圣琪多元發(fā)酵培養(yǎng)基-酵母培養(yǎng)基篇

1、圣琪生物多元發(fā)酵培養(yǎng)基酵母培養(yǎng)基篇u圣琪生物酵母培養(yǎng)基圣琪生物結(jié)合不同發(fā)酵客戶(hù)的不同的菌種特性、不同的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)需求、不同的產(chǎn)品的發(fā)酵代謝途徑、不同產(chǎn)物的合成機(jī)制等多個(gè)因素生產(chǎn)適合不同發(fā)酵產(chǎn)品的不同需求的培養(yǎng)基。圣琪生物的酵母培養(yǎng)基開(kāi)發(fā)背景1、與國(guó)外酵母培養(yǎng)基產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)的一些培養(yǎng)基在某些發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用效果上與國(guó)外還有一點(diǎn)差距，需要針對(duì)這些產(chǎn)品生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)需求特征來(lái)開(kāi)發(fā)特定的培養(yǎng)基，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。2、生物產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)在加劇，高附加值和采用清潔生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的新型發(fā)酵產(chǎn)品越來(lái)越多，傳統(tǒng)的酵母培養(yǎng)基已不能完全滿(mǎn)足行業(yè)的發(fā)展需求。大部分發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物或次級(jí)代謝產(chǎn)物，特別是微生物的次級(jí)

2、代謝過(guò)程復(fù)雜，其中培養(yǎng)基的調(diào)節(jié)作用非常關(guān)鍵，有機(jī)氮源中的多營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)次級(jí)代謝的促進(jìn)作用和反饋抑制作用往往同時(shí)存在，所以培養(yǎng)基生產(chǎn)廠家需要加強(qiáng)對(duì)發(fā)酵代謝調(diào)控理論的研究，通過(guò)發(fā)酵代謝調(diào)控理論來(lái)分析產(chǎn)物的生成原理，將培養(yǎng)基的生產(chǎn)和產(chǎn)品生產(chǎn)緊密的結(jié)合起來(lái)，使培養(yǎng)基中的各營(yíng)養(yǎng)成分與發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝需求及產(chǎn)物表達(dá)原理更匹配。 應(yīng)用領(lǐng)域 目前，酵母培養(yǎng)基已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于抗生素、生物催化、生物防腐劑、生物有機(jī)酸、維生素、生物多糖、酶制劑、核酸、氨基酸、基因工程藥、微生態(tài)、脂肪酸及藻類(lèi)等微生物發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)中。蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、維生素、微量金屬元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均衡合理的酵母培養(yǎng)基能顯著提升發(fā)酵產(chǎn)品得率。

3、在一些采用營(yíng)養(yǎng)缺陷型生產(chǎn)菌種或基因工程菌種類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，加入酵母培養(yǎng)基后，產(chǎn)品生產(chǎn)更穩(wěn)定，可顯著的提高產(chǎn)品產(chǎn)量，縮短發(fā)酵時(shí)間。 產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品型號(hào) 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 l601/p601 l601/p601微生態(tài)（厭氧發(fā)酵）、普魯蘭糖、谷微生態(tài)（厭氧發(fā)酵）、普魯蘭糖、谷胱甘肽、乳酸鏈球菌素、透明質(zhì)酸、胱甘肽、乳酸鏈球菌素、透明質(zhì)酸、鼠李糖脂、部分放線(xiàn)菌種子培養(yǎng)鼠李糖脂、部分放線(xiàn)菌種子培養(yǎng) l602/p602/p603/p604 l602/p602/p603/p604蘇氨酸、賴(lài)氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、賴(lài)氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、那他霉素、輔酶那他霉素、輔酶q10q10、araara、dhad

4、ha、tgtg酶、纖維素酶、左旋肉堿，部分酶、纖維素酶、左旋肉堿，部分抗生素種子培養(yǎng)、丙酸、維生素抗生素種子培養(yǎng)、丙酸、維生素 l800/p800 l800/p800微生態(tài)（厭氧發(fā)酵）、赤蘚糖醇、桿微生態(tài)（厭氧發(fā)酵）、赤蘚糖醇、桿菌肽、黃原膠菌肽、黃原膠 l801/p801 l801/p801維生素維生素c c、d-d-核糖、氫化可的松、阿核糖、氫化可的松、阿維菌素、頭孢（維菌素、頭孢（7-aca7-aca）、曲酸、土）、曲酸、土壤凈化微生物、長(zhǎng)鏈二元酸壤凈化微生物、長(zhǎng)鏈二元酸u圣琪的酵母浸出物產(chǎn)品 產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品型號(hào) 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域u圣琪的酵母浸出物的特色產(chǎn)品 l650 l650氨基酸、鳥(niǎo)苷

5、、肌苷、氨基酸、鳥(niǎo)苷、肌苷、vbvb2 2 p680 p680微生態(tài)、酶、微生態(tài)、酶、乳酸鏈球菌素乳酸鏈球菌素 l681/p681 l681/p681聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺( (腈水合酶發(fā)酵腈水合酶發(fā)酵) )實(shí)驗(yàn)室及高檔發(fā)酵產(chǎn)品專(zhuān)用 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 p606/p686/p687p606/p686/p687細(xì)菌鑒定培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、透明細(xì)菌鑒定培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、透明質(zhì)酸、胰島素、干擾素、鳥(niǎo)苷、質(zhì)酸、胰島素、干擾素、鳥(niǎo)苷、肌苷、蟲(chóng)草、新型抗生素發(fā)酵等肌苷、蟲(chóng)草、新型抗生素發(fā)酵等u圣琪生物的試劑級(jí)酵母浸粉 產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品型號(hào) 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 p01/p02 p01/p02伊維菌素、阿維菌素、伊維菌素、阿

6、維菌素、 泰樂(lè)菌泰樂(lè)菌素、頭孢菌素、素、頭孢菌素、 硫酸新霉素、硫酸新霉素、s- s-誘抗素誘抗素 m01 m01 金霉素、維生素金霉素、維生素 p622/p822 p622/p822 金霉素、醫(yī)藥中間體金霉素、醫(yī)藥中間體u圣琪生物的酵母粉下面將通過(guò)一些發(fā)酵產(chǎn)品下面將通過(guò)一些發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)菌種的特性分析和的生產(chǎn)菌種的特性分析和發(fā)酵代謝途徑的分析，推發(fā)酵代謝途徑的分析，推薦適用于不同發(fā)酵產(chǎn)品的薦適用于不同發(fā)酵產(chǎn)品的酵母培養(yǎng)基產(chǎn)品。酵母培養(yǎng)基產(chǎn)品。鏈霉素新霉素卡那霉素巴龍霉素壯觀霉素核糖霉素多糖己糖磷酸丙糖磷酸絲氨酸磷酸甘油酸pep丙酮酸青霉素頭孢霉素cephamycin丁糖磷酸戊糖磷酸核酸核苷半

7、胱氨酸纈氨酸-氨基己二酸莽草酸分支酸新生霉素氯霉素綠膿菌素四環(huán)素色氨酸苯丙氨酸酪 氨 酸新生霉素林肯霉素放線(xiàn)菌素吲哚霉素麥角酸支霉粘素草酰乙酸乙酰coa順烏頭酸甲羥戊酸-酮戊二酸衣康酸谷氨酸間型霉素麥角甾醇赤霉素類(lèi)胡蘿卜素甾醇類(lèi)異戊二烯脂肪酸brefeldin丙二酸四環(huán)素紅霉素力福霉素放線(xiàn)菌酮曲張鏈菌素曲酸從發(fā)酵代謝途徑看，大部分發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的酵解途徑、磷酸戊糖途徑、三羧酸循環(huán)途徑等的初級(jí)代謝產(chǎn)物或次級(jí)代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)時(shí)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的發(fā)酵代謝調(diào)控才能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。u主要發(fā)酵產(chǎn)品的生物合成途徑乳酸發(fā)酵菌種專(zhuān)門(mén)強(qiáng)化了emp途徑，弱化了tca途徑，因此，生產(chǎn)菌種屬多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)缺陷型，需要

8、靠從外界吸收大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)維持菌體的生長(zhǎng)。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p602/p604/p687u乳酸發(fā)酵leu-、thr-黃色短桿菌生產(chǎn)賴(lài)氨酸氨基酸發(fā)酵屬于典型的代謝調(diào)控發(fā)酵，為了減少產(chǎn)物的反饋?zhàn)瓒艉头答佉种谱饔茫?lài)氨酸的生產(chǎn)菌種多為某些氨基酸的營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株，因此對(duì)培養(yǎng)基的要求也比較高。推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p603/p604/p608xxu賴(lài)氨酸發(fā)酵u丙酸發(fā)酵丙酸發(fā)酵主要以葡萄糖、 甘油、 乳糖、 乳酸等作為碳源， 產(chǎn)丙酸的同時(shí)還伴隨有乙酸、 琥珀酸、 co2等副產(chǎn)物生成。丙酸桿菌一般由底物經(jīng) e mp途徑，再經(jīng)過(guò) wood-we r k man循環(huán)途徑、 乙酸和 co2合成

9、途徑、 琥珀酸合成途徑、 糖異生途徑， 三羧酸循環(huán)途徑等生成 。 u丙酸發(fā)酵根據(jù)丙酸的代謝途徑分析，丙酸主要來(lái)自于碳源，轉(zhuǎn)化方程式可簡(jiǎn)單描述為：根據(jù)丙酸的代謝途徑分析，丙酸主要來(lái)自于碳源，轉(zhuǎn)化方程式可簡(jiǎn)單描述為：（1 1）以甘油為碳源發(fā)酵時(shí)：）以甘油為碳源發(fā)酵時(shí)： 甘油甘油丙酸丙酸+ +水水（2 2）以葡萄糖為碳源發(fā)酵時(shí)：）以葡萄糖為碳源發(fā)酵時(shí)： 1.51.5葡萄糖葡萄糖22丙酸丙酸+ +乙酸乙酸+ +二氧化碳二氧化碳+ +水水（3 3）以乳酸為碳源發(fā)酵時(shí)：）以乳酸為碳源發(fā)酵時(shí)： 3 3乳酸乳酸22丙酸丙酸+ +乙酸乙酸+ +二氧化碳二氧化碳+ +水水高濃度的碳源和丙酸均會(huì)抑制菌體的生長(zhǎng)，因此

10、，僅通過(guò)分批培養(yǎng)難以實(shí)現(xiàn)高濃度的碳源和丙酸均會(huì)抑制菌體的生長(zhǎng)，因此，僅通過(guò)分批培養(yǎng)難以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞和丙酸的高產(chǎn)量。通過(guò)脈沖補(bǔ)料、恒速流加培養(yǎng)等培養(yǎng)方式可在減少碳細(xì)胞和丙酸的高產(chǎn)量。通過(guò)脈沖補(bǔ)料、恒速流加培養(yǎng)等培養(yǎng)方式可在減少碳源抑制的同時(shí)增加培養(yǎng)基中的總碳源量，從而可提高菌體的生長(zhǎng)密度和丙酸源抑制的同時(shí)增加培養(yǎng)基中的總碳源量，從而可提高菌體的生長(zhǎng)密度和丙酸的產(chǎn)量。的產(chǎn)量。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)：推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p602/p604/p604hd鳥(niǎo)苷、肌苷發(fā)酵菌種及代謝調(diào)控鳥(niǎo)苷、肌苷發(fā)酵菌種及代謝調(diào)控鳥(niǎo)苷、肌苷的發(fā)酵多采用腺嘌呤、黃嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤的營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株，通過(guò)控制培養(yǎng)基中的腺嘌呤

11、、黃嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤的含量，減弱某些非目的產(chǎn)物的合成途徑,減弱目的產(chǎn)物的分解代謝途徑。如圖所示，生產(chǎn)鳥(niǎo)苷時(shí)就減弱amp代謝途徑，生產(chǎn)肌苷時(shí)就減弱amp、xmp、gmp的代謝途徑，從而達(dá)到積累鳥(niǎo)苷、肌苷的目的.u鳥(niǎo)苷、肌苷的發(fā)酵 鳥(niǎo)苷酸、肌苷酸從頭合成過(guò)程鳥(niǎo)苷酸、肌苷酸從頭合成過(guò)程鳥(niǎo)苷、肌苷的合成屬于核苷酸的從頭合成途徑，如圖所示，在核酸的合成過(guò)程中，天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸是肌苷酸、鳥(niǎo)苷酸生產(chǎn)的重要原料，因此，需要提供營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基保持菌體的快速生長(zhǎng)。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： l650/p601/p687u鳥(niǎo)苷、肌苷的發(fā)酵原料赤蘚糖醇的生產(chǎn)菌種為耐滲透壓酵母，菌體在高滲透壓環(huán)境下通過(guò)自適應(yīng)

12、調(diào)節(jié)，通過(guò)積累赤蘚糖來(lái)對(duì)抗高滲環(huán)境，代謝途徑如圖所示，培養(yǎng)基中高濃度的葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)化成赤蘚糖。u赤蘚糖醇的發(fā)酵赤蘚糖的合成圖赤蘚糖的合成圖阿拉伯糖醇 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p604bl/l800大腸桿菌、黃色短桿菌、谷氨酸桿菌等生產(chǎn)芳香族氨基酸u芳香族氨基酸的發(fā)酵u芳香族氨基酸發(fā)酵l-苯丙氨酸的發(fā)酵是利用磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性被高濃度的葡萄糖強(qiáng)烈抑制的原理。當(dāng)培養(yǎng)基中的初始糖濃度較高時(shí)，菌體中的烯醇式丙酮酸和赤蘚糖得到大量積累，被用來(lái)生成l-苯丙氨酸，根據(jù)苯丙氨酸的合成途徑： 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p604/p608/l602/l800uvb2的發(fā)酵vb2的合成從葡

13、萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑合成5-磷酸核糖開(kāi)始，進(jìn)一步生成l-3，4-二羥基-2-丁酮-4-磷酸（dhbp），同時(shí)由核酸從頭合成途徑生成三磷酸鳥(niǎo)苷（gtp）。dhbp和gtp作為前體進(jìn)入vb2合成途徑。國(guó)外一般使用營(yíng)養(yǎng)更為豐富的酵母抽提物作為vb2的發(fā)酵培養(yǎng)基，國(guó)內(nèi)還在使用酵母粉。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p602/l602/l650u桿菌肽的發(fā)酵桿菌肽是以芽孢桿菌生產(chǎn)的多肽類(lèi)抗生素，是由半胱氨酸、谷氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴(lài)氨酸、鳥(niǎo)氨酸、苯基丙氨酸、天門(mén)冬氨酸等氨基酸組成。左圖所示為合成桿菌肽的半胱氨酸、谷氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴(lài)氨酸、鳥(niǎo)氨酸、苯基丙氨酸和天門(mén)冬氨酸的生物合成途

14、徑。由左圖可知，合成桿菌肽的氨基酸大部分是經(jīng)tca循環(huán)途徑合成；另外需要經(jīng)糖酵解途徑合成半胱氨酸和亮氨酸；需經(jīng)過(guò)磷酸戊糖途徑合成組氨酸；需經(jīng)糖酵解和磷酸戊糖途徑共同合成苯丙氨酸，因此，桿菌肽的發(fā)酵需要營(yíng)養(yǎng)均衡的培養(yǎng)基。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： l800/p800/p604/p608桿菌肽發(fā)酵的氨基酸合成途徑u乳酸鏈球菌素的發(fā)酵乳酸鏈球菌素是乳酸乳球菌在酸性條件下產(chǎn)生的活性多肽，由34個(gè)氨基酸組成，一分子乳酸鏈球菌素主要由8分子丙氨酸、4分子abu、3分子的甘氨酸、賴(lài)氨酸、異亮氨酸、2分子的亮氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、dha、1分子的纈氨酸、組氨酸、絲氨酸、脯氨酸、dhb組成左圖所示為合成乳酸

15、鏈球菌素的組氨酸、脯氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、賴(lài)氨酸、天冬酰胺、亮氨酸、纈氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸等的生物合成途徑。由圖可知，合成乳酸鏈球菌素的大部分氨基酸屬于天門(mén)冬氨酸族氨基酸；另外需要經(jīng)糖酵解途徑合成甘氨酸和絲氨酸；需經(jīng)過(guò)磷酸戊糖途徑合成組氨酸；需經(jīng)tca循環(huán)途徑合成脯氨酸； 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： l601/p601/p608/p680乳酸鏈球菌素的氨基酸合成途徑udha的發(fā)酵 dha多采用裂殖壺菌發(fā)酵生產(chǎn)，在高碳氮比、高滲透壓條件下菌體通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)抗?jié)B透壓產(chǎn)脂肪酸。發(fā)酵前期，培養(yǎng)基中氮磷含量相對(duì)豐富，碳源和氮源被優(yōu)先利用于菌體生長(zhǎng)，脂肪酸產(chǎn)量低。 當(dāng)?shù)幢恢饾u耗盡后，需要進(jìn)行其

16、他含氮物質(zhì)的脫氨基、轉(zhuǎn)氨基等復(fù)雜的代謝過(guò)程來(lái)補(bǔ)充銨根離子，新的蛋白質(zhì)和核酸的合成因而減速甚至停止，這時(shí)脂肪酸的合成開(kāi)始加速。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： l601/p601/l800/p800u透明質(zhì)酸的發(fā)酵 如圖所示，透明質(zhì)酸是經(jīng)磷酸戊糖途徑生成的乙?；咸烟呛推咸烟侨┧犭p糖單位重復(fù)連接構(gòu)成的線(xiàn)性多糖。每合成1 mol二糖單位 ,消耗 5 molatp 、 2 molnadh和1 mol乙酰coa,所以透明質(zhì)酸的合成是一個(gè)耗能過(guò)程，需要維持菌體的快速生長(zhǎng)供能。 透明質(zhì)酸主要存在于鏈球菌的莢膜中，鏈球菌正常生長(zhǎng)時(shí)透明質(zhì)酸的產(chǎn)量不高，通常做法是在穩(wěn)定生長(zhǎng)期提高發(fā)酵液的ph值，菌體會(huì)因ph突然變大

17、而暫時(shí)停止生長(zhǎng)，從而增加莢膜中透明質(zhì)酸的產(chǎn)量。 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： p601/p686/p687葡萄糖葡萄糖 28281-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸0.510.630.510.63tca循環(huán)中間產(chǎn)物乙醇乙酸乙酸 1717糖原直鏈淀粉蔗糖纖維素乳糖木糖 赤蘚糖 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 2 2葡萄糖胺果糖 甘露糖甘露糖 3 3tca 循環(huán)黃原膠是由葡萄糖：甘露糖：葡萄糖醛酸：乙酸：丙酮酸=28:3:2:17:0.510.63所構(gòu)成的“五糖重復(fù)單元”結(jié)構(gòu)聚合體，這幾大物質(zhì)的合成多集中在酵解途徑和磷酸戊糖合成途徑，因此發(fā)酵培養(yǎng)基采用較高

18、的碳氮比，高濃度的葡萄糖抑制了烯醇式丙酮酸羧化酶的活力，導(dǎo)致草酰乙酸含量降低，三羧酸循壞減慢和蛋白合成受阻，從而強(qiáng)化了磷酸戊糖途徑和糖的異生. 推薦使用的酵母浸出物型號(hào)： l800/p800/p604u黃原膠的生物合成途徑 從乳酸、賴(lài)氨酸、丙酸、鳥(niǎo)苷、肌苷、赤蘚糖醇、色氨酸、苯丙氨酸、桿從乳酸、賴(lài)氨酸、丙酸、鳥(niǎo)苷、肌苷、赤蘚糖醇、色氨酸、苯丙氨酸、桿菌肽、乳酸鏈球菌素、菌肽、乳酸鏈球菌素、dhadha、透明質(zhì)酸、黃原膠的發(fā)酵來(lái)看，每種發(fā)酵產(chǎn)品、透明質(zhì)酸、黃原膠的發(fā)酵來(lái)看，每種發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)都遵循特定的產(chǎn)物合成和表達(dá)原理，需要嚴(yán)格控制培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分的生產(chǎn)都遵循特定的產(chǎn)物合成和表達(dá)原理，需要嚴(yán)格控制培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分，通過(guò)代謝調(diào)控使其進(jìn)入特定的合成