全 文 ：N0v2003 生物加工过程 第1卷第2塑
．30． chineseJ叫珈al0fBi叩rocessEn酉nee打ng 2003年11月
蓝色梨头霉菌体形态与生物转化率关系研究
贾士儒，孙爱友，范志华，乔长舁，苏建宇
(天津科技大学 生化工程研究室，天津300222)
摘要：研究了蓝色梨头霉茵韭球形态与产率的关系：摇床转速为170√而n、IH值为65、底物添加量为01％、单
位体积孢子数为1×1妒个，IIlL、(N}14)：蝌h质量分数为o9％～18％、采用回转式的培养方法时．茵体直径一般在
079～l39nm，且茵丝缠绕不过于紧密，茵丝球边缘酋丝较长，各球体之间较独立，此时转化率为51％～564％=
关键词：蓝色梨头霉；菌丝球；形态
中图分类号：081 文献标识码：A 文章编号：1672—3678(2003)02一0030一(H
Therelatio獭betweenI肿rph0岫斟ofA加s沥口cD删蛔and
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JIAShi—nj，SUN舢一you，FANZhi—hua，Qn0challg-sheng，Sujian-y
(Ti删inU血versi‘y0f生1ence＆TecIlnd嘴’，Ti赳洳300222，china)
Abstract：TheIeⅢonsbe“忧enn10rphology0fA蚰s缸如∞帆以哪抛1dp10ductivity0fhydroconisoneweminves-
tigated，卟enla]【inl咖conve擂ionml0fR．S．Awas0b面nedunderdlefollo而Tlgcondjtions：r0眦ionspeed0f
thesIlaker170r／向n，pH6．5，R．s．AO．1％，concentraIionof8pores1×10’cfu，lnL，(N地)2S040．9％一
1．8％．ThemaximumcollveIsi叩mte(】fR．S．Awas51％～56．4％whenthedi姗eter0fmyceliul畔llet惴1)e㈣0．79mld1．39rrm．
Keywords：A6∞矗缸c钾m拓d；。nyceliulpelkt；fI oIpholo盯
丝状菌发酵过程中会形成不同的形态，一般以
形成菌丝球时产率最高“’2J。蓝色梨头霉是生产氧
化可的松的常用菌种之一，由于培养条件和培养方
式的不同，梨头霉在发酵液中也会形成游离菌丝和
菌丝球两种形态。不同的菌体形态对底物转化率有
较大影响，一般表现在对发酵液的粘度和假塑性、溶
氧浓度、传质速率等方面的影响。因此，能否形成最
佳的菌丝形态是转化反应成败的重要参数。这表明
培养条件与梨头霉的菌体形态及其生物转化率之关
系对于提高生物转化率甚为重要。菌丝球的形态研
究包括菌丝球的大小、菌丝在菌丝球中的缠绕疏密
度等参数。为此，本文研究_：r相关条件对梨头霉菌
丝形态及其生物转化率的影响。
1材料和方法
1．1菌株
蓝色梨头霉(4b∞】[d诅ct”mfea)As365(天津科技
大学微生物实验室提供)。
1．2培养基
固体斜面培养基(g，I．)：土豆250；葡萄糖20；琼
脂粉15。
收稿日期：2003—05—26
基金项目：国家自然科学基金(缟号：20176041)和天津市科委(鳊号：【Ⅺ38036”资助项目
作者简介：贾士儒(1954-)，男，天津市人，教授，博士．博士生手师，研究方向：生物反应工程。
万方数据
万方数据
32· 生拍加工过程
表2 l{，¨值对菌体形态和底物转化率的影响
TaHe2 E&ct0fpHvalue。“myceM瑚神0k研Ⅲld
corrve瑙atlo¨rdtesfRSA
23底物添加量对菌体形态和产率的影响
菌体培养26h后，将R，s．A按不同投料量投
料，转化24h后，对底物转化率和菌体形态进行分
析，结果见表3。由于底物对菌体有一定的毒害作
用，同时，底物又是羟基化酶的涛导剂“1。因此，当
添加的底物量较少时，底物的转化率可维持在较高
水平上，但添加量过小会造成产物总量降低，添加量
较大时，R．s．A鼎体在搅拌过程中起到了使菌体缠
绕成菌丝的“晶核”的作用，使得菌球缠绕比较致密，
同时，R．s．A对菌体生长的抑制作用导敛了菌体量
的减少，因此R．s．A转化率急剧下降。
表3底物添加■对菌体形态和底物转化率的影响
1协k3 E‰tofR．SA∞n【即tra廿帆加㈣l瑚
m呷hdflgyaTIdconve玛胡onrgks0fRSA
2．4接种量对菌体形态和产率的影响
调整孢子悬浮液的单位体积孢子数为l×104、l
×1舻、5×1矿、1×1驴、5×l旷和l×107个，mL，将上
述不同浓度的孢子液作为种子液接人三角瓶，培养
26h后投料转化，24h后测定菌体形态和R．s．A转
化率。由表4可以看出，接种量对菌丝球的大小影
响显著。随接种量的增大，单个菌丝球体积变小，有
利于底物、产物以及营养物质的传质，底物转化率增
大，但同时菌丝球缠绕也越来越紧密，传质阻力随之
星!鲞星2墨!
增大，因此，确保接种量的单位体积孢子数为l×1旷
个，“lL时，转化率达到较大值，菌体直径为o．92一。
袁4接种量对菌体形态和底物转化率的影响
1曲k4 EⅡ乩tdseedquantityonm cel湖m呷h山{；ymd
∞nv盯s时ionmtesufR．S．A
2．5 N}L+质量分数对菌体形态和产率的影响
改变培养基中(N}14)：s04的不同质量分数，进行
菌体培养26h后，投料转化，24h后测定菌体形态
和R．s．A转化率。由表5可知，(NH)：s04质量分
数适当增加，有利于菌体生长，表现在菌丝球直径和
菌体量同时增加；但当培养基巾(N地)：s04的质量分
数高于2．7％时，N也+消耗后剩余的s042一离子降
低了发酵液中的pH值，导致菌丝球直径和菌体量
开始减小。当(N心)：s吼质量分数为O，9％．1、8％
时，底物转化率较大，此时菌球直径在0．9％～I39
rml之间。
表5 NH+质量分数对菌体形态和底物转化率的影响
1圳e5 E＆m0fN地+concent州ionon“wceHaIrrm叫砷lo目8nd
converⅫion璁les0fR．S．A
2．6不同培养方式下的菌体形态和产率的关系
将单位体积孢子数为1×107个，mL的l，nL梨
头霉孢子悬浮液接种到30-nL发酵液巾，分别置于
往复式摇床和回转式摇床中培养26h，投料转化24
万方数据
2003年11月 贾士儒等：蓝色梨头霉菌体形态与生物转化率关系研究
h后测定菌体形态和R．s．A转化率。表6表明，律
复式摇床培养的菌丝球表面平整，菌丝球体积小且
比较规则。但由于同样转速条件下，往复式培养的
D0值小于回转式的l】()值，因此，往复式条件下菌
体量小r回转式摇床培养条件F的菌体量。在回转
式摇床培养条件下，底物转化率可达较大值53％．
此时菌丝球直径在l，03“m左右。
表6不同培养方式下的菌体形态和底物转化率的影响
1铀k6 E舱ct0fdiⅡerentcIJlturem thdsonmvcdjd
r呻rl，‰10盯andcon、e咖d帆Ea地sofRSA．
3结论
摇瓶培养条件下，没有反应器结构以及搅拌桨、
通气对菌丝球的剪四作用，梨头霉菌体可以在不同
理化因子的作用下自然的缠绕成不同的形态，这对
于研究不同的理化因子对菌体形态的影响是非常有
利的。
实验结果表明，菌丝球的形成与转速、pH值、底
物添加量、接种量以及摇床的旋转方式等有较大关
系，当摇床转速为170r，商n、pH值为6．5、底物添加
量为o1％、接种量单位体积孢子数在0．5—1×l07
个，lTlL、(N凡)，s04质量分数为o．6％一1．8％、采用回
转式的培养方法时，菌体直径一般在o．79～1．39
mm，且菌丝缠绕不过于紧密，菌丝球边缘菌丝较长，
各球体之间较独立，为菌体的最适转化形态。此时
转化率为51％一564％。
对菌体形态的研究，除了要考虑发酵液中理化
因子的影响，在实践中往往还要考虑反应器的类型、
反应器的结构、搅拌桨和通气对菌体的剪切作用”1、
L)o值、次级代谢产物等对菌体形态的影响，在一些
基因工程菌的发酵中，还要考虑外源基因的表达策
略、目标产物浓度、代谢特性等对菌体形态的影响，
通过对这些因子的研究，可达到优化培养条件和菌
种改造的目的。
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