酵母菌的高密度发酵

酵母高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸（SAM）技术我们用酵母发酵生产SAM，在5L反应器中SAM产量可达7.5g/L,生物量干重达到110g/L。

本实验室与以上单位所比，具有以下优势：（1）将高密度发酵平台技术（国家863项目）成功应用于SAM的生产,与传统发酵相比，本实验室注重从代谢调控角度进行生产。

（2）可以非常好的达到与谷胱甘肽，麦角固醇联产，工艺比较成熟。

与基因工程菌及其他菌种相比，本实验室保藏的酵母具有稳定性好，基本不退化，维护费用低的特点S-腺苷-L-蛋氨酸又称S-腺苷甲硫氨酸，简称SAM，具有治疗肝病，抑郁症和关节炎的强大疗效。

1，宏观市场前景和微观市场容量药用SAM由德国基诺（Knoll）药厂在上世纪70年代首先用于临床，目前以在意大利，德国，美国，西班牙，俄罗斯，法国和中国等国作为抗抑郁药，关节炎药和肝病药应用于临床。

同时SAM在食品添加剂中也有广泛应用。

根据Health Business Partner统计的美国销售额数据，SAM在2000年特殊营养补充品中的销售额中名列第四。

SAM医药级在美国的售价达2000美元/kg。

我国各类关节炎患者达到1.2亿，抑郁症患者1600万，乙肝病毒携带者1.2亿，加上酒精和药物对肝损害的患者，人群更是巨大。

目前，在国内销售的SAM只有德国基诺药厂生产的‘思美泰’，作为肝病治疗药物，在国内销售价格昂贵，片剂日最大服用单价为117.6元，针粉剂为170元/日。

以2000年为例，思美泰在京，沪，穗三地的销售额分别占护肝剂销售总额的4.2%，10.92%，11.03%，医药用药金额排序紧跟甘利欣和易善力（肝得健）之后。

可见，SAM的多元性的功能特点决定了其无论是在国内市场，还是在国内市场，都有巨大的需求，并有着不断增长的趋势。

2，技术所处的研究阶段即可工业化的程度工业化生产1，发酵单位: 5-6g/L.2，产品收率: 50%3，产品纯度: 98%4，产品成本: 600-700元/公斤3，工业化实施的条件（生产装置建设投入及相关公用工程）年产量20吨计算,发酵罐全容积为20立方米,2个，设备总投资2800万元.每批操作时间为2天（发酵时间44~48h，）,发酵罐装料系数为80％,产SAM 7.5g/L，收率70％。

一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法是液体培养方法。

该方法可以在较短的时间内培养大量的酿酒酵母，保证其高密度发酵效果。

下面将介绍该方法的步骤和相关参考内容。

1. 选材和接种选择优质的酿酒酵母菌株作为起始接种源。

酿酒酵母菌株应具有良好的酒精耐受性和产酒酵母所需的其它特性。

参考内容：Chen, X., & Xu, D. (2019). Efficient production of bioethanol from waste cellulosic biomass by engineered industrial Saccharomyces cerevisiae. Bioresource technology, 273, 578-585.2. 培养基配制配制适宜的液体培养基，包括碳源、氮源、矿质盐和一些必要的辅助成分。

碳源通常选择葡萄糖或麦芽糖，氮源可选择酵母膏、酵母提取物或氨基酸等。

参考内容：Swings, J., & De Ley, J. (1977). Gaffkya tetragena genetics and taxonomy. International journal of systematic bacteriology, 27(4), 297-305.3. 培养条件控制调节培养的温度、pH值和氧气供应等条件。

适宜的温度和pH 值有助于提高酵母的生长速率和代谢活性。

氧气供应通常通过搅拌或通气的方式进行控制。

参考内容：Li, H., & Shen, Y. A. (2008). Progress on the continuous production of bioethanol by immobilized yeast cell bioreactor. Renewable Energy, 33(5), 1097-1105.4. 发酵过程监测通过定期取样并测量关键参数来监测发酵过程。

酵母工程菌细胞高密度发酵的研究进展用分子生物学技术将编码外源蛋白或多肽的基因引入酵母菌，构建重组酵母工程菌表达抗原或细胞因子等，用于制备相应的生物制品，是研究开发新生物制品的重要趋势之一。

20世纪80年代，默克和史克公司用重组酿酒酵母菌（Saccharomyces cere －visiae ）表达的乙型肝炎表面抗原（HBsAg ）制备乙型肝炎疫苗，是最早用重组酵母制备生物制品的成功范例。

现已用重组酵母工程菌制备乙型肝炎疫苗、HPV 疫苗、人血清白蛋白（HSA ）和细胞因子；近年来，用重组酵母工程菌，特别是甲醇营养型酵母工程菌高效表达外源蛋白或多肽已成为相关研究的热点之一。

用甲醇营养型酵母，主要是汉逊酵母（Hanse-nula polymorpha ）和毕赤酵母（Pichia postoris ）已实现了HBsAg 、HPV -VLP 、戊型肝炎病毒（HEV ）ORF2、sHSA 、水蛭素及多种细胞因子等的高表达。

由于装备技术与成本的限制及生物制品生产中对制品批次质量控制要求的综合考虑等，用于酵母工程菌培养的生产发酵罐容积一般小于1000L （葛兰素维康制备乙型肝炎疫苗的发酵罐容积为1500L ）。

在保持外源蛋白或多肽表达水平不降低的前提下，在容积有限的发酵罐中实现酵母工程菌的高密度发酵，是维持制品生产规模和控制成本的重要技术途径。

影响酵母细胞高密度发酵的主要因素有工程菌本身的生物学特性和发酵工艺特点、培养基种类与配方、发酵罐的结构和性能、发酵过程各项重要工艺参数或变量的控制等。

重要工艺参数或变量包括溶氧、pH 值、温度、培养基营养成分补料、压力、搅拌转速、通气流量、CO 2、有害代谢产物积累和发酵液流变学性质等。

培养基中甲醇含量、其消耗与补充流量的控制，是影响甲醇营养型酵母工程菌培养后期去阻遏和表达外源蛋白或多肽的表达效率的关键因素。

在确保工程菌表达产率不变和表达产物性质稳定的前提下，将众多因素及其相互影响整合优化为一项发酵工艺，实现酵母工程菌细胞的高密度发酵，是一项复杂的、综合性很强的研发工作；在实现酵母工程菌高密度发酵的同时，提高表达产物的产率和活性则更具挑战性，国内外学者及企业为实现上述目标进行了大量研究。

马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究马克斯克鲁维酵母是一种重要的酿酒酵母，在啤酒、葡萄酒等酿造过程中起着至关重要的作用。

为了提高酵母的发酵能力和生产效率，研究人员一直在探索酵母的高密度发酵条件的优化方法。

本文将从酵母的特点、高密度发酵条件的影响因素及优化策略等方面展开讨论，深入探究马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究。

一、酵母的特点马克斯克鲁维酵母是一种产生二氧化碳和乙醇的真菌，它能够通过对葡萄糖和其他碳源的代谢来生存并繁殖。

与其他微生物相比，酵母具有以下特点：1.耐酒精性强：酵母可以在酒精浓度高达15%~20%的环境中生存，这种耐酒精性是其在酿造过程中能够承受高浓度乙醇的重要保障。

2.快速繁殖：在适宜的温度和营养条件下，酵母的繁殖速度非常快，可以在短时间内达到高浓度。

3.耐受低温：一些酵母菌株可以在低温下存活，并在一定条件下进行代谢活动，这使得酵母在冷酿啤酒和低温发酵的工艺中得以应用。

二、高密度发酵条件的影响因素高密度发酵是指将酵母细胞数量提高到较高水平，以达到提高生产效率和降低生产成本的目的。

高密度发酵条件的优化需要考虑以下因素：1.温度：发酵过程中温度的控制对酵母的生长和代谢至关重要。

过高或过低的温度都会对酵母的发酵效果产生负面影响。

2. pH值：pH值的变化会直接影响酵母细胞的酶活性和代谢产物的生成，因此在发酵过程中要注意控制pH值的稳定。

3.氧气供应：氧气对酵母的生长和代谢有着重要影响，充足的氧气供应可以提高酵母的活力和产出。

4.营养物质：酵母需要各种营养物质来维持生长和代谢，因此在高密度发酵条件下要充分供给必要的营养物质。

5.搅拌速度：适当的搅拌速度可以保证酵母细胞与培养液充分混合，有利于氧气的传递和代谢物的转移。

三、高密度发酵条件的优化策略为了提高马克斯克鲁维酵母的发酵效率和生产能力，必须对高密度发酵条件进行良好的优化。

以下是一些优化策略的建议：1.确定最佳的温度和pH值范围：通过实验确定最适宜马克斯克鲁维酵母的温度和pH值范围，以提高酵母的发酵效率。

课程设计说明书课程名称：发酵工程设计题目：酵母菌的高密度发酵院系：生物与食品工程学院学生姓名：吴亚非学号：201006040051专业班级：10 生物技术指导教师：马瑞霞2013年5月26日课程设计任务书设计题目酵母菌的高密度发酵学生姓名吴亚非所在院系生物与食品工程学院专业、年级、班10级生物技术设计要求：1、设计题目选择要求紧扣发酵工程相关教学内容和生产实际。

2、要充分查阅相关背景资料，了解相关内容的前沿进展及存在问题。

3、设计说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必须注明出处。

4、实验方案要切合实际，严密合理6、设计结束后，以个人为单位提交设计说明书一份（后附流程图）。

学生应完成的工作：1、在老师的指导下确定设计题目。

2、学生查阅相关文献和资料制定实验路线，并有指导老师检查实验路线的合理性和可操作性。

3、学生在实验室完成既定方案。

4、完成课程设计说明书的初稿，经过指导老师的帮助修改，最后定稿。

参考文献阅读：[1]李寅等著，高细胞密度发酵技术[M]，化学工业出版社，2006-10-01，230-280[2]陈思如，萧熙佩酵母生物化学[M]，济南：山东科学技术出版社，1990年[ 3 ] ( 日) 山根恒夫( 周斌译) , 生化反应工程( 第二版)[M] , 西安: 西安大学出版社, 1992: 243[4]Craig. T.B. and Trotter S G Intern. Symp. SCP. A lgiers A lgoria, O ct, 1983:17-20[5]陈洪章，李佐虎，酵母菌的高密度发酵[J]，工业微生物，1998-28-1工作计划：2013.5.11分组并确认指导老师，在老师指导下查阅文献，确定题目。

2013.5.12----2013.5.13 进行理论试讲阶段，确定实验路线，然后确定实验方案。

2013.5.14----2013.5.17 进行实验操作和书写设计说明书。

一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法酿酒酵母是一种广泛应用的微生物，被用于生产啤酒、葡萄酒、烈性酒等多种酒类。

为了提高酒类的品质和产量，酵母的高密度发酵培养技术逐渐成为研究热点。

本文将介绍一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法。

一、培养基选择培养基是酵母高密度发酵的基础，其成分和配比对发酵效果有着重要的影响。

以葡萄糖、酵母粉为基础配方，加入一定量的氮源、微量元素、维生素等成分，可制备出生长迅速的培养基。

二、罐内发酵方法罐内发酵又称低削减法发酵，是一种高效的酿酒酵母培养技术。

罐内发酵可以利用罐内喷射气体、调节罐体液位和控制酵母密度等手段，实现高密度的酵母发酵过程。

通常，罐体内的酵母密度可以达到10亿/mL以上。

酵母密度越高，发酵剂的产量也越大。

三、发酵过程控制为使酵母高密度发酵过程顺利进行，要对各项发酵参数进行严格控制，包括pH值、温度、氧气供应、液位等。

通常，发酵过程分为两个阶段：生长阶段和发酵期。

在生长阶段，必须控制适宜的温度和氧气供应，促进酵母的快速生长和繁殖。

在发酵期，需要控制pH值和酵母密度，调整发酵条件，使其符合酿酒工艺的要求。

四、灭菌处理培养过程中，为了杜绝污染和保证酿酒酵母的稳定性，必须对生产线上的设备、培养罐和培养基等进行严格的灭菌处理。

灭菌可以采用物理或化学方法，如高温蒸汽、紫外线照射、乙醛气体等，目的是消除微生物的污染。

总的来说，酿酒酵母高密度发酵培养技术是一项研究难度大、技术门槛高、操作复杂的技术，其成功与否与酵母菌株的选取、培养基的配制、罐内发酵的操作水平、发酵过程参数的调控等因素密不可分。

只有全面考虑各个环节的影响，才能实现高密度的酿酒酵母发酵过程，提高酿酒工艺的效率与品质。

课程设计课程名称：发酵工程设计题目：酵母菌高密度发酵院系：生物与食品工程学院学生姓名：******学号：************专业班级：10生物工程（2）班指导教师：******2013年5月24日课程设计任务书酵母菌高密度发酵摘要：分批培养是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。

补料分批培养则是在培养过程中间歇或连续的添加新鲜培养基。

本次实验分别通过补料分批培养与分批培养，测定相应的pH值、溶氧量、生物量、残糖量等，并比较分批培养和分批补料培养酵母细胞发酵过程的过程规律，从而达到优化酵母的发酵过程的目的。

关键词：高密度发酵；补料分批培养；酵母发酵过程目录1.设计背景 (1)2设计方案 (1)2.1分批发酵 (2)2.2补料分批发酵 (2)3.实施方案 (3)3.1材料与方法 (3)3.1.2菌种 (3)3.1.3培养基 (3)3.1.4仪器与设备 (3)3. 1.5试剂 (3)3.2培养基配制、分装和灭菌 (3)3.2.1配制PDA培养基 (3)3.2.2发酵罐培养基分装及灭菌 (4)3.2.3玻璃器皿包装及灭菌 (4)3.2.4种子液的制备 (4)3.2.5接种 (4)3.2.6实时监测p H和溶氧量 (4)3.2.7补料 (4)3.3酿酒酵母发酵液残糖量测定 (4)3.4残糖量测定 (5)3.5酿酒酵母发酵液生物量的测定 (5)4.结果与讨论 (6)4.1结果与讨论分析 (6)5.收获与致谢 (8)6参考文献 (9)酵母菌是一些单细胞真菌，并非系统演化分类的单元。

酵母菌是人类文明史中被应用得最早的微生物。

可在缺氧环境中生存。

目前已知有1000多种酵母，根据酵母菌产生孢子（子囊孢子和担孢子）的能力，可将酵母分成三类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。

不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”（类酵母）。

一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法是采用分批喂养法，即在培养前期采用较小的发酵罐进行预培养，待酵母菌体生长达到一定程度后再转移到大型发酵罐进行高密度发酵。

具体步骤如下：
1. 选取适宜的培养基。

酿酒酵母适宜生长的培养基为含有葡萄糖、酵母粉等营养物质的液体培养基。

2. 酵母菌体的预培养。

将适量的酵母菌体接入小型发酵罐中，进行预培养。

此时，控制好温度、氧气供应量等条件，使酵母菌体得到良好的生长。

3. 转入大型发酵罐进行发酵。

在酵母菌体生长到一定程度时（一般为菌体生长至罐体积的1/3~1/2时），将其转入大型发酵罐中进行高密度发酵。

在发酵过程中，要不断调整pH值、温度、氧气供应量等因素，以保证发酵过程的顺利进行。

4. 酵母菌体分离和提取。

在发酵完成后，采用离心等方法将酵母菌体分离出来，然后进行干燥处理或者进一步提取。

通过采用分批喂养法进行高密度发酵，可以有效地控制发酵过程中的环境参数，促进菌体的快速生长和繁殖，从而提高酵母的发酵效率和产量。