张教授指出:氮源在微生物发酵中主要起两方面的作用,一是促进菌体生长,二是促进代谢产物的合成。
据张教授介绍,酵母浸出物是被公认为微生物最优质的天然有机营养源,是优质培养基的重要组成成分。相比无机以及植物性营养源,酵母浸出物具有营养成分全面均衡,微生物易于吸收,利用率高的优点; 相比动物性营养源,酵母浸出物又具备安全可靠,使用成本低廉的优势。 随着生物技术的发展,微生物对培养基的营养要求越来越挑剔,高品质酵母浸出物的市场需求迅速增长。
在研讨会上,张教授就酵母浸出物在微生物发酵过程中如何更好的被微生物利用作了介绍,并举例在东阳光的红霉素发酵项目中,使用酵母浸出物代替玉米浆,并对酵母浸出物的添加量进行了优化后,发酵过程中菌体总糖、还原糖、氨基氮、溶磷消耗速度升高,提高了发酵过程原料的生物利用度,红霉素发酵效价充9479U/ml提高到10764U/ml,产率提高了将近15%。
张教授介绍说:不同发酵领域对酵母浸出物的需求不一样,如初级代谢发酵产品需求酵母浸出物为其提供丰富的速效营养源以及满足其生长需要的特殊营养因子;次级代谢发酵产品则需要酵母浸出物中速效营养源成分与迟效营养源的合理配比;基因工程疫苗产品则对酵母浸出物的生物安全性以及酵母浸出物对产品的后期提纯的影响有严格要求。
在会上,张教授还就发酵工业中存在的最常见也是最头痛的问题——发酵过程的优化与与放大过程效果差,过程优化与放大主要是靠人工经验长期摸索,研究周期长,缺乏全局与动态性研究的现状与参会代表作了交流。介绍了发酵过程复杂系统多尺度参数相关分析原理与方法,基于微观与宏观相结合的发酵过程代谢流分析,实现菌体微观代谢特性的宏观观测与控制,按照多尺度的关联与调控要求,采集发酵过程宏观与微观参数,形成状态变量估计,由此研究宏观细胞生理状态、反应器流场状态特征与微观机制(包括生化代谢网络)的关联,实现发酵过程的优化控制与高效放大。
最后,张教授强调,在发酵过程中要注意不同氮源的合理搭配利用,建议建立工业发酵氮源考察研究平台,对发酵过程中氮源的利用要建立多尺度分析,通过发酵过程的多尺度、多参数状态变量分析合理的使用氮源,提高发酵过程生物利用度与发酵效价。