课件：实验四大肠杆菌发酵培养基的优化.ppt

* * * 大肠杆菌发酵培养基的优化 实验目的 1.掌握发酵培养基的配制方法 2.熟悉用正交试验优化发酵培养基的方法 3.学习比浊法测定发酵液菌浓的方法 实验原理 1.确定培养基的基本组成 2.确定所用原材料的种类 3.确定所用原材料的浓度配比关系 一、培养基的配制方法 1.单因素法 2.正交试验法 3.均匀试验设计 二、培养基优化方法（原材料种类和浓度配比优化） 1.概念 利用已经设计好的表格--正交表--来安排试验并进行数据分析的一种方法。 它是从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。 三、正交试验法 2.基本工具——正交表 记号：Ln（tm） L：正交表的符号 n：表的行数（可安排试验的次数） t：表中的字码数（水平数） m：表的列数（最多可安排因素个数） L8(27) L9(34) L16(45) 3.正交表的特点 试验点分布均匀、整齐可比 任何一列中各字码（水平）都出现，且出现的次数相等 任何两列中各横行组成的数字对，包含着所有可能的数字对，且各种数字对出现的次数相等 4.实验的基本步骤 （1）明确任务 确定指标 （2）制定因素水平表 1）确定因素（A、B、C……） 2）选择因素的变化范围 3）确定因素水平数 4）制定因素水平表 因素水平 A淀粉/% B黄豆饼粉/% C蛋白胨/% 1 5 3 0.2 2 7 5 0.4 3 9 7 0.6 （3）设计试验方案 1）选择正交表 2）表头设计（不混杂） 3）列出试验方案 4）进行实验 因素 实验号 A B C 结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1 因素 实验号 A B C 结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 （4）分析试验结果 1）方法一：直接比较 直观分析法是通过对每一因素的平均极差来分析问题。 所谓极差就是平均效果中最大值和最小值的差。有了极差，就可以找到影响指标的主要因素，并可以帮助我们找到最佳因素水平组合。 极差的大小反应在所选择的因素水平范围内该因素对测定结果影响的程度。极差大的因素在所选择的因素水平范围内对测定结果的影响最大，在测试过程中必须严格控制。 2）方法二 直观分析 因素 实验号 A B C 结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 k1 k2 k3 (X1+X2+X3)/3 (X4+X5+X6)/3 (X7+X8+X9)/3 (X1+X4+X7)/3 (X2+X5+X8)/3 (X3+X6+X9)/3 (X1+X5+X9)/3 (X2+X6+X7)/3 (X3+X4+X8)/3 极差 K最大- K最小 K最大- K最小 K最大- K最小 A： 首先计算各因素每个水平的平均效果和极差。 B ：然后对计算结果进行分析，分析各因素的主次和影响趋势，找到最优试验方案。 比较RA 、RB、RC值，R值越大的因素，影响越大，控制要越严格，R值越小的因素，影响越小。 对每一个因素，选择K值最大的水平为最佳条件。如对于因素A 淀粉，若k2K1k3 ，即k2最大，根据因素水平表中的设计，其水平为7%。表明7%为最佳的淀粉浓度。对于因素B ，k2最大，对于因素C ，k3最大。 则实验的最佳实验条件为： A2 B2 C3，即最佳实验条件为：淀粉为7%，黄豆饼粉5%，蛋白胨0.6% 若某一因素k3或者k1 最大，则说明所选择的该因素的水平范围不合适， 如：对于因素C，k3最大，说明因素水平表中所设计的最高水平0.6% 不一定为最佳。如果该因素的R值较大，影响较显著，则必须进行重复实验或对照实验。 其中对照实验条件应为： 试验1： A2 B2 C3 试验2： A2 B2 C4 C4应大于C3 对照两者的结果，若试验1结果值大于试验2，则试验1条件即为最优化条件。若试验2结果值大于试验1，则应再改变