文档介绍：第三章培养基
第一节工业发酵培养基
第二节正交试验在发酵培养基确定中的应用
第三节淀粉水解糖及糖蜜原料的制备
第一节培养基的选择和确定
一、培养基的营养成分与作用
二、培养基的用途
三、发酵培养基的设计
四、培养基确定方法
五、正交试验在培养基确定中的应用
第一节工业发酵培养基
微生物的营养活动,、糖类、脂肪等营养物质分解成小分子化合物,再借助细胞膜的渗透作用,吸收这些小分子营养来实现的。
所有发酵培养基都必须提供微生物生长繁殖和产物合成所需的能源,包括碳源、氮源、无机元素、生长因子及水、能源或氧气等。对于大规模发酵生产,除考虑上述微生物的需要外,还必须重视培养基原料的价格和来源。
(1)能源
自养菌:光;氢,硫胺;亚硝酸盐,亚铁盐。
异养菌:碳水化合物等有机物,石油天然气和石油化工产品,如醋酸。
一、工业发酵培养基的营养成分
(2)碳源:
1、作用
提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分
提供合成目的产物所必须的碳成分
2、来源
淀粉水解糖,糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等
石油、石蜡,天然气
醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
3、利用原则
快速利用氮源和缓慢利用氮源应当混合使用
(3)氮源
氮源主要用于构成菌体细胞物质(氨基酸,蛋白质、核酸等)和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类:有机氮源和无机氮源。
1、无机氮源
种类:尿素,氨盐,氨水,硝酸盐等无机氮
特点:微生物对它们的吸收快,所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如:
(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4
NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH
无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质,如硫酸胺,若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质,如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质,对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。
所以选择合适的无机氮源有两层意义:
满足菌体生长
稳定和调节发酵过程中的pH
来源:实验室中常用蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等作为有机氮源,工业生产上常用硫酸铵、尿素、氨水、豆饼粉、花生饼粉、麸皮等原料作氮源。
成分复杂:除提供氮源外,有些有机氮源还提供大量的无机
盐及生长因子。
例玉米浆: ①可溶性蛋白、生长因子(生物素)、苯乙酸
②较多的乳酸
③硫、磷、微量元素等
2、有机氮源
氮源使用的一些相关问题:
有机氮源和无机氮源应当混合使用
早期:容易利用易同化的氮源—无机氮源
中期:菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质
有些产物会受氮源的诱导和阻遏
例: 蛋白酶的生产
(5)生长因子、前体和产物促进剂
从广义上讲,凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。
生长因子
与微生物有关的维生素主要是B族维生素,这些维生素是各种酶的活性基的组成部分,没有它们,酶就不能活动。
营养缺陷型菌株的培养通常要加入生长因子。
有机氮源是生长因子的重要来源,多数有机氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子。