《培养基及制备》PPT课件

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1、第二章培养基及其制备培养基组成培养基：指一切可供微生物细胞生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。培养基的作用：满足菌体的生长促进产物的形成一、基本营养源1、碳源凡可提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源及合成菌体和产物所必需的碳骨架成分的营养物质。常用的碳源有：糖类、油脂、有机酸和低碳醇等工业上常用的糖类①葡萄糖所有的微生物都能利用葡萄糖但是会引起葡萄糖效应②糖蜜糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。糖蜜分甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。③淀粉、糊

2、精使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类缺点：难利用、发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶，成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等。优点：来源广泛、价格低难利用，可以解除葡萄糖效应工业上常用的糖类油脂类：能利用这类碳源的M一般都有比较活跃的脂肪酶。M利用这类碳源时所消耗的溶解氧会增加，当供氧不足时，会引起pH下降。常用的油脂类有：各种动、植物油，豆油、菜籽油、棉籽油、鱼油、猪油等。有机酸有机酸的利用常会引起发酵体系pH上升，尤其是有机酸盐氧化时，常伴随有碱性物质的产生，使pH进一步上升。常用的有机酸有

3、：乳酸、醋酸、柠檬酸等。烃和低碳醇类正烷烃已经用于有机酸、氨基酸、抗生素、维生素和酶制剂发酵中，甘油也常用作抗生素生产和甾体转化的碳源。２、氮源：凡可构成Ｍ细胞和代谢产物中氮素来源的物质。常用的氮源分两大类：有机氮源和无机氮源。（１）无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓速效氮源。但无机氮源的迅速利用会引起pH的变化(NH4)2SO4→2NH3+2H2SO4NaNO3+4H2→NH3+2H2O+NaOH（２）有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼

4、粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟有机氮源成分复杂，除提供丰富的Pr.、aa.外，还含糖类、脂肪、无机盐及生长因子。由于有机氮源营养丰富，M在含有机氮源的培养基中表现出生长旺盛、菌丝浓度迅速增加等特点。3.无机盐构成菌体的成分，作为酶的组成部分、酶的激活剂或抑制剂、调节渗透压、pH值和氧化还原电位等例A：铁离子青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/ml发酵罐必须进行表面处理4.微量元素5.生长因子从广义上讲，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

5、均称生长因子。有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B族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作用：提供微生物重要化学物质、辅助因子（辅酶和辅基）的组分和参与代谢前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。青霉素：分子量356苯乙酸:分子量1366.前体和产物促进剂e.g.青霉素发酵中加玉米浆发酵单位由20U/mL提高到40U/mL。玉米浆中含有苯乙胺，它被优先结合到青霉素分子中

6、去，从而提高产量。有些前体物质，例如苯乙酸、丙酸等浓度过高时，对菌体会产生毒性。有些菌体还有将前体氧化分解的能力。在生产中常采用少量多次地加入前体。总的加入量可按一个产物分子，进入几个前体分子，按等摩尔计算前体加入量，在总的加入量中，还应考虑菌体氧化、分解的那部分前体。用量：前体的用量可以按分子量衡算，具体使用有个转化率的问题例：6000单位/ml的青霉素G,需要多少苯乙酸青霉素＝6000*0.6（微克）＝3.6mg/mL苯乙酸＝（3.6*136）/356=1.38mg/mL=1.38%产物前体　产物前体青霉素Ｇ　苯乙酸

7、及衍生物青霉素Ｖ苯氧乙酸金霉素　　氯化物链霉素　肌醇、精氨酸红霉素　丙酸、丙醇VB12钴化物葫萝卜素-紫罗兰酮L-异亮氨酸-氨基酸L-色氨酸邻氨基苯甲酸L-丝氨酸甘氨酸发酵生产中常用的前体促进剂(promoter)：既不是营养物，又不是前体，却能提高产量的添加剂。巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉素生产菌自溶推迟，延长产物的分泌期。酵母甘露聚糖可诱导-甘露糖酶的产生，促使甘露糖链霉素转化为链霉素(streptomycin)。聚乙烯醇衍生物可防止菌丝结球，提高糖化酶(saccharifyingenzyme)的产量

8、。表面活性剂(surfaceactiveagent)：在底物和产物均不溶或微溶于水的发酵中，表面活性剂有增加渗透性(perviousness)、促使固体物分散从而强化传质和传氧的作用。抑制剂（inhibitor）：在发酵过程中能产生抑制作用的物质在发酵过程中加入某些抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另一个代谢途