《发酵工艺条》PPT课件

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1、本章内容：第一节，微生物的营养要求（微生物们需要吃什么？）第三节，发酵生产中培养条件的确定（怎样让微生物健康的工作？）第二节，培养基（如何给微生物们做饭？）第三章发酵工艺条件的确定第一节微生物的营养要求一、微生物细胞的化学组成微生物细胞水：70%-90%干物质有机物蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等及其降解产物无机物（盐）细胞化学元素组成：主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。微生物生长需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生

2、长因子、水二、营养物质第一节微生物的营养要求微生物生长所需要的六大营养物质及其生理功能第二节培养基培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基：是用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养物质。任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；常规高压蒸汽灭:1.05kg/cm2,121.3℃15-30min；某些成分进行分别灭菌:过滤除菌；第二节培养基一、选用和设计培养基的原则和方法在微生物学研究和生长实践中，配置合适的培养基是一项最基本的要求。原

3、则：1、目的明确2、营养协调3、理化适宜4、经济节约1、目的明确培养何菌？获何产物？实验室研究或生产大批产品用？生产含氮高或低产物？种子培养基或发酵培养基？目的不同　方案不同一、选用和设计培养基的原则和方法2、营养协调（1）选择适宜的营养物质实验室一般培养：普通常用培养基；遗传研究：成分清楚的合成培养基；生理、代谢研究：选用有利于代谢的培养基；例如枯草芽孢杆菌：一般培养：肉汤培养基或LB培养基；自然转化：基础培养基；观察芽孢：逆境培养基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基；一、选用和设计

4、培养基的原则和方法（2）营养物质浓度及配比合适营养物质的浓度适宜；营养物质之间的配比适宜；高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。培养基中营养物质之间的配比直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比(C/N)的影响较大。发酵生产谷氨酸时：碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量积累。1．斜面培养基斜面培养基主要是用于：1)生长繁殖培养基，包括细菌、酵母等的斜面培养基以及霉菌

5、、放线菌生孢子培养基或麸皮培养基等。2)菌种保藏培养基；工业发酵中,培养基往往是依据生产流程和作用分:斜面培养基种子培养基发酵培养基2.种子培养基包括：摇瓶种子和小罐种子培养基。目的：培养种子1.促进生长，增加细胞数量使其大量繁殖；2.必须培养出强壮、健康、活性强的“种子”。种子培养基满足2特点：1.必须有较完全和丰富的营养物质，特别需要充足的氮源和生长因子。2.成分应与发酵培养基的主要成分相近。3.发酵培养基地位：发酵生产中最主要的培养基，不仅采用大量原材料，也是生产能否成功的关键。作用：最大限

6、度的获得目的产物，因此必需根据菌体的生长规律和产物合成特点设计培养基。发酵培养基的共性单位培养基能够产出最大量的目的产物；能够使得目的产物合成速率最大；使副产物合成量最少；采用的培养基应该质量稳定、价格低廉、易于获得；不影响搅拌性能和发酵产物后处理。3.发酵培养基设计原则1.提供必要的营养成分;2.利于减少培养基原料单耗，提高单位营养物质的转化率。3.利于提高产物浓度，以提高单位容积的生产能力。4.利于提高产物合成速度，缩短发酵周期。5.减少副产物的形成，便于分离纯化。6.原料价格低廉。7.原料尽

7、量不对搅拌和通气产生影响，利于O2的利用率8.利于产品的分离纯化，尽量减少产生“三废”物质。注意代谢调节物的影响：有些物质存在于培养基中往往能明显地促进或抑制发酵产物的形成。1）前体物质；2）诱导剂；3）阻遏物或抑制剂4）金属离子(1)前体物质前体：是指某些化合物添加到发酵培养基中，能直接在生物合成过程中结合到产物中去，而其自身的结构未发生太大变化，却能够提高产物产量的一类物质。在发酵中添加少量的前体物质将有利于产物的合成和显著提高产量，但浓度过大起抑制作用。青霉素：分子量356苯乙酸:分子量13

8、6(2)添加促进剂（诱导物）工业用微生物酶多数为诱导酶，如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等。诱导物的存在能大大强化诱导酶的生物合成。酶的正常底物或底物类似物都可作为诱导物。在各种微生物酶的发酵培养基中必须加入诱导物，例如淀粉、糊精或麦芽糖是淀粉酶或糖化酶的诱导物。只有添加这些物质的培养基，才能获得高产。(1)添加前体物质添加前体物质方法：流加法前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利,一般基础料中仅仅添加0.07%，前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化，用量不要大于0.1％。