實驗四大腸桿菌發(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,實驗目的,1.掌握發(fā)酵培養(yǎng)基的配制方法2.熟悉用正交試驗優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基的方法3.學習比濁法測定發(fā)酵液菌濃的方法,實驗原理,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.正交試驗法3.均勻試驗設(shè)計,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)計好的表格--正交表--來安排試驗并進行數(shù)據(jù)分析的一種方法。它

2、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(jīng)濟的實驗設(shè)計方法。,三、正交試驗法,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.正交表的特點試驗點分布均勻、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(shù)4）制定因素水平表,（3）設(shè)計試驗方案1）選擇正交表2）表頭設(shè)計（不混雜）3）列出試驗方案4）進行實驗,,（4）分析試驗結(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(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格控制。,2）方法二 直觀分析,A： 首先計算各因素每個水平的平均效果和極差。,B ：然后對計算結(jié)果進行分析，分析各因素的主次和影響趨勢，找到最優(yōu)試驗方案。

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，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： A2 B2 C3，即最佳實驗條件為：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?qū)φ諏嶒灐?其中對照實驗條件應為： 試驗1： A2 B2 C3 試驗2： A2 B2 C4

7、 C4應大于C3 對照兩者的結(jié)果，若試驗1結(jié)果值大于試驗2，則試驗1條件即為最優(yōu)化條件。若試驗2結(jié)果值大于試驗1，則應再改變因素C的水平，繼續(xù)做對照實驗，直至達最佳結(jié)果。,細菌培養(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

8、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(shù)目，進而反映出其相對生長量。,四、比濁法測定發(fā)酵液菌濃,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大腸桿菌的最優(yōu)培養(yǎng)基。,實驗步驟,一、培養(yǎng)基的配制,表1 正交試驗表設(shè)計,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，進行三因素三水平的正交試驗，試驗設(shè)計如表1,表2 正交表實驗方案,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：標記，加棉塞、報紙包扎。1ml移液管2支121℃，滅菌20min,二、滅菌,將菌種（教師預先培養(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,將三角瓶置于恒溫搖床中，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