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·860· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

时，青蒿酸产量则增加到（1154.438.1）mg/L，与 萄糖的 40%，在代谢过程中可以提供更多的乙酰辅
温度优化实验培养温度 30 ℃时的最佳产量相比，青 酶 A 用于青蒿酸的合成，蔗糖比葡萄糖更利于青蒿
蒿酸发酵产量整体提高了 26.0%，增加效果较为显 酸的合成与积累。所以，本实验中确定蔗糖作为酵
著。当半乳糖浓度继续增加，青蒿酸发酵产量却出 母工程菌 S. cerevisiae 1211 发酵产青蒿酸的较为适
现下降，从而得出培养基中较适宜的半乳糖质量浓 宜的碳源。
度为 12.0 g/L。虽然通过提高半乳糖的质量浓度， 2.2.3 有机氮源对 S. cerevisiae 1211 发酵产青蒿酸
青蒿酸的产量获得增加，但在实际生产过程中，由 的影响
于半乳糖的价格高昂，需要根据实际成本，再结合 氮源主要用于构成微生物细胞物质，如氨基酸、
青蒿酸增加产量进行综合考量。 蛋白质、核酸以及其他含氮代谢物等，氮源常分为
2.2.2 碳源对 S. cerevisiae 1211 发酵产青蒿酸的影响 有机氮源和无机氮源两大类。本实验中，首先考察
在微生物培养过程中，碳源不仅为微生物的生 不同有机氮源对 S. cerevisiae 1211 生长、青蒿酸积
长代谢提供维持生命活动的能源物质，还为微生物 累的影响，结果见图 5。
提供了搭建细胞结构的必要元素和物质。在发酵过
程中，选择合适的碳源不仅能提高微生物的生长速
率，还能显著影响微生物体内目标代谢产物的合成
与积累。糖类是较为容易利用的良好碳源和能源物
质。本实验考察发酵培养中不同碳源对 S. cerevisiae
1211 发酵产青蒿酸的影响，结果如图 4 所示。

图 5 有机氮源对青蒿酸发酵产量的影响
Fig. 5 Effect of organic nitrogen sources on the yield of
artemisinic acid

如图 5 所示，由于有机氮源不仅含有丰富的蛋
白质、肽类、游离氨基酸，还含有少量的糖类、脂
肪和生长因子等，因此，与不添加有机氮源的对照

组相比，添加有机氮源的实验组均对 S. cerevisiae
图 4 碳源对青蒿酸发酵产量的影响
Fig. 4 Effect of carbon sources on the yield of artemisinic acid 1211 菌体的生长繁殖促进作用明显。特别是玉米浆
作为氮源时，由于玉米浆也可作为碳源被利用，利
如图 4 所示，与葡萄糖作为发酵碳源相比，淀 于 S. cerevisiae 1211 菌体的生长繁殖，因此，玉米
粉和乳糖为碳源时，酿酒酵母 S. cerevisiae 1211 体 浆培养时的 OD 高达 40.32.2。而谷氨酸钠作为氮
内缺乏分解淀粉多糖的酶，也没有分解乳糖需要的 源时，与对照组相比，OD 并无大的改变。尿素则
β-半乳糖苷酶，因此淀粉和乳糖并不能被菌体催化 不利于菌体的生长，用其作为有机氮源时，OD 仅
降解而被利用，所以 OD 和青蒿酸发酵产量均与葡 为对照组的 60%。在青蒿酸产量方面，有机氮源的
萄糖培养时差距较大。不同的是，当麦芽糖、果糖 添加，均导致青蒿酸产量明显下降，推测其原因为，
与蔗糖分别作为碳源时，3 种碳源均可以很好地被 有机氮源的添加促进了菌体的生长繁殖，菌体的初
工程菌 S. cerevisiae 1211 所利用。当发酵碳源为麦 级代谢较为旺盛，而青蒿酸为 S. cerevisiae 1211 体
芽糖时，OD 最高，为 32.82.6，发酵产量为（1087.2 内经基因工程改造而代谢合成的次级代谢产物，不
21.4）mg/L，果糖和蔗糖分别培养菌体时，获得的 是菌体内的固有次级代谢产物，且青蒿酸的积累对
OD 基本与葡萄糖培养时一致，维持在 30 左右，但 菌体有一定的毒害作用，也不利于菌体的快速生长
是，在发酵产量方面，蔗糖作为发酵碳源时，发酵 繁殖，有机氮源对工程菌 S. cerevisiae 1211 初级代
产量达到（1376.244.1）mg/L，与葡萄糖培养时的 谢的促进作用，使菌体快速生长繁殖进而导致不利
发酵产量相比提高了近 19.2%。蔗糖为发酵碳源时， 于菌体生长繁殖的次级代谢产物的合成受到限制，
对青蒿酸的发酵产量比葡萄糖作为碳源时明显提 因而青蒿酸最终积累受到抑制作用。由此可知，S.
高，经分析，原因为蔗糖含碳量为 42.1%，高于葡 cerevisiae 1211 在培养过程中，为了获得较高的青蒿