利用具有pH检测控制和补料功能的新型摇床研究...（二）

2  结果与讨论
2.1  最适移种时间及接种量
2.1.1最适移种时间的判定
将母瓶按一定的接种量转接子瓶，后者分别在pH摇床上在线测量pH值及在普通摇床上以多个平行摇瓶离线取样测定pH值，以检验二者在pH测量及变化趋势上是否存在差异。
从Fig. 1看出，普通摇床和pH摇床所培养的子瓶，其pH变化趋势基本一致，但普通摇床摇瓶的pH测定结果波动较大，而pH摇床所显示的pH变化趋势更为连贯，可以更好地反映pH的细微变化和用于代谢分析。以上利福霉素种子瓶pH的变化规律简述如下：
A点～B点（8～16h）由于葡萄糖作为碳源和能源被菌体利用而产生酸性中间代谢物导致pH下降；
B点～C点（16～30h）估计此时可快速利用的碳源已经短缺，而淀粉的水解速率相对偏低，菌体开始利用有机氮源作为碳骨架导致pH回升；
C点～D点（30～44h）可能此时葡萄糖利用限制与淀粉水解之间的矛盾得到缓解，释放出较多的糖代谢中间产物如有机酸等，导致pH再次下降；
D点（±44h）之后pH再次小幅回升，可能是由于碳源缺乏及菌体的开始少量自溶引起，推测此时应是移种的关键时刻。在此点（44h）前后分别移种转接发酵瓶测试菌种发酵能力，结果见Fig. 2。





由Fig. 1和Fig. 2可知，当种子培养过程pH到达第二个低谷（在此接种量下约为44h）时种子的产素能力最强；而且44h左右菌体正处于对数生长期末期（见Fig. 4），可见对利福霉素发酵来说选择对数生长期末期移种较为合适。

2.1.2 最适接种量
分别按2％、4％、6％、8％的接种量从母瓶转接到子瓶，检测后者培养过程pH变化曲线，结果见Fig. 3。


由Fig. 3可见几种不同接种量的种子培养过程的pH曲线的变化趋势基本一致（2％接种量时，在图示范围内pH没有出现第二个低谷），不同之处在于形成峰值和低谷值的时间不同，说明这几种情况下菌体的生理代谢过程相似，即接种量没有超出正常范围。当接种量太小或太大时种子培养过程的pH曲线同Fig. 3相比已发生较大变化（数据略）。
在Fig. 3所示接种量范围内，由于开始培养时菌体浓度不同，造成对营养物质消耗的快慢程度不同。接种量大，营养物质消耗快，菌体生长也快， pH曲线上表现为低谷值及峰值出现较早，可见最适移种时间会随接种量的增大而提前，Tab. 1比较了几种不同接种量下的最适移种时间及其相应产素能力。

Tab. 1  The titers of rifamycin fermentation resulting from different inoculum sizes of vegetative seed cultivation


* 此几种接种量下的移种时间是指pH曲线分别到达第二个低谷的时间。

由Tab. 1可见，接种量6％和8％的子瓶的产素能力最高，随接种量的增大或减小产素能力有所下降。接种量过大或过小，会对菌体的生长产生一定的影响，从而在一定程度上影响了菌浓及菌丝质量（见Tab. 2），最终导致产素能力下降，故接种量应选择6％～8％较为合适。