料及饲料添加剂中常见的菌种之一[2, 3]。
作业：设计烟草叶片组织培养培养基
探索植物叶片组织培养在基因编辑、 基因功能研究和植物生物技术等领域 的应用前景。
深入研究叶片组织培养过程中发生的 生理生化变化，以及与植物生长和发 育相关的基因表达模式。
THANKS
无菌原则
总结词
培养基必须无菌，以避免微生物污染对烟草叶片组织培养的影响。
详细描述
在组织培养过程中，微生物污染是一个常见的问题，它会对实验结果产生严重影响。因此，在设计培养基时，必 须采取有效的灭菌措施，确保培养基的无菌状态。常用的灭菌方法包括高压蒸汽灭菌和过滤除菌等。同时，在操 作过程中也需要严格遵守无菌操作规范，以避免人为引入的微生物污染。
05
培养基的效果评估
生长速度的测定
生长速度
通过定期测量叶片组织的大小，可以 评估培养基对生长速度的影响。在相 同的时间间隔内，生长速度越快，说 明培养基的营养成分越能满足叶片组 织的生长需求。
生长曲线
通过绘制生长曲线，可以更直观地了 解叶片组织的生长动态。生长曲线能 够反映不同时间点的生长速率，有助 于判断培养基是否适合叶片组织的生 长。
详细描述
生长调节剂如细胞分裂素和生长素对植物细胞的分裂和分化具有重要作用。通 过实验筛选适合烟草叶片组织培养的生长调节剂，可以促进细胞分裂和诱导愈 伤组织的形成。
其他添加物的选择
总结词
除了基础培养基和生长调节剂外，添加其他物质如抗氧化剂、糖和维生素等可以 提高培养效果。
详细描述
抗氧化剂可以保护细胞免受氧化损伤，糖作为碳源为细胞提供能量，维生素对细 胞的代谢具有重要作用。通过添加这些物质，可以提高烟草叶片组织培养的细胞 活力和生长速度。
04
烟草叶片组织培养培养基的 优化设计
基础培养基的选择
总结词
微生物培养基优化方法概述
文章编号:100924873(2008)0420050203微生物培养基优化方法概述Ξ赵丽坤1, 郭会灿2(1.河北大学生命科学学院,河北保定 071002;2.石家庄职业技术学院化学工程系,河北石家庄 050081)摘 要:对微生物培养基优化中常用的单因素试验、正交设计、均匀设计、二次回归正交旋转组合、遗传算法以及响应面优化设计等方法进行了综述,并对各种方法进行了分析和比较.关键词:微生物;培养基;优化中图分类号:G 353.11;TQ92 文献标识码:A 发酵过程机理复杂,影响因素众多,菌种的生理生化特性及发酵的工艺确定后,适宜的培养基配方成为发酵水平、原料成本高低的决定因素.而一般的培养基种类繁多,各成分间的相互作用错综复杂.因而,微生物培养基的优化工作就显得尤为重要.对于培养基的优化有一些比较成熟的方法,如单因素法、正交设计试验法及响应面分析法;还有一些实践应用相对较少的,如均匀设计法、二次回归旋转组合法、遗传算法等.为了了解各种培养基优化方法的特点,更加方便、快捷地进行相关研究,我们对几种方法进行了分析和比较.1 单因素试验(One Variable at a Time )法实验室最常用的优化策略是单次单因子法,这种方法是在假设因素间不存在交互作用的前提下,通过一次改变一个因素的水平而其他因素保持恒定水平,然后逐个因素进行考察的优化方法.[1]单因素试验法是以因素间没有交互作用为前提,而对于大多数培养基而言,其中包含多种复杂的成分,这种试验方法往往达不到预期效果.当考察的因素较多时,需要较多的试验次数和较长的试验周期.因此,单因素试验经常被用在正交试验之前或与均匀设计、响应面分析等结合使用.[2-4]利用单因子试验和正交试验相结合的方法,可以用较少的试验找出各因素之间的相互关系,从而较快地确定出培养基的最佳组合,比较常见的是先通过单因素试验确定最佳碳、氮源,再进行正交试验;或者通过单因素试验直接确定最佳碳氮比,再进行正交试验.2 正交设计(Orthogonal Design )试验法正交设计试验法是利用一套表格,设计多因素、多指标、多因素间存在交互作用而具有随机误差的试验,并利用普通的统计分析方法来分析试验结果.正交设计试验法对因素的个数没有严格的限制,而且无论因素之间有无交互作用,均可使用.利用正交表可于多种水平组合中,挑出具有代表性的试验点进行试验,它不仅能以全面试验大大减少试验次数,而且能通过试验分析把好的试验点(即使不包含在正交表中)找出来.利用正交设计试验得出的结果可能与传统的单因素试验法的结果一致,但正交试验设计考察因素及水平合理、分布均匀,不需进行重复试验,误差便可估计出来,因而,计算精度较高.[5]而且当因素越多、水平越多、因素之间交互作用越多时,正交表的优势越明显,此时,使用单因素试验法几乎不可能实现.此外,当所考察的指标涉及到模糊因子时,不能直接使用正交设计试验法.但可以把正交试验结果模糊化,然后用模糊数学的理论和方法处理试验数据.[6]3 均匀设计(Uniform Design )法均匀设计法是一种考虑试验点在试验范围内充分均匀散布的试验设计方法,[7]其基本思路是尽量使实验点充分均匀分散,使每个试验点具有更好的代表性,但同时舍弃整齐可比的要求,以减少试验次数;然后通过多元统计方法来弥补这一缺陷,使试验Ξ收稿日期:2008203208基金项目:河北大学青年基金(2005Q16)作者简介:赵丽坤(19772),女,河北蠡县人,河北大学教师.2008年8月第20卷第4期石家庄职业技术学院学报Journal of Shijiazhuang Vocational Technology Institute Aug.2008Vol.20 No.4结论同样可靠.[8]由于每个因素每一水平只作一次试验,因此,当试验条件不易控制时,不宜使用均匀设计法;对波动相对较大的微生物培养试验,每一试验组最好重复2～3次以确定试验条件是否易于控制,此外,适当地增加试验次数可提高回归方程的显著性.均匀设计法与正交设计试验法相比,试验次数大为减少,因素、水平容量较大,利于扩大考察范围;在试验数相同的条件下,均匀设计法的偏差比正交设计试验法小.4 二次回归正交旋转组合(Rotation2regression2or2 thofonal combination)法前三种方法具有试验设计和结果分析简单、实际应用效果好的优点,在微生物培养基优化中得到了广泛的应用,但它们不能对各组分进行定量分析,不能对产量进行预测.针对这种情况,在正交设计试验法的基础上,加入组合设计和旋转设计的思想,并与回归分析方法有机结合,建立了二次回归正交旋转组合设计法.它是旋转设计的一种,不仅基本保留了回归正交设计的优点,还能根据测量值直接寻求最优区域,适用于分析参试因子的交互作用.它既能分析各因子的影响,又能建立定量的数学模型,属更高层的试验设计技术.基本思路是利用回归设计安排试验,对试验结果用方程拟合,得到数学模型,利用计算机对模型进行图形模拟或数学模拟,求得模型的最优解和相应的培养基配方,并在一定范围内预估出在最佳方案时的产量.[9]与响应面法有相似之处.5 遗传算法(Genetic algorithms,G A)遗传算法是一新型智能优化算法,由美国的Holland提出,属于进化算法(Evolutionary algo2 rithms,EA)中的一种.它基于达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说,仿效生物的进化与遗传,根据“生存竞争”和“优胜劣汰”的原则,借助复制、交换、突变等操作,使所要解决的问题从初始解一步步逼近最优解.最早报道G A应用于培养基优化的是Freyer 等,其后Zuzek等也进行了尝试.由于它在培养基优化方面不需要建立数学模型确定各因素之间的相互影响,有目标函数值即可的优越性而受青睐.[10]与其他传统搜索方法相比,G A在搜索过程中不易陷入局部最优,即使所定义的目标函数非连续、不规则或伴有噪声,它也能以很大的概率找到全局最优解;同时,由于G A固有的并行性,使得它适合于大规模的并行分布处理;而且G A容易介入到已有的模型中并且具有可扩展性,易于和别的技术如神经网络、模糊推理、混沌行为和人工生命等相结合,形成性能更优的问题求解方法.[11]6 响应面优化设计法(Response surface optimiza2 tion design)响应面优化设计法是一种寻找多因素系统中最佳条件的数学统计方法,是数学方法和统计方法结合的产物,它可以用来对人们感兴趣的受多个变量影响的响应问题进行建模与分析,并可以将该响应进行优化.它能拟合因素与响应间的全局函数关系,有助于快速建模,缩短优化时间和提高应用可信度.一般可以通过Plackett2Burman(PB)设计法或Cen2 tral composite design(CCD)等从众多因素中精确估计有主效应的因素,节省实验工作量.[12～13]响应面分析法以回归法作为函数估算的工具,将多因子试验中,因子与试验结果的相互关系,用多项式近似,把因子与试验结果(响应值)的关系函数化,依此可对函数的面进行分析,研究因子与响应值之间、因子与因子之间的相互关系,并进行优化.常用SAS, Minitab等软件作为辅助工具.[14]除上文提到的常用培养基的优化方法外,还有研究者不断开拓新方法或采用不同方法交叉对培养基进行优化.如正交试验和中心组合设计相结合的数理统计方法在培养基优化中的应用已有报道;聚类分析方法和模式识别在发酵培养基优化中的应用也有研究.相信随着科学技术的发展,还会有更好的微生物培养基优化方法.参考文献:[1] ERTOLA R J,GIUL IETTI A M,CASTILLO F J.Design,For2mulation and Optimization of Media[J].Bioprocess Technol, 1995,21:892137.[2] DAN Y,ZHI2NAN X,PEI2L IN C.Medium Optimization for En2hanced Production of Cytosine2substituted Mildiomycin Analogue (MIL2C)by Streptoverticillium rimofaciens Z J U5119[J].J Zhe2 jiang Univ Sci B,2008,9(1):77284.[3] XU C P,YUN J W.Optimization of Submerged2culture Sonditionsfor Mycelial Growth and Exobiopolymer Production by Auricularia Polytricha(wood ears fungus)using the Methods of Uniform De2 sign and Regression Analysis[J].Biotechnol Appl Biochem,2003, 38:1932199.[4] L IU C,RUAN H,SHEN H,et al.Optimization of the Fermenta2tion Medium for Alpha2galactosidase Production from Aspergillus Foetidus ZU2G1Using Response Surface Methodology[J].J Food Sci,2007,72(4):1202125.15第4期赵丽坤等:微生物培养基优化方法概述[5] SAUDA GAR P S,SIN GHAL R S.Optimization of NutritionalRequirements and Feeding Strategies for Clavulanic Acid Produc2 tion by Streptomyces Clavuligerus[J].Bioresour Technol,2007, 98(10):201022017.[6] 陈敏,王静馨.模糊正交法用于锌酵母发酵培养基条件优化的研究[J].食品与发酵工业,1994,(5):24228.[7] L IU D,WAN G P,L I F.Application of Uniform Design in L2isoleucine Fermentation[J].China J Biotechnol,1991,7(3):2072 212.[8] WAN G F Q,GAO C J,YAN G C Y.Optimization of an EthanolProduction Medium in very High Gravity Fermentation[J].Biotechnol Lett,2007,29(2):2332236.[9] 王惠,吴兆亮,童应凯,等.应用二次回归正交旋转组合设计优化黄霉素发酵培养基[J].食品研究与开发,2006,27(6):19222.[10] MARTEI J N R C,J URRIUS O,DHON 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a2time,orthogonal design,uniform design,rotation2regression2orthogonal combination,genetic algorithms,and re2 sponse surface optimization.K ey w ords:microorganism;media;optimization(上接第28页)参考文献:[1] 范寿康,康广荃,尹磊.Freescale16位DSP原理与开发技巧[M].北京:机械工业出版社,2006:1062145.[2] Code Warrior Help[Z].Mtorola Inc,2002:1062135.[3] Mtorola Semiconductor Application Note[Z].Mtorola Inc,2002:2122236.责任编辑:金 欣The serial communication bet w een R reescale DSP and PCSU Hai2feng, HAO G ang(Department of Electrics and Electronics,Shijiazhuang Vocational Technology Institute,Shijiazhuang,Heibei050081,China) Abstract:Using SCI of the Freescale DSP56F807and Mscomm control in the VB Program,the study dis2 cusses how to precisely and properly obtain transformation of the data and order between DSP and PC.K ey w ords:DSP;serial communication;MSComm control25石家庄职业技术学院学报第20卷 。
一种乳酸菌增菌培养基的优化
一种乳酸菌增菌培养基的优化摘要：备直投式乳酸发酵剂，通过综合运用复合生长培养基、缓冲盐法及化学中和法，利用正交实验的设计方法，对乳酸菌的增菌培养进行了研究。
试验结果表明，以1％的胡萝卜汁作为生长促进剂，加0．5％K：HPO。
作为缓冲盐，接种量为3％，培养温度37。
C，培养过程用30％Na：CO，溶液作中和剂，将pH值控制在6．3，培养7—8 h后，可使乳酸菌的活菌数达到109的数量极。
与普通的液体发酵剂相比，获得了显著的浓缩效果。
关键字：乳酸菌；增菌培养基引言：发酵乳制品在乳制品中占有重要地位。
随着我国人民消费水平的提高，对发酵乳制品中的酸奶有了新的认识，使得酸奶的产量以年平均25％的速度增长。
这对乳酸菌发酵剂品质、种类提出了新的要求。
目前酸奶生产厂家所采用的菌种发酵剂有2种，直投式粉末菌种发酵剂和继代式菌种发酵剂。
由于继代式发酵剂存在着种种弊端，所以直投式发酵剂使用普遍。
由于目前国内直投式发酵剂尚未产业化，尚需进口，所以直投式发酵剂的国产化越来越受到重视。
1、乳酸菌的简介与作用机理1.1乳酸菌的简介乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。
凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸菌的细菌统称为乳酸菌。
这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种。
除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群，其广泛存在于人体的肠道中。
目前已被国内外生物学家所证实，肠内乳酸菌与健康长寿有着非常密切的直接关系。
1.2乳酸菌的作用机理乳酸菌在动物体内能发挥许多的生理功能。
大量研究资料表明，乳酸菌能促进动物生长，调节胃畅道正常菌群、维持微生态平衡，从向改善胃肠道功能；提高食物消化率和生物效价；降低血清胆固醇，控制内毒素；抑制肠道内腐败菌生长：提高机体免疫力等。
⑴提供营养物质，促进机体生长乳酸菌如果能在体内正常发挥代谢活性，就能直接为宿主提供可利用的必需氨基酸和各种维生素（维生素B族和K等)，还可提高矿物元素的生物活性，进而达到为宿主提必需营养物质、增强动物的营养代谢、直接促其生长的作用。
实验=利用正交试验优化最适培养基
实验=利⽤正交试验优化最适培养基实验利⽤正交试验设计选择和优化最适培养基⼀、实验⽬的1.掌握单正交试验选择微⽣物最适发酵条件和培养基的基本⽅法；2.掌握微⽣物摇瓶发酵实验的基本操作技术；3.初步掌握⽤正交表试安排试验及对实验结果进⾏分析的⽅法。
⼆、实验原理对于⼀个⽣物作⽤过程，其结果或产物的得到受到多种因素的影响。
如发酵中，菌种接⼊量、酶的浓度、底物浓度、培养温度、pH 值、菌种⽣长环境中的氧⽓、⼆氧化碳浓度、各种营养成分种类及其⽐例等。
对于这种多因素的实验，如何合理地设计实验，提⾼效率，以达到所预期的⽬的是需要进⾏认真考虑和周密准备的。
正交实验法是安排多因素、多⽔平的⼀种实验⽅法，即借助正交表的表格来计划安排实验，并正确地分析结果，找到实验的最佳条件，分清因素和⽔平的主次，这就能通过⽐较少的实验次数达到好的实验效果。
现以灰黄霉素产⽣菌D-756为例，研究不同氯化物浓度及⼤⽶粉配⽐对灰黄霉素产⽣菌D-756变种发酵特性的影响。
试验共三个因素，每个因素取三个⽔平。
1.确定试验的培养基组成成分（因素）和每种组成成分的含量（⽔平）影响试验指标的因素很多，由于试验条件的限制，不可能逐⼀或全⾯地加以研究，因此要根据已有的专业知识及有关⽂献资料和实际情况，固定⼀些因素于最佳⽔平，排除⼀些次要的因素，⽽挑选⼀些主要因素。
正交试验设计法正是安排多因素试验的有利⼯具。
当因素较多时，除⾮事先根据专业知识或经验等，能肯定某因素作⽤很⼩⽽不选取外，对于凡是可能起作⽤或情况不明或看法不⼀的因素，都应当选⼊进⾏考察。
因素的⽔平分为定性与定量两种，⽔平的确定包含两个含义，即⽔平个数的确定和各个⽔平数量的确定。
对定性因素，要根据试验具体内容，赋予该因素每个⽔平以具体含义。
定量因素的量⼤多是连续变化的，这就要求试验者根据相关知识或经验、或者⽂献资料⾸先确定该因素的数量变化范围，⽽后根据试验的⽬的及性质，并结合正交表的选⽤来确定因素的⽔平数和各⽔平的取值。
发酵培养基的优化
文献综述发酵培养基的优化申请学位：学士学位院（系）：药学院专业：生物技术姓名：张永芳学号：114080107 指导老师：张小华（讲师）二O 一五年六月五日文献综述：发酵培养基的优化张永芳：114080107指导老师：刘向勇【摘要】：发酵，这一门悠久的技艺，在古今中外的生产生活与科学研究中扮演着不可或缺的角色。
在实验室发酵过程中,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。
【关键词】：发酵、发酵培养基、优化、最优组合、响应面法优化【内容】：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。
培养基优化，是指面对特定的微生物，通过实验手段配比和筛选找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。
发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。
能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。
目前，对培养基优化实验进行数学统计的方法很多，下面介绍几种目前应用较多的优化方法：响应曲面分析法:Box和Wilson提出了利用因子设计来优化微生物产物生产过程的全面方法，Box-Wilson方法即现在的响应曲面法（(Response Surface Methodolog，简称RSM）。
RSM是一种有效的统计技术，它是利用实验数据，通过建立数学模型来解决受多种因素影响的最优组合问题。
通过对RSM的研究表明，研究工作者和产品生产者可以在更广泛的范围内考虑因素的组合，以及对响应值的预测，而均比一次次的单因素分析方法更有效。
微生物（酵母）的培养基优化
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 KH2PO41 1.0 0.0 0.5 0.52 2.0 1.0 1.0 1.03 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) KH2PO4（D）生物量（OD）0h 12h 24h 36h 48h 60h1 (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。
五．思考题(1)比浊计数在生产实践中有何应用价值?(2)本实验为什么采用560nm波长测定酵母菌悬液的光密度？如果你在实验中需要测定大肠杆菌生长的OD值，你将如何选择波长?实验二紫外线的诱变育种(指导教师:汪文俊熊海容王海英肖新才实验员: 张继泰)一．目的要求通过实验，观察紫外线对枯草芽孢杆菌的诱变效应，并学习物理因素诱变育种的方法。
论述工业生产用培养基在设计和优化过程中的注意事项
1.论述工业生产用培养基在设计和优化过程中的注意事项首先，在发酵培养基的选择时的几点原则：（1）必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。
（2）有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。
（3）有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。
（4）有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。
（5）尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化。
（6）原料价格低廉，质量稳定，取材容易。
（7）所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。
（8）利于产品的分离纯化，并尽可能减少产生“三废“的物质。
培养基几点注意：(1)提供必须的营养成分：培养基成分必须满足细胞生长，代谢活动和合成产物所需的基本要求。
(2)配制合适的浓度：可以从发酵动力学有关生长、产物合成和基质利用物料平衡的关系中大致推算所需原料或大致计算出所需主要原料的需要量。
(3)主成分与其他成分的配比。
(4)控制合适的PH：微生物的生长繁殖或产物的合成往往需要一定的PH环境，在最适PH环境，在最适PH值下有利于加快各种酶的反应。
因此在整个发酵过程中应使培养基的PH适合于微生物的生长或产物合成所需。
其中，PH的具体控制方法：①.可以在微生物培养过程中加入酸或碱或流加某些营养物质调剂培养基的PH，但更应在配制培养基时考虑所用营养物质的组成成分，使其PH值适合该微生物生长或合成代谢产物的需要。
②还要注意有些营养物质被利用后培养基的PH的变化情况。
③最常用的方法是再培养基中流加具有一定缓冲能力的物质作为营养物质如以磷酸盐最为磷的成分；或者避免使用容易产生生理酸性或碱性培养基PH波动太大的物质。
④避免产生微生物不能利用的物质或形成沉淀。
如葡萄糖与铵盐或氨基酸的安吉在灭菌高温下作用形成深褐色的物质。
这种物质不被微生物利用，因此这两类营养物不宜直接配在一起进行灭菌，而应采用分开灭菌后再加入发酵罐内。
双歧杆菌MRS培养基优化研究
双歧杆菌MRS培养基优化研究作者：于亭，王振雷来源：《现代食品》 2019年第22期于?亭，王振雷（辽源市食品质量安全检测中心，吉林?辽源?136200）Yu Ting, Wang Zhenlei(Liaoyuan Food Quality and Safety Testing Center, Liaoyuan?136200, China)摘?要：本文以双歧杆菌为研究对象，研究双歧杆菌对培养基的营养需求，采用正交实验优化设计MRS培养基，优化培养基中碳源，氮源，增殖因子的用量。
确定最适合该菌生长的培养基配比为：葡萄糖1%，复合氮源为2.5%，番茄汁7%。
双歧杆菌在优化的MRS培养基中活菌数可达1.95×109 CFU·mL-1，约为普通MRS培养基中菌数（5.92×108 CFU·mL-1）的3.3倍。
关键词：双歧杆菌；培养基；改良MRSAbstract：The Bifidobacterium was taken as the research object to study the nutritional requirements of the medium for Bifidobacteriume, orthogonal experiment was used to optimize the design of MRS medium, optimize the amount of carbon source, nitrogen source and proliferation factor in the medium. To determine the most suitable medium for the growth of the bacteria: glucose 1%, compound nitrogensource 2.5%, tomato juice 7%. In the optimized MRS medium, the viable count of Bifidobacterium could be as high as 1.95×109 CFU·mL-1, which was about 3.3 times of the count of bacteria in the ordinary MRS medium (5.92×108 CFU·mL-1).Key words：Bifidobacterium; Culture medium; Improved MRS中图分类号：Q93双歧杆菌（Bifidobacterium）是存在于人和动物肠道内的益生菌[1]，它是肠道中的正常菌群之一，同时也是一种影响消化道生理环境的生理性细菌。
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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：200806040035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5 预期结果··页码6 方案实施时可能出现的问题与对策·页码7 设计感受··页码7.1 关于本方案··页码7.2 关于自我··页码8参考文献··页码.1 摘要以改良ＭＲＳ发酵培养基为墓础，选择玉米浆、牛肉膏、乳糖、番茄汁、际蛋白陈等７个营养因子增菌培养乳酸菌进行优化。
利用Ｌ8（２的7次方）正交实验，优化出培养墓营养因子最佳组成是：玉米浆３％、牛肉膏１％、乳糖１％。
研究结果表明，嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳酸菌，在优化后的ＭＲＳ培养基发酵液中，３７℃培养２０ｈ，菌落数均高于原ＭＲＳ培养基发酵液的菌落数，达到１护ｃｕｍＬ以上，乳酸菌发酵液得到了浓缩，大大降低了乳酸菌发酵培养墓的成本，原料成本降低了约４0％，同时使菌种数量达到最大。
2 关键字乳酸菌，营养因子，优化培养，最大产菌3. 设计背景3.1乳酸菌培养基简介乳酸菌工业产品为菌体本身细胞，因而设计出能增菌的培养基在工业上具有重要意义。
设计选用工业上佳美低廉的原料，便于降低成本，也有利于降低菌种的适应期，利于增值。
乳酸菌增菌液配方设计中因营养要求复杂,影响生长的因素多,在实际工作中还应做其他条件的优化,如增菌液氧化还原电势、pH值、温度等,因工作量大而时间有限,只能对配方作初步的优化设计。
为了降低生产成本,在工业应用时可选用乳清和脱脂乳经蛋白酶水解,用以提高增菌效果,再加入乳糖、啤酒酵母的自溶水解物,在发酵罐内完成乳酸菌的增菌,罐内可以通入过滤除菌的N2和CO2 ,以降低反应液氧化还原电势(特别是保加利亚乳杆菌)。
若有自动化发酵罐还可通过监测pH值,发酵罐自动注入灭菌的1 mol - 1NaOH或NH4OH液,以中和代谢乳酸。
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）以及维生素和水等。
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。
由于液体培养基不易长期保管，现在均改制成粉末。
化学分类：天然培养基（指一类利用动、植物或微生物体包括其提取物制成的培养基。
如牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基等）；组合培养基（又称为合成培养基或综合培养基，是一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制成的培养基。
如葡萄糖铵盐培养基、淀粉硝酸盐培养基等。
）；半组合培养基（指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。
例如，马铃薯蔗糖培养基。
）物理分类：液体培养基（一类呈液态的培养基。
）；固体培养基（一类外观呈固态的培养基。
根据性质又分为固化培养基、非可逆性固化培养基、天然固态培养基、滤膜。
）；半固体培养基（指在液体培养基中加入少量的凝固剂而配制成的半固体状态的培养基。
）；脱水培养基（又称预制干燥培养基，指含有除水分外的一切成分的商品培养基。
)微生物分类：选择性培养基（一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。
）；鉴别培养基（一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便的从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。
例如，伊红美蓝乳糖培养基（EMB）。
）另外一种就是天然培养基。
天然培养基是指来自动物体液或利用组织分离提取的一类培养基，如血浆、血清、淋巴液、鸡胚浸出液等。
组织培养技术建立早期，体外培养细胞都是利用天然培养基。
但是由于天然培养基制作过程复杂、批间差异大，因此逐渐为合成培养基所替代。
目前广泛使用的天然培养基是血清，另外各种组织提取液、促进细胞贴壁的胶原类物质在培养某些特殊细胞也是必不可少。
3.2存在问题目前的培养基虽能进行乳酸菌生产，但是，其有操作复杂、产量小、资源浪费、成本过高等不足之处。
3.3培养基优化设计的重用意义合理配置的培养基中各种营养物质成分达到最适比例，PH达到最适，溶解氧也达到了最适浓度，这样就给微生物创造了最适宜生长的环境条件，并且对环境产生的污染降到最低，实现了资源的循环利用。
又能单位时间内生长最多的菌量。
同时减少了动力设备与加压设备，大大减少了成本，这对于一个生产企业来说无疑意义重大。
4.设计方案4.1原材料制备41.1 菌种嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌及其混合菌，4.1、2电子天平，酸度计，培养箱，电热恒温水浴锅，高压灭菌锅，放大镜冰箱4.1，3玻璃仪器试管、三角烧瓶、试剂瓶、刻度吸管、平皿等4.1,4 实验室试剂浓度为1mol/L的NaOH，；体积分数为75％的乙醇；M17合成培养基、酸化MRS培养基；质量分数为10％脱脂乳液的配制：取150g脱脂奶粉，加入1350mL的蒸馏水中，配成10%的脱脂乳液，备用4.2菌种的选择4.2.1 酸奶的特征微生物菌落计数[9]及菌落形态将样品以十进制稀释后，取适当的稀释度分别接种，应用选择性培养基倒平板；MRS培养基，在37℃下培养72h，计算其保加利亚乳杆菌的菌落数；M17培养基，在37℃下培养48h，计算其嗜热链球菌的菌落数。
4.2.2 绘制球菌和杆菌及混合菌的发酵曲线取已知含嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌菌量的牛乳，在相同的温度下，各取1种单独培养，同时也使2种菌按一定的比例混合后培养，随着时间的变化分别测定其酸度值，然后绘制曲线，其操作步骤如下。
（1）取质量分数10%的脱脂乳液600mL，分装于3个烧瓶中，每个烧瓶装入200mL，于105℃下高温蒸汽灭菌15min。
（2）无菌室（超净台）中的分别接种。
取装有接种菌种牛乳的试管，摇匀里面的牛乳。
用吸管吸取含嗜热链球菌的牛乳1mL，注入1个烧瓶中，用吸管吸取含保加利亚乳杆菌的牛乳10mL，注入第2个烧瓶中，然后，用吸管吸取含嗜热链球菌的牛乳0.5mL，同时用吸管吸取含保加利亚乳杆菌的牛乳5mL，一起注入第3个烧瓶中，并均编号（3）将3个烧瓶密封，充分振摇，然后将其都放在42℃的培养箱中恒温培养。
每隔30min测定1次3个烧瓶中牛乳的酸度。
做出其酸度随时间变化的曲线。
【测定酸牛乳的酸度（吉尔涅尔度）】。
取10mL酸牛乳，用20mL的蒸馏水稀释，加入0.5mL体积分数为0.5%的酒精性酚酞指示剂，以浓度0.1mol/L的NaOH滴定，将消耗的NaOH体积（mL）数乘以10，即每100mL牛乳中所需要的浓度为0.1mol/L的NaOH的毫升数为1°T，称为1吉尔涅尔度。
一般牛乳的酸度超过20°T，即可认为该牛乳已开始变酸。
酸度越高，对热的稳定性越差，越易凝固。
由图1可得知，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌单独作为发酵剂时，它们在开始阶段的发酵速度比混合菌的快，其中，嗜热链球菌的发酵速度又较保加利亚乳杆菌快。
随着发酵时间的延长，嗜热链球菌的发酵速度开始减小，保加利亚乳杆菌的发酵的速度也开始减小，但混合菌的发酵速度逐渐加大，并且在2h后混合菌发酵牛乳的酸度分别超过杆菌的和球菌的，酸度明显提高；12h后，其酸度远远超过单菌的。
品尝酸奶时，发现混合菌发酵的酸奶口感更好.有一上可知混合菌的发酵条件比单菌的更好更有价值，但如何搭配这两种菌使其得到更加优化的乳酸菌呢？现就设计不同比例的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的发酵条件来得出使乳酸菌增菌的最佳混合菌的比例。
绘制不同比例的混合菌发酵曲线：将菌种混合后，在相同的温度下培养，测定菌种的比例，并随着时间的变化分别测定其酸度值，然后绘制曲线，具体操作步骤如下。
（1）取配制好且灭菌的质量分数10%的脱脂牛乳1000mL，分装于5个烧瓶，每瓶200mL，分别接种。
第1个烧瓶中注入含嗜热链球菌的牛乳0.75mL和含保加利亚乳杆菌的牛乳2.5mL；第2个烧瓶中注入含嗜热链球菌的牛乳0.5mL和含保加利亚乳杆菌的牛乳5mL；第3个烧瓶中注入含嗜热链球菌的牛乳0.8 mL和含保加利亚乳杆菌的牛乳2mL；第4个烧瓶中注入含嗜热链球菌的牛乳0.25mL和含保加利亚乳杆菌的牛乳7.5mL；第5个烧瓶中注入含嗜热链球菌的牛乳0.6mL和含保加利亚乳杆菌的牛乳4mL。
分别标注发酵剂1号~5号。
（2）取接种牛乳的5个烧瓶，每瓶中分别倒出50mL 于另一烧瓶中，编上号。
培养前，取装混合菌的5个烧瓶中的牛乳，用酸奶的特征微生物菌落计数法记数。
将接种的5瓶牛乳密封后，放在43℃的恒温培养箱里面培养。
将另5个烧瓶盖上塞子后，置于43℃的水浴锅中，每5min测定5个烧瓶里牛乳的酸度值。
（3）待到水浴锅中的烧瓶中的牛乳出现凝聚时，将恒温箱中对应的烧瓶取出，测定其酸度，之后置于4℃的冰箱中储存。
将菌种1和菌种2每隔一段时间从冰箱中取出后，倒出30mL测定其酸度，然后放回冰箱中继续储存。
4.3营养因子的比例设计结果不同营养因子对嗜酸乳杆菌生长关系影响大小顺序为：玉米浆＞马铃薯汁＞牛肉膏＞乳糖＞际蛋白陈＞葡萄糖＞番茄汁＞帕拉金糖1．3 正交试验培养基中共取７个营养因子：牛肉膏、乳糖、番茄汁、马铃薯汁、葡萄糖、玉米浆、际蛋白胨采用７个因子２个位级的正交表Ｌ8（２的7次方）设计试验，接种嗜酸乳杆菌采用二级发酵试验由７个因子的Ｒ值，得出它们作用的主次顺序为：玉米浆＞牛肉膏＞乳糖＞际蛋白陈＞马铃薯汁＞番茄汁＞葡萄糖，分析得到下表：利用正交试验所优化培养基组成（即：玉米浆３％、牛肉膏１％、乳糖１％，加其他盐），进步用３种乳酸菌进行发酵试验，验证培养基的发酵增菌效果并与ＭＲＳ培养基进行比较，分别接种３种乳酸菌，３7℃发酵培养２0ｈ，用平板计数法（无氧培养）进行检测，均进行３次发酵，测定发酵液菌落数，结果见表4.4理化条件的控制1、温度温度是影响微生物生长的最重要因素之一。