酵母菌發酵培養基優化要點第1頁/共27頁酵母菌發酵培養基的優化第2頁/共27頁實驗目的1.掌握發酵培養基的配制方法2.熟悉用正交試驗優化發酵培養基的方法3.學習比濁法測定發酵液菌濃的方法第3頁/共27頁實驗原理1.確定培養基的基本組成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系一、培養基的配制方法第4頁/共27頁1.單因素法2.正交試驗法3.均勻試驗設計二、培養基優化方法（原材料種類和濃度配比優化）第5頁/共27頁1.概念利用已經設計好的表格--正交表--來安排試驗并進行數據分析的一種方法。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、經濟的實驗設計方法。三、正交試驗法第6頁/共27頁2.基本工具——正交表記號：Ln（tm）L：正交表的符號n：表的行數（可安排試驗的次數）t：表中的字碼數（水平數）m：表的列數（最多可安排因素個數）L8(27)L9(34)L16(45)第7頁/共27頁第8頁/共27頁3.正交表的特點試驗點分布均勻、整齊可比任何一列中各字碼（水平）都出現，且出現的次數相等任何兩列中各橫行組成的數字對，包含著所有可能的數字對，且各種數字對出現的次數相等第9頁/共27頁4.實驗的基本步驟（1）明確任務確定指標（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10頁/共27頁（3）設計試驗方案1）選擇正交表2）表頭設計（不混雜）3）列出試驗方案4）進行實驗

因素實驗號ABC結果123456789111222333123123123123312231第11頁/共27頁

因素實驗號ABC結果123456789111222333123123123123312231X1X2X3X4X5X6X7X8X9（4）分析試驗結果1）方法一：直接比較第12頁/共27頁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。極差的大小反應在所選擇的因素水平范圍內該因素對測定結果影響的程度。極差大的因素在所選擇的因素水平范圍內對測定結果的影響最大，在測試過程中必須嚴格控制。2）方法二直觀分析第13頁/共27頁

因素實驗號ABC結果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：首先計算各因素每個水平的平均效果和極差。第14頁/共27頁B：然后對計算結果進行分析，分析各因素的主次和影響趨勢，找到最優試驗方案。

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k2>K1>k3，即k2最大，根據因素水平表中的設計，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：A2B2C3，即最佳實驗條件為：淀粉為7%，黃豆餅粉5%，蛋白胨0.6%第15頁/共27頁

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，則必須進行重復實驗或對照實驗。其中對照實驗條件應為：試驗1：A2B2C3

試驗2：A2B2C4

C4應大于C3

對照兩者的結果，若試驗1結果值大于試驗2，則試驗1條件即為最優化條件。若試驗2結果值大于試驗1，則應再改變因素C的水平，繼續做對照實驗，直至達最佳結果。第16頁/共27頁細菌培養物在生長過程中，由于原生質含量的增加，會引起培養物混濁度的增高。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目，進而反映出其相對生長量。四、比濁法測定發酵液菌濃第17頁/共27頁本實驗以菌體生物量為指標，用四因素三水平的正交試驗確定酵母菌的最優培養基。第18頁/共27頁實驗步驟一、培養基的配制表1正交試驗表設計因素水平A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%DKH2PO4/%11.00.00.50.522.01.01.01.033.02.01.51.51.將葡萄糖、蔗糖、酵母提取粉、KH2PO4作為培養基的主要影響因素，每一因素設定3個水平，進行四因素三水平的正交試驗，試驗設計如表1第19頁/共27頁因素A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%DKH2PO4/%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(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組培養基入100ml錐形瓶中，每瓶25ml，（可四小組分工合作）第20頁/共27頁錐形瓶培養基：標記，加棉塞、報紙包扎。1ml移液管2支121℃，滅菌20min二、滅菌第21頁/共27頁將菌種（教師預先培養好）搖勻后用無菌移液管吸取0.5ml懸液，接到每一組培養基中（接種量要完全一樣）三、接種第22頁/共27頁將三角瓶置于恒溫搖床中，30℃，120rpm培養24h四、發酵第23頁/共27頁五、比濁法測定各發酵液OD值取下搖瓶，以空白培養基為對照，于560nm處測定各搖瓶中發酵液的OD值，填入表中。注意：如果OD值過大，需將發酵液作一定稀釋后再測定。第24頁/共27頁實驗結果填寫正交實驗表，分析數據，確定最優培養基配方第25頁/共27頁因素A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%DKH2PO4/%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)