酵母菌發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化

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1、酵母菌發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握發(fā)酵培養(yǎng)基的配制方法2.熟悉用正交試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基的方法3.學(xué)習(xí)比濁法測(cè)定發(fā)酵液菌濃的方法實(shí)驗(yàn)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(lèi)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1.單因素法2.正交試驗(yàn)法3.均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)二、培養(yǎng)基優(yōu)化方法（原材料種類(lèi)和濃度配比優(yōu)化）1.概念利用已經(jīng)設(shè)計(jì)好的表格--正交表--來(lái)安排試驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的一種方法。它是從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)，是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。三、正交試驗(yàn)法2.基本工

2、具——正交表記號(hào)：Ln（tm）L：正交表的符號(hào)n：表的行數(shù)（可安排試驗(yàn)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(gè)數(shù)）L8(27)L9(34)L16(45)3.正交表的特點(diǎn)試驗(yàn)點(diǎn)分布均勻、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(duì)，包含著所有可能的數(shù)字對(duì)，且各種數(shù)字對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等4.實(shí)驗(yàn)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

3、.6（3）設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案1）選擇正交表2）表頭設(shè)計(jì)（不混雜）3）列出試驗(yàn)方案4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)因素實(shí)驗(yàn)號(hào)ABC結(jié)果123456789111222333123123123123312231因素實(shí)驗(yàn)號(hào)ABC結(jié)果123456789111222333123123123123312231X1X2X3X4X5X6X7X8X9（4）分析試驗(yàn)結(jié)果1）方法一：直接比較直觀分析法是通過(guò)對(duì)每一因素的平均極差來(lái)分析問(wèn)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(duì)測(cè)定結(jié)果影響

4、的程度。極差大的因素在所選擇的因素水平范圍內(nèi)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響最大，在測(cè)試過(guò)程中必須嚴(yán)格控制。2）方法二直觀分析因素實(shí)驗(yàn)號(hào)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：首先計(jì)算各因素每個(gè)水平的平均效果和極差。B：然后對(duì)計(jì)

5、算結(jié)果進(jìn)行分析，分析各因素的主次和影響趨勢(shì)，找到最優(yōu)試驗(yàn)方案。比較RA、RB、RC值，R值越大的因素，影響越大，控制要越嚴(yán)格，R值越小的因素，影響越小。對(duì)每一個(gè)因素，選擇K值最大的水平為最佳條件。如對(duì)于因素A淀粉，若k2>K1>k3，即k2最大，根據(jù)因素水平表中的設(shè)計(jì)，其水平為7%。表明7%為最佳的淀粉濃度。對(duì)于因素B，k2最大，對(duì)于因素C，k3最大。則實(shí)驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：A2B2C3，即最佳實(shí)驗(yàn)條件為：淀粉為7%，黃豆餅粉5%，蛋白胨0.6%若某一因素k3或者k1最大，則說(shuō)明所選擇的該因素的水平范圍不合適，如：對(duì)于因素C，k3最大，說(shuō)明因素水平表中所設(shè)計(jì)的最

6、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(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)或?qū)φ諏?shí)驗(yàn)。其中對(duì)照實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)為：試驗(yàn)1：A2B2C3試驗(yàn)2：A2B2C4C4應(yīng)大于C3對(duì)照兩者的結(jié)果，若試驗(yàn)1結(jié)果值大于試驗(yàn)2，則試驗(yàn)1條件即為最優(yōu)化條件。若試驗(yàn)2結(jié)果值大于試驗(yàn)1，則應(yīng)再改變因素C的水平，繼續(xù)做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，直至達(dá)最佳結(jié)果。細(xì)菌培養(yǎng)物在生長(zhǎng)過(guò)程中，由于原生質(zhì)含量的增加，會(huì)引起培養(yǎng)物混濁度的增高。細(xì)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(jì)精確測(cè)出，因此可用光電比濁計(jì)測(cè)定細(xì)胞懸液的光密度（OD值），表示該菌在特定實(shí)驗(yàn)條件下的細(xì)菌相對(duì)數(shù)目

7、，進(jìn)而反映出其相對(duì)生長(zhǎng)量。四、比濁法測(cè)定發(fā)酵液菌濃本實(shí)驗(yàn)以菌體生物量為指標(biāo)，用四因素三水平的正交試驗(yàn)確定酵母菌的最優(yōu)培養(yǎng)基。實(shí)驗(yàn)步驟一、培養(yǎng)基的配制表1正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)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(yǎng)基的主要影響因素，每一因素設(shè)定3個(gè)水平，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1因素A葡萄糖/%B蔗糖/%C酵母提取粉/%DKH2PO4/%OD值實(shí)驗(yàn)11(1.0)1(0)1(0.5)1(0.5)實(shí)驗(yàn)21(

8、1.0)2(1)2(1)