培养基的优化流程

项目三 发酵工业培养基的制备与优化 55

(二)培养基的优化流程

(1)根据前人的经验，初步确定可能的培养基成分。(2)通过单因子实验最终确定出最适宜的培养基成分，

(3)当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。

(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。

※工作任务

工作任务3-1 发酵工业培养基的配制及灭菌

一、工作目标

(1)了解并掌握培养基的配制和分装方法。(2)掌握各种实验室灭菌方法及技术。

二、工作材料与用具 微课:发酵培养基

1.器皿及材料 的配制及灭菌

天平、称量纸、牛角匙、精密pH试纸、量筒、刻度搪瓷杯、试管、三角瓶、漏斗、分装架、移液管及移液管筒、培养皿及培养皿盒、玻璃棒、烧杯、试管、铁丝筐、剪刀、酒精灯、棉花、线、牛皮纸或、纱、乳管、电炉、灭菌锅、干燥箱。

2.药品试剂营养琼脂。

三、工作过程

称药品→溶解→调pH值→融化琼脂→过滤分装→包扎标记→灭菌→摆斜面或倒平板。以下介绍培养基的制备，

(1)称量药品根据培养基配方依次准确称取各种药品，放入适当大小的烧杯中，琼脂不要加入。蛋白胨极易吸潮，故称量时要迅速。

(2)溶解用量简取一定量(约占总量的1/2)蒸馏水倒人烧杯中，在放有石棉网的电炉上小火加热,并用玻棒搅拌，以防液体溢出。待各种药品完全溶解后，停止加热，补足水分。如果配方中有淀粉，则先将淀粉用少量冷水调成糊状，并在火上加热搅拌,然后加足水分及其他原料，待完全溶化后，补足水分。

(3)调节pH根据培养基对pH的要求，用5%NaOH或5%HCI溶液调至所需pH。测定pH可用pH试纸或酸度计等。

(4)融化琼脂固体或半固体培养基须加入一定量琼脂。琼脂加入后，置电炉上一面搅拌一面加热，直至琼脂完全融化后才能停止搅拌，并补足水分(水需预热)。注意控制火力不要使培养基溢出或烧焦。

(5)分装分装时注意不要使培养基沾染在管口或瓶口，以免浸湿棉塞，引起污染。液

54X0XRXD

表3-8 宾回结果分析 实验结果分析、根指实验结果计算各因素不同水平的平均值，并计算出极差(>

B

A

4

311

337

3 # 0

.134

0.34

0.134

0.31

0.4401

B35.37 0.3501 0.3444 0.4204 0.3105

0353米 0.4414 0.3415 0.3940 0.3601

0.47 0.3812 0.4434 0.4082 0.3985

.3071 0.4098 0.4197 0.3601 0.5045

A.11M n.0013 0.0777 0.0603 0.1850

对培养基优化实验数据进行极差分析、根据极差分析的结果可以看出因素A-E影响格草芽孢杆菌生长OD值的主次顺序为E>A>B>C>D，因素E碳酸钙和因素A葡萄糖对枯草穿孢杆菌的生长影响十分明显，因素D对生长的影响最小。从均值理论分析，培养基优化最佳配方组合为A4B2C3D1E4，即实验的最佳生长条件组是第14组。

(2)均匀实验设计是一种考虑实验点在实验范围内充分均匀散布的实验设计方法，匀设计按均匀设计表来安排实验，在使用均匀设计法时要注意的是正确使用均匀设计表，均句设计表中各列的因素水平不能像正交表那样任意改变次序，而只能按照原来的次序进行平移，均匀设计只考虑实验点在实验范围内均匀分布，与正交设计实验法相比，实验次数大为减少，因素，水平容量较大，利于扩大考察范围。随着水平数的增多，均匀设计的优越性就愈加突出，这就大大减少了多因素多水平实验中的实验次数。

(3)响应面分析法响应面分析方法是数学与统计学相结合的产物，它可以用来对人们受多个变量影响的响应问题进行数学建模与统计分析，并可以将该响应进行优化，科学地提供局部与整体的关系，从面取得明确的、有目的的结论。它与“正交设计法”的进行优化,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，并不同是将体系的响应作为一个或多个因素的函数，运用图形把这种函数关系表示出来，

经以上几种方法的比较，我们可以通过把几种实验方法相结合，减少实验工作量，而又可以得到比较理想的结果，首先在充分调研和以前实验的基础上，用部分因子设计对多种培养基组分响应值影响进行评价，并找出主要影响因子;再用最陡爬坡路径逼近最大响应区

这几种实验相结合的方法成功地优化了目的菌株的发酵培养基。 域:最后用中心组合设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳浓度。已经有许多报道利用

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