西尔曼：发酵液总糖的快速检测

葡萄糖作为人体的基本元素和最基本的医药原料，其作用和用途十分广泛。尤其是随着广大人民生活水平的提高，葡萄糖作为蔗糖的替代用糖应用于食品行业，为葡萄糖的应用开拓了更广阔的领域。

1.     优化补料策略

以金霉素为例；近年的研究发现，在生物系统中存在混沌现象，发酵初期的微小变化可能使发酵过程呈现出多态性和不稳定性。所以,通过控制前期适宜的菌体生长速率( 即比生长速率 μ = 1/X· dX / dt) 对整个发酵过程是至关重要的。若μ太小，将会使菌体生长缓慢，对数生长期过长，菌体不能良好生长，酶活力不强，产物产率低；若μ太大 , 菌体生长快,使代谢过于激烈，在中前期使氧耗过大以及因菌浓很高使发酵液粘稠导致氧传递能力下降,易产生溶氧降至临界氧浓度以下，影响菌体的正常代谢和产物形成，同时菌体活力过早减弱， 也使金霉素效价偏低。因此优化培养基的成分,控制补料速率及其它有关工艺参数,是金霉素发酵过程的一个关键因素。利用葡萄糖分析仪可以随时监测发酵液中糖浓度，为优化补料流加策略提供详实的数据支撑。

2.     精确控制发酵过程糖浓度的利器

多年来已知当培养基中有葡萄糖存在时,微生物利用乳糖的能力即受抑制。葡萄糖能够干扰乳糖降解酶—一半乳糖苷酶的形成。这种“葡萄糖效应”不仅影响半乳糖 苷酶,而且对细菌、酵母与霉菌中其它碳源的分解所涉及的分解代谢酶亦有普遍的影响，例如葡萄糖对盐霉素生物合成有严重的阻遏效应，利用葡萄糖生物传感器分析仪可以快速准确稳定的检测葡萄糖浓度，很好的控制抗生素代谢过程中的阻遏效应，提高单位效价。

未使用葡萄糖分析仪前的糖浓度曲线

使用葡萄糖分析仪后的糖浓度曲线

3.     在高密度培养中的应用

为了提高菌体或代谢产物的最终发酵密度, 需要优化高密度培养每一步表达方式和方法。 微生物培养过程中生长慢的原因不仅与培养方式有关, 也与所用培养基、 培养体积有直接关系。

不同葡萄糖浓度下乳酸菌的生长情况

4.     在蔗糖检测中的应用

原理：在β－果糖苷酶(β－FS)催化下，蔗糖被酶解为葡萄糖和果糖。葡萄糖氧化酶(GOD) 在有氧条件下，催化 β－D－葡萄糖(葡萄糖水溶液状态)氧化，生成D －葡萄糖酸－δ－内酯和过氧化氢。

（1）前处理

1.按发酵罐无菌操作取样大约10毫升，取5ml放入离心管，离心除去菌体。

2. 用微量移液管取1.00mL上述离心上清液置于试管中，加入1.0mL β－果糖苷酶试剂溶液，摇匀，在36±1℃水浴锅中恒温20min。

（2）结果分析

取分析纯蔗糖，80度烘干至恒重，配置不同梯度的蔗糖标准液,按照不同的处理用葡萄糖分析仪进行检测。

酶解后蔗糖浓度与实际浓度的相关性分析

5.     在麦芽糖检测中的应用

麦芽糖（C₁₂H₂₂O₁₁），一种产生ATP的主要来源，是食物中淀粉水解的主要双糖.麦芽糖是淀粉、糖原、糊精等大分子多糖类物质在β-淀粉酶催化下的主要水解产物。在发酵、食品等工业中有重要应用。

原理：麦芽糖包括两分子葡萄糖通过α-1，4-糖苷键连接，可被α-D-糖苷酶水解生成2分子葡萄糖。葡萄糖氧化酶(GOD) 在有氧条件下，催化 β－D－葡萄糖(葡萄糖水溶液状态)氧化，生成D －葡萄糖酸－δ－内酯和过氧化氢。

（1）前处理

1.按发酵罐无菌操作取样大约10毫升，取5ml放入离心管，离心除去菌体。

2. 用微量移液管取1.00mL上述离心上清液置于试管中，加入1.0mL α-D-糖苷酶试剂溶液，摇匀，在36±1℃水浴锅中恒温20min。

（2）结果分析

取分析纯麦芽糖，80度烘干至恒重，配置不同梯度的麦芽糖标准液,按照不同的处理用葡萄糖分析仪进行检测。

酶解后麦芽糖浓度与实际浓度的相关性分析

6.     发酵液总糖的检测

发酵过程是个复杂动态的多变过程，菌种不同培养基配方千变万化。碳源作为发酵、表达中的重要能量和前体物质具有重要的功能。根据代谢产物的不同碳源的差异十分明显，一般初级代谢产物选择单糖作为碳源，次级代谢产物选择多糖作为碳源。发酵、表达过程常用的碳源有淀粉酶解后的液糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、木糖等等。多糖一般会检测总糖还原糖，单糖碳源一般只检测还原糖。

原理：麦芽糖包括两分子葡萄糖通过α-1，4-糖苷键连接，可被α-D-糖苷酶水解生成2分子葡萄糖。在β－果糖苷酶(β－FS)催化下，蔗糖被酶解为葡萄糖和果糖。葡萄糖氧化酶(GOD) 在有氧条件下，催化 β－D－葡萄糖(葡萄糖水溶液状态)氧化，生成D －葡萄糖酸－δ－内酯和过氧化氢。

（1）前处理

1.按发酵罐无菌操作取样大约10毫升，取5ml放入离心管，离心除去菌体。

2. 用微量移液管取5.00mL上述离心上清液置于试管中，加入5.0mL 浓盐酸，煮沸15分钟后，迅速冷却，中和，定容至50ml。

（2）结果分析

取分析纯麦芽糖、葡萄糖、蔗糖80度烘干至恒重，配置不同梯度的总糖标准液,按照不同的处理用葡萄糖分析仪进行检测。