微生物的發酵培養基優化是提高發酵產量、降低生產成本等方面的重要途徑。對于微生物的生長及發酵,其培養基成份非常復雜,特別是有關微生物發酵的培養基,各營養物質和生長因子之間的配比,以及它們之間的相互作用是非常微妙的。發酵培養基的優化在微生物產業化生產中舉足輕重,是從實驗室到工業生產的必要環節。能否設計出一個好的發酵培養基,是一個發酵產品工業化成功中非常重要的一步。以下是微生物發酵培養基優化常用的方法:
1.單因素試驗法:通過改變單一因素,如碳源、氮源、礦物質鹽等,來尋求最適宜的條件,以達到發酵產量最大化。
2.正交實驗法:在多個因素同時影響下,利用正交表設計實驗,通過分析結果,確定各因素對產量的貢獻度,以達到優化培養基的目的。
3.響應面試驗法:通過多次試驗,建立響應面模型,以確定各因素間的相互作用關系,并預測改變各因素時的最佳條件,以達到優化培養基的目的。
4.遺傳算法和模擬退火算法:通過計算機模擬和優化算法,尋求最佳的培養基配方,以達到最大化產量或最小化成本的目的。
由于發酵培養基成份眾多,且各因素常存在交互作用,很難建立理論模型;另外,由于測量數據常包含較大的誤差,也影響了培養基優化過程的準確評估,因此培養基優化工作的量大且復雜。
需要注意的是,在進行上述優化方法時,必須針對不同微生物種類及其生長特性進行不同的調整,才能達到最佳的優化效果。