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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 生物医药区 » 微生物 » 发酵/表达 » 补料发酵方面的问题
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【悬赏金币】回答本帖问题，作者wjny将赠送您 3 个金币

wjny

新虫 (小有名气)

[求助] 补料发酵方面的问题已有5人参与

各位大佬，资料上都说分批补料可提高产物浓度。关于产物抑制还有一些底物浓度过高的阻碍作用我也了解一些。
不过我想知道的是：
1.在补料的同时，可以给微生物提供更好的环境，产量提高没什么问题，但是发酵液的体积也会增加啊，发酵液中产物的浓度会升高吗？如果补料培养基和发酵培养基成分一样的话，那这和一开始就提高发酵培养基的体积是不是没有什么区别？比如发酵液一开始是5L，通过补料补到10L，和一开始就接种到10L的发酵液中有很大的区别吗？
2.如果补一些易溶解成分比如单糖，那对培养基体积的影响不大，但是工业发酵上的成分可能溶解度并不很好，那就需要很多的水才能溶解，那采用液体补料的方式补这些成分对培养基的体积影响不是很大吗？还是说可以直接使用固体进行补料？

关于第一个问题，我的想法是，一开始的基地培养基是为了快速获得大量的的菌体，而产物的发酵则是适合在一个营养成分比较低的条件下进行，补料的目的是为了维持这个较低营养成分的条件。但是我仍然不明白那些难溶性成分比如淀粉之类的是怎么进行补料的？
纯学生，没有了解过真正的生产实际情况，可能有些想当然，还望各位大佬赐教，有具体例子的话最好。
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1楼2024-07-21 10:28:06
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后来就算

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
wjny: 金币+5, ★★★很有帮助, 感谢回答，很有帮助 2024-07-23 11:14:41
1、发酵的体积会随着风吹而减少的，最关键的是发酵的营养物质会随着菌体生长而消耗，且相比于摇瓶的高密度发酵在指数期后期，主消耗物很快就没有了，所以补料是必需的。至于是补全料（与基础料的配方一样）还是只补主反应物，是根据菌种代谢需要来的。一般补主反应物的较多，因为一般情况下补全料会影响发酵产物的产生。
2、补主反应物的话，浓度越高会越好一些，只要是实际机械、流动性、活化、灭菌等工艺考量后的比较合适的浓度，因为确实会带入水分，稀释发酵液，增长发酵体积。比如70-80%的糖液。
3、至于为什么很少见直接使用固体进行补料，至少有灭菌与无菌操作方面的考虑。固体灭菌需要干热的，温度较高，如果是糖的话就变质了，如果不灭菌会带入大量的杂菌。再有豆粕之类的，如果不活化、灭菌，还有带入抑制生长的物质。
4、淀粉之类一般配置成高浓度的淀粉溶液，再利用淀粉酶、糖化酶降解，经过消毒后，当糖化液补加。
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什么时候积分不是零啊
3楼2024-07-23 08:11:12
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waiter

木虫 (著名写手)

蛋白纯化系统（国产AKTA）销售


引用回帖:
4楼: Originally posted by wjny at 2024-07-23 11:34:15
我还想问下，因为发酵时分离纯化的成本很高，所以是不是在满足最适发酵条件的前提下，补料对发酵液的体积影响越小越好？
此外，像我使用的别人优化好的初始培养基中酵母提取物的含量就有10g/L，但是酵母提取物的溶 ...

酵母粉，蛋白胨这类的可以 用热水溶解。10g/L浓度才1%，我们的补料可以做过200g/L，糖可以做过300g/L。不过记得N和C分开灭菌。 工艺开发的C：N需要摸索比较一下，具体控制以比生长速率来比较。过程控制可以检测 单位OD菌体的表达量。千万别比单位体积发酵液的表达量。要比较单位OD菌体的表达量。
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7楼2024-07-26 11:44:25
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waiter

木虫 (著名写手)

蛋白纯化系统（国产AKTA）销售


【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
wjny: 金币+2, ★有帮助, 感谢回答，算是做发酵抗生素之类的吧 2024-07-23 11:02:54
第一，微生物生长好的环境， 一定是合适的条件才行，pH、盐、碳源氮源浓度和比例。温度、搅拌速度、罐压等等，要研究的因素多了。
这也是为什么有发酵的基础培养基浓度碳源比较低的原因。太高生长不好呗。

第二，多看几篇补料发酵的文章就会发现，基础培养基的浓度低，补料培养基的浓度高很多。 你就明白为什么补料了。补料的种类，碳氮比，流加速度等等，影响的是菌体生长和目标产物表达。 比如长的快，不表达表达少。

发酵很难的，没做过还是多看几篇文章。自己做的时候才会少犯错。


你做什么发酵研究的？后续提纯更难。
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2楼2024-07-22 18:27:02
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后来就算

金虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by wjny at 2024-07-23 11:34:15
我还想问下，因为发酵时分离纯化的成本很高，所以是不是在满足最适发酵条件的前提下，补料对发酵液的体积影响越小越好？
此外，像我使用的别人优化好的初始培养基中酵母提取物的含量就有10g/L，但是酵母提取物的溶 ...

一般先考虑发酵的事情，怎么样产量高，单位时间内产量高，浓度高，消耗产出小。故此没有“补料对发酵液的体积影响越小越好”一说。何况还有一种成熟的工业化发酵工艺，多补料，多带放。

10g/l酵母能溶解于水的，灭菌后一般都是澄清的。麦粉应该也差不多
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什么时候积分不是零啊
5楼2024-07-23 16:24:37
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草木贲华

铁虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

补料的C源一般补单糖，葡萄糖和甘油最多，葡萄糖到700g/L都能溶，甘油能与水任意比例混合；N源溶解度就小得多，酵母粉我溶过200g/L，蛋白胨100g/L就开始析出了。主要还是看需求，补料浓度太低，补进去了太多水，产物浓度会很低；补料浓度太高，前期不好控制补料速度，体积增加太慢也导致总量太少。都是需要平衡的
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8楼2024-07-29 14:22:28
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普通回帖

wjny

新虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 后来就算 at 2024-07-23 08:11:12
1、发酵的体积会随着风吹而减少的，最关键的是发酵的营养物质会随着菌体生长而消耗，且相比于摇瓶的高密度发酵在指数期后期，主消耗物很快就没有了，所以补料是必需的。至于是补全料（与基础料的配方一样）还是只补 ...

我还想问下，因为发酵时分离纯化的成本很高，所以是不是在满足最适发酵条件的前提下，补料对发酵液的体积影响越小越好？
此外，像我使用的别人优化好的初始培养基中酵母提取物的含量就有10g/L，但是酵母提取物的溶解度好像本来就不高啊，这样补的话对体积影响会很大啊。更何况还有一些根本不能完全溶解的麦粉，完全不明白为什么不能溶解这么多还要加这么多。
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4楼2024-07-23 11:34:15
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CJL59552

捐助贵宾 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
变个思路，打个比喻：早餐把一天的饭量都吃了吧，三天的饭量集中到一天都吃了。
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庆大霉素、头孢C、克拉维酸、土霉素发酵生产。1,3-二羟基丙酮和2,3-丁二醇发酵和提取。
6楼2024-07-23 17:52:42
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wjny

新虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by 草木贲华 at 2024-07-29 14:22:28
补料的C源一般补单糖，葡萄糖和甘油最多，葡萄糖到700g/L都能溶，甘油能与水任意比例混合；N源溶解度就小得多，酵母粉我溶过200g/L，蛋白胨100g/L就开始析出了。主要还是看需求，补料浓度太低，补进去了太多水，产物 ...

感谢，我之前都不知道有加热搅拌助溶解这一步，都是用里冷水溶解的。那种情况下溶解度好像低很多

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9楼2024-08-11 20:48:49
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wjny

新虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by waiter at 2024-07-26 11:44:25
酵母粉，蛋白胨这类的可以 用热水溶解。10g/L浓度才1%，我们的补料可以做过200g/L，糖可以做过300g/L。不过记得N和C分开灭菌。 工艺开发的C：N需要摸索比较一下，具体控制以比生长速率来比较。过程控制可以检测 单 ...

感谢回答，我还想问两个问题。
1. 单位od表达量应该是相对菌体量来说的吧，单位应该是g/g（生物量），这相比于浓度g/L为什么更合适呢？
2.在工业上对于培养基碳源氮源等成分的优化中自然不需要太严格的要求，但是在科研论文时，单因素优化的过程中，面对一些成分复杂的原料（特别是含碳的有机氮源），如果使用这些原料的话相当于引入了多重变量，和单因素优化的理念不符，但是我看很多论文都是这样优化的，这种影响是可以被忽略掉的吗？

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10楼2024-08-11 21:02:48
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