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解读有机氮源的前世今生

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发表于 2014-4-24 11:15:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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有机氮源是微生物发酵培养基中的重要组分,也是现代发酵调控与优化的一个关键控制点。1879年,Naegeli最先发现微生物在含有部分水解蛋白质的培养基上生长良好,标识着有机氮源做为微生物培养的一个重要组分正式为人类所认识。1880年,他将此研究过程撰写成论文并发表,1882年,他将此部分水解物命名为“蛋白胨”。距Naegeli发现“蛋白胨”130多年后生物技术与产业高速发展的今天,有机氮源已经被广泛应用于微生物发酵领域。有机氮源在微生物发酵中的重要性也被越来越多的发酵行业从业者们所认识。
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8 B+ K0 }* i3 z8 V6 C* M最初,有机氮源主要直接来源于动物组织和植物萃取液,如最初的马铃薯培养基、麦芽汁培养基,但受制于来源、稳定性也很差,还存在安全风险,不适合大规模工业发酵,现在仅在菌种保藏、摇瓶培养阶段使用。而后,农畜产品加工的副产品,通过特定处理,加工成有机氮源,这类有机氮源得益于其经济性、及稳定的原料供应在发酵行业得到广泛应用。1945年,Knigt SG 开始使用玉米浆作为氮源在Penicillin发酵中应用,上个世纪50年代,豆粕最先作为氮源在密旋霉素发酵中使用。随后,各种不同组织来源的有机氮源逐步被开发应用在微生物发酵过程中。譬如动物来源的各种类型蛋白胨,毛发水解液,脑心提取物等等;植物来源的大豆蛋白胨、小麦水解蛋白、花生饼粉、棉子粉;微生物来源的酵母粉、酵母水解物、酵母浸出物、各种发酵菌粉等。' j2 ^/ p2 W# m/ p0 `

; [% y; a; |! j2 g1 o+ z, v. X有机氮源发展至今,其对微生物发酵的重要性已被行业广泛认识,其对整个发酵工业的贡献也是至关重要的。但纵观整个有机氮源行业的发展一直可以说是处于“自由”发展状态,随着现代生物科技的发展,人们对环保、和安全性的日益重视。这种“自由”的发展模式已经逐渐不能满足现代发酵工业发展的需要。7 M' Y& l& T4 ]1 C1 K
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当前有机氮源发展存在的问题主要体现在三个方面:一是安全性问题,植物来源有机氮源存在着过敏性源、转基因争议,使用酸水解法生产产品可能会存在致癌物质三氯丙醇;动物来源有机氮源可能存在致病因子如BSE、重金属含量超标、风俗禁忌等问题;这些问题一直没有得到有效解决与控制。相比之下,以食用面包酵母为原料的有机氮源在安全性方面给予了足够的保证。二是有机氮源的稳定性与组分量化问题,有机氮源组分复杂,一般有机氮源中会含有不确定含量量的氨基酸、蛋白质、多肽、多种维生素、微量元素等成分。不同种类氮源、同类氮源不同厂家甚至同厂家不同批次之间各组分含量都会存在较大的差异。有机氮源组分的不同可以从多个方面对发酵造成影响,所以有机氮源的稳定性以及各组分可量化对于实现高水平的发酵意义重大。三是标准化问题,从总体的有机氮源行业到各个子行业如蛋白胨、玉米浆等行业至今没有统一的行业标准与规范,这在现代工业中是比较少见的。: |+ ^0 Y! U* Y9 P, H

/ t( Q9 F; ^/ ]" n  u总体来说,当前有机氮源行业的发展现状可以概括为“自由化、半专业化、非标准化”。如何满足生物发酵行业对高质量、高稳定性精细培养基原料日益迫切的需求?如何解决目前有机氮源行业存在的安全性、稳定性问题?实现有机氮源的“标准化、量化、个性化” 或许是必经之路。所谓“标准化”即是要全行业要行成统一的生产规范与质量标准,通过行业规范与法规解决当前存在原料的安全性隐患问题;“量化”是指通过有机氮源不同组分含量的精确量化,实现氮源的稳定控制。“个性化”是指针对不同微生物、发酵产品对营养需求的不同设计订制个性化产品。
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7 G$ g) \6 T+ d' i由于有机氮源成分异常复杂,以往通过常规理化检测方法一一定量有机氮源中各种组分的含量非常繁琐,而且花费巨大,使得在实际发酵生产过程中实现有机氮源组分量化非常困难。近年来,随着各种高通量仪器的如氨基酸分析仪、各种气相、液相色谱仪、原子吸收光谱仪等技术逐渐在有机氮源检测中应用,使得实现有机氮源实现组分的精确量化成为可能。另近红外光谱分析检测技术逐步也在培养基行业实现应用,该方法可以通过不同有机基团近红外光吸收光谱的差异高通量快速测定有机氮源中不同组分含量的差异,也将是控制有机氮源稳定性行之有效的办法。
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  P# ^/ F# B+ F$ |. i( n: C随着现代分子生物学、细胞生物学技术与代谢工程与调控技术的飞速发展,微生物的遗传背景与代谢途径已逐步被专业人员所熟知。针对不同微生物、不同生物发酵产品对营养的需求个性化开发订制有机氮源产品也是必然趋势。; @8 G# C0 B* w) `
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要实现有机氮源行业的“标准化”需要全行业、相关协会与下游发酵行业共同努力、全面协作交流。制定相关生产规范与质量标准,促进发酵行业的健康持续发展。  O# S6 J7 }. X! R

3 P2 v1 |: R. B: q目前,以食用面包酵母为原料的有机氮源由于实现了工业化、标准化的生产,因此在大规模供应、标准化制造方面方面充分满足了生物发酵行业的需要,同时也在安全性方面给予了足够的保证,是最接近“标准化、量化”的需求趋势的,因此在全球范围内得到了广泛的应用。
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安琪酵母公司作为全球最大的酵母浸出物供应商,一直致力于为发酵行业提供“安全、稳定、高效、清洁”的以酵母浸出物为主的有机氮源产品。2014年1月,安琪生物技术事业部正式更名为微生物营养事业部,标志着安琪将聚焦微生物营养事业,为微生物发酵行业提供以多元化、标准化的有机氮源为主的微生物营养源系列产品,并努力完善自身的应用技术服务能力,为行业客户提供全套的技术解决方案,引领中国有机氮源行业的健康持续发展,为中国生物发酵产业的发展壮大贡献一份力量。
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发表于 2014-4-28 16:47:36 | 显示全部楼层
分析得好透彻,后期多交流啊!
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