實(shí)驗(yàn)四大腸桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化詳解

1、大腸桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.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--來安排試驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的一種方法。它

2、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.基本工具——正交表記號：Ln（tm）L：正交表的符號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

3、）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，包含著所有可能的數(shù)字對，且各種數(shù)字對出現(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,（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),,（4）分析試驗(yàn)結(jié)果,1）方法一：直接比較,直觀分析法是通過對每一因素的平

4、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(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)該因素對測定結(jié)果影響的程度。極差大的因素在所選擇的因素水平范圍內(nèi)對測定結(jié)果的影響最大，在測試過程中必須嚴(yán)格控制。,2）方法二 直觀分析,A： 首先計(jì)算各因素每個水平的平均效果和極差。,B ：然后對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，分析各因素的主次和影響趨勢，找到最優(yōu)試驗(yàn)方案。

5、,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(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。對于因素B ，k2最大，對于因素C ，k3最大。 則實(shí)驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)條件為： A2 B2 C3，即最佳實(shí)驗(yàn)條件為：淀粉為7%，黃

6、豆餅粉5%，蛋白胨0.6%,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(shè)計(jì)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(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)或?qū)φ諏?shí)驗(yàn)。 其中對照實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)為： 試驗(yàn)1： A2 B2 C3 試驗(yàn)2： A2 B2 C4

7、 C4應(yīng)大于C3 對照兩者的結(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)做對照實(shí)驗(yàn)，直至達(dá)最佳結(jié)果。,細(xì)菌培養(yǎng)物在生長過程中，由于原生質(zhì)含量的增加，會引起培養(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)精確測出，因此可用光電比濁計(jì)測

8、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)菌相對數(shù)目，進(jìn)而反映出其相對生長量。,四、比濁法測定發(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)確定大腸桿菌的最優(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),1.將酵母浸膏、蛋白胨、氯化鈉作為培養(yǎng)基的主要影響因素，每一因素設(shè)定3個水平，進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1,表2 正交表實(shí)驗(yàn)方案,2.按表2配制9組培養(yǎng)基入100ml錐形瓶中，

9、每瓶25ml，（可四小組分工合作）,錐形瓶培養(yǎng)基：標(biāo)記，加棉塞、報(bào)紙包扎。1ml移液管2支121℃，滅菌20min,二、滅菌,將菌種（教師預(yù)先培養(yǎng)好）搖勻后用無菌移液管吸取0.5ml懸液，接到每一組培養(yǎng)基中（接種量要完全一樣）,三、接種,將三角瓶置于恒溫?fù)u床中，37℃，120rpm培養(yǎng)12h,四、發(fā)酵,五、比濁法測定各發(fā)酵液OD值,取下?lián)u瓶，以空白培養(yǎng)基為對照，于600nm處測定各搖瓶中發(fā)酵液的OD值，填入表中。注意：如果OD值過