無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基和復(fù)合培養(yǎng)基對(duì)畢赤酵母生長(zhǎng)的影響
以畢赤酵母生物量為考核指標(biāo)，以期通過(guò)培養(yǎng)基優(yōu)化，尋找無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基(BSM，D’Anjou，,Stratton共三種文獻(xiàn)報(bào)道的用于畢赤酵母工業(yè)化生產(chǎn)的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基，其特征是培養(yǎng)基由無(wú)機(jī)鹽和微量元素組成，碳源為甘油，碳源為氨水和硫酸銨，因此在搖瓶中，菌體培養(yǎng)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于BMGY))和復(fù)合培養(yǎng)基（BMGY）之間的營(yíng)養(yǎng)差異，通過(guò)代謝組學(xué)的方法，彌補(bǔ)該差異，從而獲得改良的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基。
無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基和復(fù)合培養(yǎng)基對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響
野生菌株在BSM中的生長(zhǎng)速度低于在BMGY中的生長(zhǎng)速度，比生長(zhǎng)速率分別為0.187h-1和0.247h-1。并且這種差異并不是由于pH值的差異導(dǎo)致的。在BSM培養(yǎng)基中加入蛋白胨，酵母粉和YNB，也僅僅能將比生長(zhǎng)速率提高到0.203h-1。這就表明在BSM培養(yǎng)基中有某種營(yíng)養(yǎng)成分是過(guò)量的，從而不利于菌體的生長(zhǎng)。BSM培養(yǎng)基是為了在發(fā)酵罐中獲得畢赤酵母高密度發(fā)酵而設(shè)計(jì)的，并不適應(yīng)小規(guī)模的應(yīng)用。
在BSM中甘油提供碳源，已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)證明4%以下的甘油濃度不會(huì)對(duì)畢赤酵母的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。氮源由氨水提供，磷和硫由硫酸鹽和磷酸鹽提供。為了驗(yàn)證上述論證，設(shè)置了三組實(shí)驗(yàn)，分別將氨水，硫酸鹽和磷酸鹽減少50%，為了維持pH值的穩(wěn)定性，分別用氫氧化鉀（減少氮源）和氫氧化銨調(diào)節(jié)PH（減少磷）。由下圖可看出，減少硫元素，生物量大大降低，減少氮源氨水的含量，則可以使得生物量有些許提高。
進(jìn)一步研究表明當(dāng)氨水濃度大于50mM時(shí)氨水濃度和菌體生長(zhǎng)成速率成負(fù)相關(guān)，因此有必要控制氨水濃度，見下圖。但是即便我們將氨水濃度降低到25mM，菌體生長(zhǎng)速率和BMGY也存在較大的差異。
進(jìn)一步我們將FM22培養(yǎng)基和Anjou培養(yǎng)基也作為我們的考察范圍之內(nèi)，兩者的無(wú)機(jī)鹽含量整體上比BSM培養(yǎng)基低很多。有研究表面，釀酒酵母在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基上生長(zhǎng)需要更多的能量。分別設(shè)置BSM、FM22和Anjou和培養(yǎng)基的氨水濃度為25mM，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH到6.5。結(jié)果顯示具有更低無(wú)機(jī)鹽濃度的Anjou的培養(yǎng)基獲得了更高的比生長(zhǎng)速率，這說(shuō)明整體無(wú)機(jī)鹽濃度（滲透壓）對(duì)畢赤酵母的生長(zhǎng)也是不利的。因此選擇d’Anjou無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基開展進(jìn)一步優(yōu)化。
在Anjou的基礎(chǔ)上，增加酵母粉，蛋白胨和YNB，可以使得比生長(zhǎng)速率提高到0.251h-1接近于BMGY中的比生長(zhǎng)速率。表明，Anjou培養(yǎng)基和BMGY培養(yǎng)基之間的差異主要在于缺少某些中間代謝產(chǎn)物。
因此，進(jìn)一步我們優(yōu)化營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，以彌補(bǔ)基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基和BMGY之間的差異。
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