在微生物发酵工业这个庞大的“细胞工厂”中，我们不仅需要为微生物提供碳源、氮源等“建筑材料”，更需要提供一些关键的“指令官”和“钥匙”，来精准调控代谢流向，实现目标产物的高效合成。其中，生物素就是这样一位不可或缺的核心角色。本文将深入解析生物素在发酵中的作用，涵盖其原理、应用与实践。
生物素，又称维生素H或维生素B7，是一种水溶性B族维生素。对于许多微生物而言，它自身无法合成或合成量不足，因此必须从外界获取，属于一种必需的生长因子。
在发酵培养基中添加生物素，就如同为机器注入高级润滑油，虽然不是主体燃料，却能决定整个生产线的运行效率和最终产品的质量。
生物素的作用远不止促进生长那么简单，它的核心功能在于作为多种关键酶的辅酶，参与细胞内的中心代谢过程。
羧化反应的催化剂 生物素是羧化酶的辅基。最重要的作用是参与乙酰辅酶A羧化生成丙二酸单酰辅酶A。这是合成脂肪酸的第一步，也是限速步骤。因此，生物素直接控制了细胞膜磷脂的合成。
影响细胞膜结构与通透性 通过调控脂肪酸的合成，生物素间接决定了细胞膜的组成、流动性和完整性。这是一把“双刃剑”，也是发酵调控的精髓所在：
调控碳代谢流向 生物素参与的三羧酸循环（TCA循环）和糖异生途径中的羧化反应，影响着能量代谢和糖的合成与分解，从而间接影响用于合成目标产物的碳架物质的供应。
生物素的添加策略因目标产物的不同而天差地别，充分体现了发酵工程的调控艺术。
谷氨酸发酵：作为“阀门”调控剂 这是生物素最经典的应用。在这里，生物素必须控制在 “亚适量” 。浓度过低，菌体生长不良；浓度过高，菌体膜结构过于致密，谷氨酸无法外排，产量急剧下降。只有精准控制在这个临界点，才能打开细胞膜的“阀门”，让谷氨酸如泉涌般产出。
赖氨酸、苏氨酸等氨基酸发酵：作为生长促进剂 在这些发酵中，生物素通常需要充足供应。其目的是保证菌体健康旺盛地生长，构建完整的细胞结构，从而为大量积累目标氨基酸提供充足的“细胞工厂”。
有机酸（如乳酸、柠檬酸）发酵：作为代谢流调节器 生物素的含量会影响糖酵解和三羧酸循环的强度，从而改变有机酸的产率和转化率。
抗生素（如青霉素）发酵：作为前体合成促进剂 某些抗生素的合成前体需要脂肪酸代谢的参与，因此适量的生物素对提高抗生素产量有积极作用。
添加来源：
浓度控制——艺术的核心：
添加时机： 通常在培养基配制时一次性加入。对于分段发酵或补料发酵，也可能在过程中流加，以实现更精细的调控。
生物素不足：
生物素过量：
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