圣琪多元发酵培养基酵母培养基篇

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1、圣琪生物多元发酵培养基酵母培养基篇u圣琪生物酵母培养基圣琪生物结合不同发酵客户的不同的菌种特性、不同的培养基营养需求、不同的产品的发酵代谢途径、不同产物的合成机制等多个因素生产适合不同发酵产品的不同需求的培养基。圣琪生物的酵母培养基开发背景1、与国外酵母培养基产品相比，国内的一些培养基在某些发酵产品的应用效果上与国外还有一点差距，需要针对这些产品生产的营养需求特征来开发特定的培养基，提高产品的竞争力。2、生物产业的竞争在加剧，高附加值和采用清洁生产工艺生产的新型发酵产品越来越多，传统的酵母培养基已不能完全满足行业的发展需求。大部分发酵产品是微生物的初级代谢产物或次级代谢产物，特别是微生物的次级

2、代谢过程复杂，其中培养基的调节作用非常关键，有机氮源中的多营养成分对次级代谢的促进作用和反馈抑制作用往往同时存在，所以培养基生产厂家需要加强对发酵代谢调控理论的研究，通过发酵代谢调控理论来分析产物的生成原理，将培养基的生产和产品生产紧密的结合起来，使培养基中的各营养成分与发酵产品的生产工艺需求及产物表达原理更匹配。应用领域 目前，酵母培养基已经被广泛应用于抗生素、生物催化、生物防腐剂、生物有机酸、维生素、生物多糖、酶制剂、核酸、氨基酸、基因工程药、微生态、脂肪酸及藻类等微生物发酵产品的生产中。蛋白质、氨基酸、核酸、维生素、微量金属元素等营养物质含量均衡合理的酵母培养基能显著提升发酵产品得率。在

3、一些采用营养缺陷型生产菌种或基因工程菌种类产品的生产中，加入酵母培养基后，产品生产更稳定，可显著的提高产品产量，缩短发酵时间。产品型号产品型号 应用领域应用领域 L601/P601 L601/P601微生态（厌氧发酵）、普鲁兰糖、谷微生态（厌氧发酵）、普鲁兰糖、谷胱甘肽、乳酸链球菌素、透明质酸、胱甘肽、乳酸链球菌素、透明质酸、鼠李糖脂、部分放线菌种子培养鼠李糖脂、部分放线菌种子培养 L602/P602/P603/P604 L602/P602/P603/P604苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、那他霉素、辅酶那他霉素、辅酶Q10Q10、ARAARA、DHADHA

4、、TGTG酶、纤维素酶、左旋肉碱，部分酶、纤维素酶、左旋肉碱，部分抗生素种子培养、丙酸、维生素抗生素种子培养、丙酸、维生素 L800/P800 L800/P800微生态（厌氧发酵）、赤藓糖醇、杆微生态（厌氧发酵）、赤藓糖醇、杆菌肽、黄原胶菌肽、黄原胶 L801/P801 L801/P801维生素维生素C C、D-D-核糖、氢化可的松、阿核糖、氢化可的松、阿维菌素、头孢（维菌素、头孢（7-ACA7-ACA）、曲酸、土）、曲酸、土壤净化微生物、长链二元酸壤净化微生物、长链二元酸u圣琪的酵母浸出物产品 产品型号产品型号 应用领域应用领域u圣琪的酵母浸出物的特色产品 L650 L650氨基酸、鸟苷、肌

5、苷、氨基酸、鸟苷、肌苷、VBVB2 2 P680 P680微生态、酶、微生态、酶、乳酸链球菌素乳酸链球菌素 L681/P681 L681/P681聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(腈水合酶发酵腈水合酶发酵)实验室及高档发酵产品专用 应用领域应用领域 P606/P686/P687P606/P686/P687细菌鉴定培养、种子培养、透明细菌鉴定培养、种子培养、透明质酸、胰岛素、干扰素、鸟苷、质酸、胰岛素、干扰素、鸟苷、肌苷、虫草、新型抗生素发酵等肌苷、虫草、新型抗生素发酵等u圣琪生物的试剂级酵母浸粉 产品型号产品型号 应用领域应用领域 P01/P02 P01/P02伊维菌素、阿维菌素、伊维菌素、阿维菌素、泰乐

6、菌泰乐菌素、头孢菌素、素、头孢菌素、硫酸新霉素、硫酸新霉素、S-S-诱抗素诱抗素 M01 M01 金霉素、维生素金霉素、维生素 P622/P822 P622/P822 金霉素、医药中间体金霉素、医药中间体u圣琪生物的酵母粉下面将通过一些发酵产品下面将通过一些发酵产品的生产菌种的特性分析和的生产菌种的特性分析和发酵代谢途径的分析，推发酵代谢途径的分析，推荐适用于不同发酵产品的荐适用于不同发酵产品的酵母培养基产品。酵母培养基产品。链霉素新霉素卡那霉素巴龙霉素壮观霉素核糖霉素多糖己糖磷酸丙糖磷酸丝氨酸磷酸甘油酸PEP丙酮酸青霉素头孢霉素Cephamycin丁糖磷酸戊糖磷酸核酸核苷半胱氨酸缬氨酸-氨基

7、己二酸莽草酸分支酸新生霉素氯霉素绿脓菌素四环素色氨酸苯丙氨酸酪 氨 酸新生霉素林肯霉素放线菌素吲哚霉素麦角酸支霉粘素草酰乙酸乙酰CoA顺乌头酸甲羟戊酸-酮戊二酸衣康酸谷氨酸间型霉素麦角甾醇赤霉素类胡萝卜素甾醇类异戊二烯脂肪酸Brefeldin丙二酸四环素红霉素力福霉素放线菌酮曲张链菌素曲酸从发酵代谢途径看，大部分发酵产品是微生物的酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环途径等的初级代谢产物或次级代谢产物，生产时，需要进行严格的发酵代谢调控才能提高产品的产量。u主要发酵产品的生物合成途径乳酸发酵菌种专门强化了EMP途径，弱化了TCA途径，因此，生产菌种属多种营养物质的营养缺陷型，需要靠从外界吸收大量的

8、营养物质来维持菌体的生长。推荐使用的酵母浸出物型号：P602/P604/P687u乳酸发酵Leu-、Thr-黄色短杆菌生产赖氨酸氨基酸发酵属于典型的代谢调控发酵，为了减少产物的反馈阻遏和反馈抑制作用，赖氨酸的生产菌种多为某些氨基酸的营养缺陷型菌株，因此对培养基的要求也比较高。推荐使用的酵母浸出物型号：P603/P604/P608xxu赖氨酸发酵u丙酸发酵丙酸发酵主要以葡萄糖、甘油、乳糖、乳酸等作为碳源，产丙酸的同时还伴随有乙酸、琥珀酸、CO2等副产物生成。丙酸杆菌一般由底物经 E MP途径，再经过 Wood-We r k man循环途径、乙酸和 CO2合成途径、琥珀酸合成途径、糖异生途径，三羧

9、酸循环途径等生成。u丙酸发酵根据丙酸的代谢途径分析，丙酸主要来自于碳源，转化方程式可简单描述为：根据丙酸的代谢途径分析，丙酸主要来自于碳源，转化方程式可简单描述为：（1 1）以甘油为碳源发酵时：）以甘油为碳源发酵时：甘油甘油丙酸丙酸+水水（2 2）以葡萄糖为碳源发酵时：）以葡萄糖为碳源发酵时：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）以乳酸为碳源发酵时：）以乳酸为碳源发酵时：3 3乳酸乳酸22丙酸丙酸+乙酸乙酸+二氧化碳二氧化碳+水水高浓度的碳源和丙酸均会抑制菌体的生长，因此，仅通过分批培养难以实现高浓度的碳源和丙酸均会抑制菌体的生长，因此，仅通过分批培养

10、难以实现细胞和丙酸的高产量。通过脉冲补料、恒速流加培养等培养方式可在减少碳细胞和丙酸的高产量。通过脉冲补料、恒速流加培养等培养方式可在减少碳源抑制的同时增加培养基中的总碳源量，从而可提高菌体的生长密度和丙酸源抑制的同时增加培养基中的总碳源量，从而可提高菌体的生长密度和丙酸的产量。的产量。推荐使用的酵母浸出物型号：推荐使用的酵母浸出物型号：P602/P604/P604HD鸟苷、肌苷发酵菌种及代谢调控鸟苷、肌苷发酵菌种及代谢调控鸟苷、肌苷的发酵多采用腺嘌呤、黄嘌呤、鸟嘌呤的营养缺陷型菌株，通过控制培养基中的腺嘌呤、黄嘌呤、鸟嘌呤的含量，减弱某些非目的产物的合成途径,减弱目的产物的分解代谢途径。如图

11、所示，生产鸟苷时就减弱AMP代谢途径，生产肌苷时就减弱AMP、XMP、GMP的代谢途径，从而达到积累鸟苷、肌苷的目的.u鸟苷、肌苷的发酵 鸟苷酸、肌苷酸从头合成过程鸟苷酸、肌苷酸从头合成过程鸟苷、肌苷的合成属于核苷酸的从头合成途径，如图所示，在核酸的合成过程中，天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸是肌苷酸、鸟苷酸生产的重要原料，因此，需要提供营养丰富的培养基保持菌体的快速生长。推荐使用的酵母浸出物型号：L650/P601/P687u鸟苷、肌苷的发酵原料赤藓糖醇的生产菌种为耐渗透压酵母，菌体在高渗透压环境下通过自适应调节，通过积累赤藓糖来对抗高渗环境，代谢途径如图所示，培养基中高浓度的葡萄糖经磷酸戊糖途径

12、转化成赤藓糖。u赤藓糖醇的发酵赤藓糖的合成图赤藓糖的合成图阿拉伯糖醇 推荐使用的酵母浸出物型号：P604BL/L800大肠杆菌、黄色短杆菌、谷氨酸杆菌等生产芳香族氨基酸u芳香族氨基酸的发酵u芳香族氨基酸发酵L-苯丙氨酸的发酵是利用磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性被高浓度的葡萄糖强烈抑制的原理。当培养基中的初始糖浓度较高时，菌体中的烯醇式丙酮酸和赤藓糖得到大量积累，被用来生成L-苯丙氨酸，根据苯丙氨酸的合成途径：推荐使用的酵母浸出物型号：P604/P608/L602/L800uVB2的发酵VB2的合成从葡萄糖经磷酸戊糖途径合成5-磷酸核糖开始，进一步生成L-3，4-二羟基-2-丁酮-4-磷酸（DHB

13、P），同时由核酸从头合成途径生成三磷酸鸟苷（GTP）。DHBP和GTP作为前体进入VB2合成途径。国外一般使用营养更为丰富的酵母抽提物作为VB2的发酵培养基，国内还在使用酵母粉。推荐使用的酵母浸出物型号：P602/L602/L650u杆菌肽的发酵杆菌肽是以芽孢杆菌生产的多肽类抗生素，是由半胱氨酸、谷氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、苯基丙氨酸、天门冬氨酸等氨基酸组成。左图所示为合成杆菌肽的半胱氨酸、谷氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、苯基丙氨酸和天门冬氨酸的生物合成途径。由左图可知，合成杆菌肽的氨基酸大部分是经TCA循环途径合成；另外需要经糖酵解途径合成半胱氨酸和亮

14、氨酸；需经过磷酸戊糖途径合成组氨酸；需经糖酵解和磷酸戊糖途径共同合成苯丙氨酸，因此，杆菌肽的发酵需要营养均衡的培养基。推荐使用的酵母浸出物型号：L800/P800/P604/P608杆菌肽发酵的氨基酸合成途径u乳酸链球菌素的发酵乳酸链球菌素是乳酸乳球菌在酸性条件下产生的活性多肽，由34个氨基酸组成，一分子乳酸链球菌素主要由8分子丙氨酸、4分子Abu、3分子的甘氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、2分子的亮氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、DHA、1分子的缬氨酸、组氨酸、丝氨酸、脯氨酸、DHB组成左图所示为合成乳酸链球菌素的组氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、天冬酰胺、亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸等的

15、生物合成途径。由图可知，合成乳酸链球菌素的大部分氨基酸属于天门冬氨酸族氨基酸；另外需要经糖酵解途径合成甘氨酸和丝氨酸；需经过磷酸戊糖途径合成组氨酸；需经TCA循环途径合成脯氨酸；推荐使用的酵母浸出物型号：L601/P601/P608/P680乳酸链球菌素的氨基酸合成途径uDHA的发酵 DHA多采用裂殖壶菌发酵生产，在高碳氮比、高渗透压条件下菌体通过自适应调节抗渗透压产脂肪酸。发酵前期，培养基中氮磷含量相对丰富，碳源和氮源被优先利用于菌体生长，脂肪酸产量低。当氮源被逐渐耗尽后，需要进行其他含氮物质的脱氨基、转氨基等复杂的代谢过程来补充铵根离子，新的蛋白质和核酸的合成因而减速甚至停止，这时脂肪酸的

16、合成开始加速。推荐使用的酵母浸出物型号：L601/P601/L800/P800u透明质酸的发酵 如图所示，透明质酸是经磷酸戊糖途径生成的乙酰基葡萄糖和葡萄糖醛酸双糖单位重复连接构成的线性多糖。每合成1 moL二糖单位,消耗 5 moLATP、2 moLNADH和1 moL乙酰CoA,所以透明质酸的合成是一个耗能过程，需要维持菌体的快速生长供能。透明质酸主要存在于链球菌的荚膜中，链球菌正常生长时透明质酸的产量不高，通常做法是在稳定生长期提高发酵液的pH值，菌体会因pH突然变大而暂时停止生长，从而增加荚膜中透明质酸的产量。推荐使用的酵母浸出物型号：P601/P686/P687葡萄糖葡萄糖 2828

17、1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸0.510.630.510.63TCA循环中间产物乙醇乙酸乙酸 1717糖原直链淀粉蔗糖纤维素乳糖木糖 赤藓糖 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 循环黄原胶是由葡萄糖：甘露糖：葡萄糖醛酸：乙酸：丙酮酸=28:3:2:17:0.510.63所构成的“五糖重复单元”结构聚合体，这几大物质的合成多集中在酵解途径和磷酸戊糖合成途径，因此发酵培养基采用较高的碳氮比，高浓度的葡萄糖抑制了烯醇式丙酮酸羧化酶的活力，导致草酰乙酸含量降低，三羧酸循坏减慢和蛋白合成受阻，从而强化了磷酸戊糖

18、途径和糖的异生.推荐使用的酵母浸出物型号：L800/P800/P604u黄原胶的生物合成途径 从乳酸、赖氨酸、丙酸、鸟苷、肌苷、赤藓糖醇、色氨酸、苯丙氨酸、杆从乳酸、赖氨酸、丙酸、鸟苷、肌苷、赤藓糖醇、色氨酸、苯丙氨酸、杆菌肽、乳酸链球菌素、菌肽、乳酸链球菌素、DHADHA、透明质酸、黄原胶的发酵来看，每种发酵产品、透明质酸、黄原胶的发酵来看，每种发酵产品的生产都遵循特定的产物合成和表达原理，需要严格控制培养基中的营养成分的生产都遵循特定的产物合成和表达原理，需要严格控制培养基中的营养成分，通过代谢调控使其进入特定的合成途径才能增加目的产物的合成。，通过代谢调控使其进入特定的合成途径才能增加目的产物的合成。所以酵母培养基生产厂家需要加强了解生产菌种的营养缺陷特征，深入研所以酵母培养基生产厂家需要加强了解生产菌种的营养缺陷特征，深入研究产品的发酵代谢途径，准确的对酵母培养基中的某些重要营养成分进行优化究产品的发酵代谢途径，准确的对酵母培养基中的某些重要营养成分进行优化调配，从而强化或弱化微生物的某些代谢途径，使酵母培养基中的各营养成分调配，从而强化或弱化微生物的某些代谢途径，使酵母培养基中的各营养成分及含量更符合生产厂家的工艺控制需求。及含量更符合生产厂家的工艺控制需求。u小结