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第 5 期 于文文，等: 酿酒酵母工程菌发酵产青蒿酸的工艺优化 ·859·
波动，且在 pH=5.5 时，OD 和青蒿酸发酵产量均达到
最大值，分别为 29.12.4 和（938.533.7）mg/L。因
此，较为适宜 S. cerevisiae 1211 发酵产青蒿酸的培
养基初始 pH=5.5。
图 1 温度对青蒿酸发酵产量的影响
Fig. 1 Effect of temperature on the yield of artemisinic acid
如图 1 所示，酵母工程菌的发酵产量受温度影
响较为明显。当发酵温度在 24 ℃时，由于较低的培
养温度限制了酵母体内的酶促反应过程，菌体 OD 图 2 初始 pH 对青蒿酸发酵产量的影响
仅为 17.61.5，青蒿酸产量仅有（375.28.1）mg/L， Fig. 2 Effect of pH value on the yield of artemisinic acid
明显不利于青蒿酸的积累。随着培养温度逐渐升高，
菌体内相关代谢酶活性也随之增强，菌体的生长繁殖 2.2 发酵培养基成分的单因素实验
与产物积累能力也增强，因此，菌体的 OD 和发酵产 2.2.1 半乳糖质量浓度对 S. cerevisiae 1211 发酵产
量均呈明显上升趋势，至 30 ℃时，OD 为 26.21.1， 青蒿酸的影响
而青蒿酸发酵产量达到最高值，为（915.714.3） S. cerevisiae 1211 工程菌在发酵培养过程中，需
mg/L。当温度继续升高后，由于酵母工程菌分裂生 要向培养基中添加一定量的半乳糖用于诱导青蒿酸
长进一步加快，OD 有一个小幅上升，但是在该状 合成路径中关键酶基因的表达，才能实现青蒿酸的
稳定积累，而半乳糖的质量浓度则决定了工程菌在
态下的酵母工程菌容易出现因生长繁殖过快而导致
老化的现象，发酵产量出现下降趋势，在 34 ℃时， 生长过程中青蒿酸合成基因的表达强度，进而对青
青蒿酸积累量仅有（451.46.2）mg/L。可知，适合 蒿酸的最终发酵产量起到至关重要的调控作用。本
酿酒酵母工程菌 S. cerevisiae 1211 发酵产青蒿酸较 实验考察添加不同质量浓度的半乳糖对青蒿酸发酵
为适宜的培养温度为 30 ℃。 产量的影响，结果如图 3 所示。
2.1.2 发酵培养基初始 pH 对 S. cerevisiae 1211 发酵
产青蒿酸的影响
在工业微生物发酵过程中，维持菌体生长和产
物积累的最适 pH 是生产成功的关键影响因素之一，
pH 能通过影响细胞质膜的通透性、膜结构的稳定性
和物质的溶解性或电离性影响酵母对营养物质的吸
收 [22] 。正常情况下，酵母菌属的微生物较为适宜的
pH 范围在 4~6，而针对某一具体的代谢产物积累而
言，其最适的 pH 需要根据实际情况调整。本实验
中研究发酵培养基不同初始 pH 对 S. cerevisiae 1211
发酵产青蒿酸的影响，结果如图 2 所示。 图 3 半乳糖质量浓度对青蒿酸发酵产量的影响
Fig. 3 Effect of galactose concentration on the yield of
如图 2 所示，作为经过基因工程改造的酵母工 artemisinic acid
程菌，此菌种仍具有较强的 pH 适应能力，能在相
对较宽泛的 pH 培养基中生长。当发酵培养基初始 如图 3 所示，不同质量浓度的半乳糖对菌体的生
pH 低于 4.5 时，菌体的生长和青蒿酸积累均受到明 长繁殖无显著影响，菌体的 OD 基本保持一致。在青
显的抑制，这可能是由低 pH 下酿酒酵母的繁殖能 蒿酸产量方面，随着半乳糖质量浓度的升高，青蒿酸
力下降和菌体对 CO 2 的耐受性下降导致 [22] 。当发酵 发酵产量有明显增加趋势。当向培养基中添加半乳糖
培养基初始 pH 维持在 4.5~7.0 时，菌体的 OD 基本 质量浓度为 3.0 g/L 时，青蒿酸发酵产量为（792.6
保持在 20 以上，青蒿酸发酵产量在 680~940 mg/L 17.3）mg/L，而当半乳糖质量浓度提高到 12.0 g/L
