5月10日，由中國生物發酵產業協會舉辦、安琪酵母股份有限公司承辦的“第二屆新型有機氮源應用與發展趨勢研討會”在廣西柳州隆重召開。在會上，華東理工大學儲炬教授在會上做了題為“工業發酵生產中培養基優化與發酵調控”的主題報告。

工業發酵發酵過程的調控往往是一個復雜的多因素問題，直接影響到發酵效價及目的產物的生產，是工業發酵中*核心的問題之一。儲炬教授選取培養基中容易引起波動的有機氮源為討論點，向我們闡釋了氮源在工業發酵中的調控作用。

微生物培養基主要是由水、碳源、氮源、無機鹽及其它成分組成。氮源主要用于構建菌體細胞物質（氨基酸、蛋白質和核酸等）和含氮代謝物，可分為有機氮源和無機氮源。有機氮源除含有豐富的蛋白質、多肽和游離氨基酸外，還含有少量糖類、脂肪、無機鹽、維生素及某些生長因子。大部分有機氮源是農副產品的副產物，由于原料來源和加工條件的不同，成分上存在一定的波動。

氮源在工業發酵調控中的作用主要體現在以下幾個方面：

1、促進生長，調節初級代謝及次級代謝的通量。氮源通過提供中間代謝物（前體），如核苷酸、氨基酸、糖、乙酰CoA等，生成核酸、蛋白質、多糖、脂質等物質，直接用于微生物的生長；或者由前體物質作用于次級代謝物的合成途徑。

2、控制合適水平，啟動次級代謝產物形成。儲教授提出了幾種假想機制：比生長速率下降、限制性養分的耗竭、幾種調節因子的聯合作用（cAMP，碳源，氮源，或磷源的同化速率）、嚴謹響應、微生物信號因子。

3、控制生長速率，影響菌型形成，從而影響發酵液流變特性；

4、影響供氧水平，增加功率消耗。

因此，根據不同菌種對不同氮源的利用度、利用速率不同，針對具體的發酵產品或行業，應選擇不同的氮源或氮源組合。

儲教授介紹了幾種基于氮源調控的發酵產品案例：

1、紅霉素發酵過程氮調控與生理強化：氮源濃度對紅霉素的合成產生影響，實驗中采用黃豆餅粉、玉米漿進行濃度梯度實驗，結果表明，遲效氮源黃豆餅粉的增加，并不利于產素能力提高；而玉米漿的濃度增加，放罐時紅霉素效價顯著提高，分析發現，在紅霉素合成期（60-152 0173 3840h），玉米漿濃度的增加，紅霉素合成單元丙酰輔酶A前體來源的主要氨基酸（蘇氨酸、丙氨酸、纈氨酸）的含量明顯低于對照組，合成效率提高。在此基礎上，結合重要復合營養因子硫酸鋅、檸檬酸、蘇氨酸，以OUR為調控因子研究生產放大過程的生理特性。建立了以氮調控為主要手段，基于氮調控的紅霉素優化策略。

2、頭孢菌素C發酵中的氮源調控：通過中心組合實驗統計回歸分析，分別以種子菌濃和發酵單位為響應值，得到*佳氮源為玉米漿，顯著于原實驗配方中的金槍魚膏，優化后的配方能有效縮短種子培養時間。發酵階段，合理利用氮源組合，改善了發酵液流變特性，提高節孢子的數量，提高了CPC的合成。

3、紅霉素發酵中氮源替代案例：以發酵效價和A組分為評價標準，與對照組（使用玉米漿作為氮源）相比，1%的酵母粉替代效果*好，效價和A組分均提高13.5%。但繼續提高酵母粉的替代比例，效價和組分A會隨之下降。

在討論多個氮源調控的發酵案例過程中，儲教授引導我們再次加深了氮源利用的規律性認識：

1、和碳源利用相同，微生物先利用速效氮源再利用遲效性氮源；

2、氮源的代謝規律是，隨著菌體生長，氮源被利用，氨基氮下降，到中期下降緩慢，有一段時間維持在一定水平，到發酵后期，由于菌體衰老自溶，放出氨基氮，該指標上升；

3、考察氮源的影響一般從兩個方面去分析：氮源的種類和氨基氮水平；

4、氮源補加的目的：補充氮源、控制氨基氮水平及控制發酵過程pH。

在考察氮源利用的設備及應用方面，建立工業氮源考察的研究平臺是關鍵。氮源的利用是一個綜合的過程，需要通過合適的多尺度裝置培養，在線觀察氮源的利用速度和利用率。以實現不同氮源的合理搭配使用，及發酵全過程氮源的合理利用速率。

而選擇合適的氮源，可以控制代謝強度，同時控制合適菌型，改善流變特性，從而實現低功耗下的對微生物生長、產物合成的*優控制。因此，使用成分清楚、質量穩定的氮源將有利于實現高效工業發酵控制和優化。