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测定L-苏氨酸的产量。

 

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  2结果与分析

 

  2.1种子培养基的优化

 

  从表2中极差R的大小可知,各因素对产酸的影响顺序依次是硫酸铵、玉米浆、酵母膏、
葡萄糖。硫酸铵是无机氮源,其能被菌体快速利用,以满足菌体生长繁殖及产物合成的需要,
对种子培养基及产物形成的影响最大;玉米浆是制造玉米淀粉的副产物,含有丰富的蛋白
质以及其他一些生长因子,在种子培养基中既能够补充氮源还能提供微生物生长所需的多
种营养物质,所以对产物合成影响也较大;酵母膏富含蛋白质、核苷酸、维生素及微量元素
等微生物生长所必需的生长元素,对产物的形成有一定的影响;葡萄糖对产物影响最小,
在种子培养基中不宜多加,因为高浓度的糖类不仅不能维持菌体生长,反而会起到抑菌或
杀菌的作用。

 

  4个因素的最优水平组合为A1B3C1D2,即葡萄糖30

 g/L,玉米浆40 g

/L,硫酸铵3

 g/L,酵母膏5 g/L。由于正交实验所确定的最佳条件并未包含在正

交表的9个试验中,为了进一步确定试验结果的可重复性,采用最佳条件进行重复实验。由
表3可知,按照最佳种子培养基的配方所得的平均产酸量为5.78

 g/L,试验结果较

为理想。

 

  2.2种子培养条件的优化

 

  2.2.1种子培养基装液量对发酵产酸的影响L-苏氨酸发酵属于好氧发酵,溶解
氧对苏氨酸发酵的影响较大,发酵过程应控制通风,以满足菌体生长和产酸的需要。在一定
温度下溶氧是装液比(培养基装液量/三角瓶体积)和摇瓶转速的函数[7],如果摇瓶
转速固定则装液比就会直接影响到培养基的溶氧情况。本试验采用固定摇床转速,考察同一
规格三角瓶在不同装液量情况下菌体的发酵产酸水平。根据试验结果(图1),不同的种子
培养基装液量对发酵产酸量的影响比较明显,在250

 mL三角瓶中装25 mL的种子培

养基,发酵产酸量最大。

 

  2.2.2种子接种量对发酵产酸的影响由图2可知,接种量过大或者过小均不利于
产酸。大量地接入菌种,缩短了发酵周期,但是会造成培养基中溶氧过少,影响发酵产物形
成;接种量过少,培养基中菌体浓度小,也不利于产物形成,当种子液的接种量为10%
时,发酵产酸量最大。

 

  2.2.3种子液初始pH值对发酵产酸的影响分析图3可知,种子培养基过酸或过
碱,均不利于产物的形成,当种子液的初始pH值为7.0时,发酵产酸量最大。分析原因
可能是因为pH值的变化会引起各种酶活力的改变,从而对菌体生长和代谢能力产生影响
[8]。

 

  2.2.4种龄对发酵产酸的影响一般地,接种的种龄以对数生长期的后期,即培养
液中菌浓度接近高峰时较为适宜。种龄短的种子接种后往往会导致前期生长缓慢,整个发酵
周期延长,产物开始形成时间推迟。过老的种子虽然菌量较多,但接种后会导致生产能力下
降,菌体过早衰退[6]。从种子生长曲线(图4)可以看出,菌体从4

 h开始进入对数

期,18

 h以后进入稳定期,因此,种子培养时间不宜超过18 h。 

  从图5可以看出,随着种子培养时间的延长,发酵产酸量先逐渐提高,到16

 h达到

最高产酸量,16

 h以后发酵产酸量逐渐减低。结合种子生长曲线,在16 h刚好处于种

子生长的中后期,这时的菌体数量最多,种子生长最为旺盛,接种这时期的种子发酵产酸
量最多。