项目2微生物发酵技术

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1、项目2：微生物发酵技术任务2：工业培养基制备与灭菌教学安排：1.员工培训由老师讲解工业培养基理论基础。分配实操任务：工业培养基的制备与灭菌。2.学生模拟组建运营一个培养基车间，撰写计划书(在理论教学期间完成)。市场部：当前工业培养基的发展特点，培养基灭菌方法的技术进展。技术部：确定工业培养基制备的技术路线，撰写操作规程。品控部：制定工业培养基质量标准及检测方法。总经理：协调监督各部工作，最后拿出完整的计划书。3.计划书实施。计划书要先经过老师的审核，然后实施。实施过程中考核操作技能。实施后及时进行实训报告的撰写也总结。一培养基组成1培养基配方组成：组

2、成成分、各组成成分的浓度、合适的pH；2培养基随微生物的生理与产物不同而不同；3培养基成分：(1)碳源：葡萄糖、淀粉；(2)氮源：碳酸铵、玉米浆；第一节概述(3)无机盐和微量元素；(4)前体和诱导物。二培养基组成影响细胞分化和产物形成细胞分化：细胞形态、生理功能和化学组成上彼此不同；培养基组成影响细胞分化：二价阳离子、阴离子聚合物、表面活性剂、固形物含量、各成分的浓度、培养液的pH。例：在碱性培养基中产黄青霉易形成球状体；二价阳离子诱发细胞呈球形；无素锰可通过改变黑曲霉菌细胞壁的成分；生物素和青霉素能改变细胞膜的成分。三配制工业发酵培养基的一般要求(

3、1)组成丰富，浓度适当；(2)各成分之间彼此不反应；(3)粘度适当，具有适当的渗透压；(4)成分要有利于主产物的合成，不利于副产物的合成；(5)即不影响通气与搅拌，又不影响或稍微影响产物的分离精制和废物处理；(6)因地制宜，质优价廉，成本低。第二节培养基的成分一碳源碳源：构成微生物细胞和代谢产物；能源。(一)糖类单糖、双糖、多糖、淀粉质类和糖蜜；(二)脂肪利用油脂增加微生物需氧量，产酸，降pH；要注意贮藏油脂，防止产生过氧化物。(三)有机酸和醇；(四)碳氢化合物；二氮源构成细胞成分，亦可作碳源使用。(一)无机氮源的特点1成分单一，质量较稳定；2易被菌

4、体吸收利用；3改变培养液的pH。生理酸性物质与生理碱性物质。(二)有机氮源的特点1成分比较复杂；2被菌体利用的速度不同；速效氮源：玉米浆；迟效氮源：黄豆饼粉和花生饼粉。3微生物对氨基酸的利用有选择性；部分氨基酸即可用于菌体生长，亦可用于次级代谢产物的合成。4是引起发酵水平波动的主要因素。常用有机氮源：黄豆饼粉、棉籽饼粉、麸质粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉等。三无机盐和微量元素许多金属离子低浓度呈刺激作用，高浓度呈抑制作用。1磷(1)组成生物大分子：核酸、核蛋白；(2)作为缓冲液调节pH；(3)对某些次级代谢产物有抑制作用。常用磷酸盐：磷酸二氢钾、磷酸氢二钾

5、及其钠盐。2硫构成细胞生物分子。常用化合物：硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵、硫代硫酸钠。3铁是细胞色素C、细胞色素氧化酶和过氧化酶的组成元素，同时对许多产物合成有抑制作用。常用化合物：硫酸铁。4锌、镁、钴锌对部分抗生素合成有促进作用及操作菌体生长，过量则抑制。常用化合物：硫酸锌；镁激活一些酶，能提高一些菌体对本身所产抗生素的耐受性。常用化合物：硫酸镁；钴是维生素B12的元素之一。常用化合物：氯化钴。5钠、钾、钙钠：细胞质细胞渗透压；钾：影响细胞膜透性；钙：调节细胞膜透性，控制pH。四水功能：(1)溶剂与运输介质；(2)参与生化反应；(3)维持生物大分子稳定性

6、；(4)传递热；(5)维持细胞形态；(6)控制酶的活性。水的活度。五前体在产物的生物合成过程，被菌体用于产物合成而自身结构无显著改变的物质。内源性前体和外源性前体。六消泡剂植物油、动物油和一些化学合成的高分子化合物。七其他成分生长因子与诱导物。第三节培养基的种类与选择一培养基的种类1按培养基的组成分为合成培养基和复合培养基合成培养基：由已知组成成分的各种营养物质组合的培养基；复合培养基：由一些组成成分不完全明确的天然产物和一些无机盐组成的培养基。2按形态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基；3按用途可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。(一

7、)孢子培养基一般要求：(1)基质浓度(特别是氮源)要低些；(2)无机盐的浓度适量。常用孢子培养基：麸皮、大(小)米、琼脂培养基。(二)种子培养基一般要求：(1)营养成分易被吸收，丰富与完整，其中维生素与氮源略高；(2)与发酵培养基有内在联系。成分：葡萄糖、糊精、蛋白胨、玉米浆、酵母粉、硫酸铵、尿素、硫酸镁、磷酸盐等。(三)发酵培养基组成完整丰富，浓度与粘度适中；原材料质量稳定，且不影响产品分离精制。二培养基的设计满足元素与能量要求。考虑因素：1细胞的元素组成状况(表3-7)；2微生物对生长因子的需求；3营养成分与代谢产物的内在联系；4实验验证。三培养

8、基的筛选单因子法。第四节影响培养基质量的因素一原材料质量的影响1有机氮源影响最大(黄豆饼粉、玉米浆、蛋白胨)