全球生物产业的销售额约每5 年翻一番,增长率高达25%-30%,是世界经济增长率的10 倍左右。生物产业的竞争与市场变化加剧,如何提高生物产业的生产效率,继续保持生物产业高速发展的势头始终是产业内最关心的议题。发酵产业2012年的产值接近2700亿,是生物产业的重要组成部分。发酵行业面临转型升级,寻求推动行业发展的途径。
有机氮源是发酵的一个关键控制点。目前工业上常用的有机氮源有酵母源类、植物源类和动物源类有机氮源。每类氮源根据需求,又衍生出多种氮源。种类虽多样,但主要成分都为蛋白类的物质,包括比例不定的各类氨基酸、短肽、多肽及蛋白质。除此之外,还有核酸类物质、各类生长因子、盐类、糖类等等。
不同的有机氮源能提供的敏感性营养因子都有所区别,比如氨基酸成分、核苷酸、维生素、微量元素等等。同时有机氮源有相对的速效迟效之分,比如酵母浸出物相对酵母粉,豆粕水解液相对于豆粕,酵母浸出物、玉米浆、豆粕水解液相对于蛋白胨、棉籽粉、花生饼粉等等,通过改变速效和迟效氮源的搭配比例,控制好培养基整体的分子量分布,可以起到调节微生物的生长速度的作用,并和敏感性营养因子一起对目标产物的代谢进行干预。因此,从营养互补以及发酵调控角度出发,加强对有机氮源搭配使用的研究对提高生物发酵效率十分重要。
我们常常需要多种有机氮源搭配使用,通过不同有机氮源的多元化营养搭配,满足微生物各个生长阶段对关键性营养因子的需求,获得最佳生长曲线,再充分考虑后提取、环保、安全认证等方面的因素,以获得最佳的生产效益。通常认为,有机氮源的搭配使用要考虑以下六个方面:
1营养搭配
每类生产菌种的生长代谢,往往对某些营养有所偏好。而不同有机氮源中,关键性的营养含量也不一样,有高有低。所以,有时需要多种有机氮源搭配使用,通过有机氮源的多元化营养搭配,满足微生物对某些关键性营养因子的需求。微生物对不同营养因子的敏感性又是不同的,需要通过定量检测结合实验与生产确定比例,实现合理的营养搭配。
2高低搭配
有机氮源虽然含有能被微生物直接高效利用的丰富营养物质;但即使是同类型的有机氮源,一些关键性的营养物质含量也存在不可避免的波动。因此,有机氮源在实现高效的同时也对发酵生产的稳定性带来了挑战。
高质量的有机氮源的优势是量化、液化、标准化,敏感营养因子的含量一致性高,较好的满足了生物发酵生产稳定性的需求;同时微生物营养成分更为精细和丰富,微生物能快速增殖并实现较高的生物量水平;与波动性较大的廉价有机氮源搭配使用时,提高整个发酵过程的稳定。
3快慢搭配
微生物代谢的快慢,会影响菌体代谢途径的变化,从而对目标产物的积累产生影响。对有机氮源来说,有相对的速效迟效之分。通过改变速效和迟效氮源的搭配比例,调节菌体的生长速度,从而对目标产物的代谢进行干预。
有机氮源是发酵的一个关键控制点。目前工业上常用的有机氮源有酵母源类、植物源类和动物源类有机氮源。每类氮源根据需求,又衍生出多种氮源。种类虽多样,但主要成分都为蛋白类的物质,包括比例不定的各类氨基酸、短肽、多肽及蛋白质。除此之外,还有核酸类物质、各类生长因子、盐类、糖类等等。
不同的有机氮源能提供的敏感性营养因子都有所区别,比如氨基酸成分、核苷酸、维生素、微量元素等等。同时有机氮源有相对的速效迟效之分,比如酵母浸出物相对酵母粉,豆粕水解液相对于豆粕,酵母浸出物、玉米浆、豆粕水解液相对于蛋白胨、棉籽粉、花生饼粉等等,通过改变速效和迟效氮源的搭配比例,控制好培养基整体的分子量分布,可以起到调节微生物的生长速度的作用,并和敏感性营养因子一起对目标产物的代谢进行干预。因此,从营养互补以及发酵调控角度出发,加强对有机氮源搭配使用的研究对提高生物发酵效率十分重要。
我们常常需要多种有机氮源搭配使用,通过不同有机氮源的多元化营养搭配,满足微生物各个生长阶段对关键性营养因子的需求,获得最佳生长曲线,再充分考虑后提取、环保、安全认证等方面的因素,以获得最佳的生产效益。通常认为,有机氮源的搭配使用要考虑以下六个方面:
1营养搭配
每类生产菌种的生长代谢,往往对某些营养有所偏好。而不同有机氮源中,关键性的营养含量也不一样,有高有低。所以,有时需要多种有机氮源搭配使用,通过有机氮源的多元化营养搭配,满足微生物对某些关键性营养因子的需求。微生物对不同营养因子的敏感性又是不同的,需要通过定量检测结合实验与生产确定比例,实现合理的营养搭配。
2高低搭配
有机氮源虽然含有能被微生物直接高效利用的丰富营养物质;但即使是同类型的有机氮源,一些关键性的营养物质含量也存在不可避免的波动。因此,有机氮源在实现高效的同时也对发酵生产的稳定性带来了挑战。
高质量的有机氮源的优势是量化、液化、标准化,敏感营养因子的含量一致性高,较好的满足了生物发酵生产稳定性的需求;同时微生物营养成分更为精细和丰富,微生物能快速增殖并实现较高的生物量水平;与波动性较大的廉价有机氮源搭配使用时,提高整个发酵过程的稳定。
3快慢搭配
微生物代谢的快慢,会影响菌体代谢途径的变化,从而对目标产物的积累产生影响。对有机氮源来说,有相对的速效迟效之分。通过改变速效和迟效氮源的搭配比例,调节菌体的生长速度,从而对目标产物的代谢进行干预。