生物工艺原理第二版课件 教学课件 作者 贺小贤 主编 课件工艺原理(第三章 .ppt

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1、第三章培养基及其制备培养基是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的、按一定比例配制的的多种营养物质的混合物。培养基组成对菌体生长繁殖产物的生物合成产品的分离精致产品的质量和产量第一节培养基的选择一、培养基的类型和用途天然培养基(complex/undefinedmedium):合成培养基(definedmedium):半合成培养基(semi-definedmedium)：鉴别培养基(differentialmedium)：选择培养基(selectedmedium)：固体培养基（solidmedium）：半固体培养基（semi-solidmedium）：液

2、体培养基（liquidmedium）：种子培养基（seedmedium）发酵培养基（fermentationmedium）发酵培养基（fermentationmedium）：供菌体生长和合成大量代谢产物用的培养基。要求此种培养基的组成丰富完整，营养成分浓度和粘度适中，利于菌体生长，又利于合成大量的代谢产物。发酵培养基的组成要考虑菌体在发酵过程中的各种生化代谢的协调，在产物合成期，使发酵液pH值不出现大的波动。不同的菌体，不同的产品，对培养基的要求是不同的。不同的发酵产品，培养基的状态、粘度、各成分的含量也是不同的。但是，基本的营养需求是一致。因此，应根据不同的情况

3、选择发酵培养基。二、发酵培养基选择的依据1.根据不同菌种或细胞的特点2.根据不同的用途3.根据不同的目的4.根据经济效益分析选择培养基5.根据产物特点不同的发酵产物，不同的菌种所选择的发酵培养基是不同的。白酒(chinesespirit)发酵：固体发酵培养基；果酒(fruitspirit)发酵：fruitjuiceorfruitsauce；啤酒(beer)发酵：麦芽汁(wort)液体培养基；酒精(alcohol)发酵：淀粉糖化醪(starchmash)；氨基酸(aminoacid)发酵：水解糖液加其他营养成分；柠檬酸(citricacid)发酵：淀粉液化醪(sta

4、rchdextrinizatemash)；乳酸(lacticacid)发酵：淀粉糖化醪(starchmash)；甲烷(methane)发酵：复杂的有机废物发酵；抗生素(antibiotic)发酵：淀粉糖化醪(starchmash)+豆饼粉+麸皮粉；三、发酵培养基选择的原则：1．必须提供合成细胞和发酵产物的基本成分。2．有利于提高培养基中产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。3．有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。4．尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化．5．有利于减少培养基原料的单耗。(单位营养物质所合成产物数量多）6．原料价格低廉，质量稳定，取材容

5、易。7．所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率降低能耗，并尽可能减少产生“三废”的物质。培养基成分应考虑的因素组分（包括这些组分的来源和加工方法）配比缓冲能力粘度消毒后营养破坏的程度原料的杂质含量对菌体生长和产物形成有影响。目前参照经验配方，结合所用菌种和产品的特征，采用摇瓶、玻璃罐等小型发酵设备，进行逐个单因子试验，观察因子对菌体生长和产物合成量的影响。再综合各因素的影响，采用正交试验或均匀设计得到一个适合该菌种的生产配方，以获得高产。四、配制培养基应注意的问题１．考虑碳源、氮源时，要注意快速利用碳／氮源和慢速利用碳／氮源的相互配合，发

6、挥各自优势，避其所短。２．选用适当的碳氮比。C源做为C架又做能源，碳源较氮源多。过多，容易形成较低pH。不足，菌体衰老和自溶。N源作营养和氨基的来源过多，菌体生长过于旺盛，pH偏高，不利于代谢产物的积累。不足，菌体繁殖量少，从而影响产量。碳氮比不当，影响菌体按比例地吸收营养物质，直接影响菌体生长和产物的形成。根据元素组成：酵母菌的碳氮比约为10020；霉菌的碳氮比约为10010。一般发酵工业的碳氮比约为1000.2~2.0，但在氨基酸发酵中，碳氮比就高。如谷氨酸发酵C:N=100:15~21，若碳氮比为100:0.2~2.0，则会出现只长菌体，而不产谷氨酸的

7、现象。C/N随碳水化合物及氮源的种类以及通气搅拌等条件而异，很难确定统一的比值。Q：谷氨酸发酵的碳氮比为什么与其它发酵工业不同？培养基的碳氮比3．要注意生理酸性盐、生理碱性盐和pH缓冲剂的加入和搭配。生理酸性盐：如(NH4)2SO4为氮源时，由于NH4+被吸收，而造成培养基pＨ降低。生理碱性盐：如以KNO3为氮源时，由于硝酸根被利用，会引起培养基pＨ值的升高。在生产中，采用NH4NO3作为氮源，但NH4+和NO3-并不是等速被微生物吸收，NH4+吸收较快，NO3-随后才吸收。工业生产中常用无机氮源有氨水或尿素作为氮源。尿素被菌体的脲酶分解产生氨，提供菌体的氮素营养

8、。五、培养