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本文主要阐述采用补料分批发酵技术提高大肠杆菌TRFC生产L-苏氨酸的产量。从结果来看，L-苏氨酸与蔗糖的最佳初始比例为70g/L。
通过利用5L管式发酵罐进行葡萄糖浓度和三种不同的投料方式对L-苏氨酸生产的研究。结果表明：葡萄糖浓度在5-20g/L范围内时，大肠杆菌生长增强。另外C/N比也是影响L-苏氨酸产量的主要因素。硫酸铵和蔗糖的最佳配比为30g/g。在最优发酵条件下，38h后L-苏氨酸浓度达到118g/L，产率为3.1g/L/h。（葡萄糖转化率为46%）。
L-苏氨酸是一种必需氨基酸，添加了L-赖氨酸以提高动物饲料和人类食品的营养价值。L-苏氨酸的生产主要依赖于大肠杆菌、粘质沙雷氏菌、黄色短杆菌和谷氨酸棒杆菌的营养缺陷型和调节型突变体以碳水化合物为底物的直接发酵，通过诱变和基因操作产生的大肠杆菌突变体其生长速度和生理特性而被使用。分离出大肠杆菌HS3，并优化碳源（葡萄糖）和氮源（酵母抽提物）的浓度，以提高产苏氨酸的能力。用玉米浆浸泡液替代酵母提取物作为氮源，通过添加生物素作为生长因子来增加L-苏氨酸的产量。在发酵过程中，保持最佳发酵条件很重要，温度、通气量、pH值、水分、碳氮源含量以及培养基的C/N比。作为补料分批发酵生产L-苏氨酸的关键因素，初始碳源和葡萄糖投料的分析还没有得到系统研究。
菌种：大肠杆菌TRFC
培养基：葡萄糖：90 g/L，KH2PO4：2 g/L，（NH4）2SO4：10 g/L，MgSO4:1 g/L,
FeSO4.7H2O:0.01 g/L，MnSO4.4H2O:0.01。
实验方法：1.将大肠杆菌接种到含有25ml生长因子的500ml三角瓶中，31℃，250rpm下培养11h.根据实验的不同目的，接种不同浓度的无菌种子液。2.pH调至6.7，然后接种到500ml 三角瓶中，在37℃下在旋转摇床上250rpm培养48小时。3.采用5L发酵罐进行补料分批发酵，每罐接3L培养基，37℃维持温度，pH 调至7.0，搅拌设置在500-800rpm之间,溶氧保持在20%以上。4.当初糖耗尽时，使用800g/L葡萄糖溶液作为进料介质，打入发酵罐中，葡萄糖浓度保持在5-20g/L，当葡萄糖浓度低于5g /L 时，溶解氧会迅速上飘到100%。
①.初始碳源对苏迅速氨酸的影响：
葡萄糖、半乳糖、山梨糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖各添加90g/L。
大肠杆菌TRFC具有较高的细胞生长率，产生的苏氨酸比干细胞重，而麦芽糖和乳糖则比蔗糖产量低，加入蔗糖的苏氨酸的干细胞重量和产量最高。当葡萄糖作为初始碳源时，生物量和苏氨酸产量最低，可能由于大肠杆菌能吸收糖，并在糖运输到细胞后立即启动糖酵解，氧化磷酸化过程和TCA循环导致乙酸积累，抑制细胞生长，减少苏氨酸的产生，但蔗糖作为初始碳源时，它逐渐水解成葡萄糖和果糖，使其对糖酵解具有相对的耐受性、另外，蔗糖相对较低的渗透压有利于大肠杆菌生产苏氨酸。
②.蔗糖初始浓度对苏氨酸的影响：
为了确定生产苏氨酸的最佳初始蔗糖浓度，用四种不同浓度的蔗糖作为初始浓度：30g /L、50g /L、70g /L、90g /L。当蔗糖耗尽时，将800g/L 蔗糖溶液注入发酵罐中，知道发酵罐中总蔗糖浓度达到10g/L。结果显示，在高初始蔗糖浓度下，蔗糖吸收在培养后期缓慢，13h后开始增加，30g /L和50g /L初始蔗糖浓度要用时9h和10h耗尽，70g /L和90g /L初始蔗糖浓度要用时14.5h和18h耗尽。大肠杆菌TRFC的生长速度，在3g /L0和50g /L比70g /L和90g /L快，由于培养基中有足够的碳源，干细胞重量在整个培养过程中逐渐增加，但在培养初期增加的速率较高，后期增加速率较低，当蔗糖初始浓度为30g /L时，苏氨酸的产量在36h达到峰值，但这个峰值明显低于其他初始蔗糖浓度。表明苏氨酸的产量由细胞生长速率和最终干细胞重量决定。当蔗糖初始浓度为70g /L和90g /L时，苏氨酸的产量在整个过程中不断增加，当蔗糖初始浓度为70g /L时，苏氨酸的产量最高，在蔗糖初始浓度为70g /L和90g /L的培养基中，高渗透压对大肠杆菌TRFC有抑制作用，蔗糖的消耗导致渗透压降低，并导致一定生物量的积累，在一定渗透压范围内，较高的蔗糖浓度促进了大肠杆菌生产苏氨酸，因此最佳初始蔗糖浓度为70g /L。
③.流加方式对生产苏氨酸的影响:
采用四种补料分批培养法研究补料培养基对苏氨酸生产的影响，当70g /L的初始蔗糖耗尽时，每隔一段时间向发酵罐中添加4种不同的碳源，使碳源浓度在10g /L左右，碳源为：蔗糖，葡萄糖、山梨糖、麦芽糖。观察苏氨酸的变化，考虑其成本问题最终选择了葡萄糖作为流加糖。
较高的初始葡萄糖在培养初期会损害微生物的生长，较低的初始葡萄糖浓可以缩短接种后微生物生长的滞后期。
④.葡萄糖浓度和投料方式对生产苏氨酸的影响。
三种投料方式：1.恒定浓度10g /L左右。2. 5-20g /L。3.0-35g/L 。葡萄糖在培养14-22h消耗较快，24h后消耗较慢，最大耗糖速率在13g /L/h，然后逐渐下降到恒定值。当连续供应进料培养基以将惨糖保持在10g /L时，其余两种投料方式保持残糖分别在5-20g /L和0-35g /L范围内振荡，20h最大耗糖速率为13.9g /L/h。21h最大耗糖速率为12.8g /L/h。5-20g /L投料方式对葡萄糖的消耗能力最强。
不同投料方式获得苏氨酸产量（5.6g /L/h、6.0g /L/h、5.3g /L/h）的时间约为21h，与最大耗糖速率相对应。在38h时，苏氨酸的最高产量为（103g /L、90.2g /L、94.1g /L），与连续投加相比，生产和使用成本都有较大提高。
⑤.C/N比对苏氨酸产量的影响:
硫酸铵和酵母提取物分别是生产苏氨酸的最佳无机氮源和有机氮源，对于发酵结束时细胞密度和所需产物浓度的增加，C/N比比氮源浓度更重要，有C/N比培养基，在5L发酵罐中进行补料分批发酵，考察C/N比对苏氨酸的影响。通过添加硫酸铵将C/N比分别调整为10、15、30、50。发现硫酸铵与蔗糖的最佳配比为30，培养38h后，苏氨酸最终产量为118g /L，干细胞重量为27.4g /L产率为3.1g /L/h。
蔗糖初始浓度为70g /L、C/N比为30，间歇投加800g /L葡萄糖，以维持残糖在5-20g /L范围内，发酵38h，苏氨酸浓度为118g /L/h。转化率为46%，产率为3.1g /L/h。