发酵工业原料及其处理

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1、第三章发酵工业原料及其处理第一节培养基的选择和确定第二节培养工艺的确定方法第一节培养基的选择和确定一、培养基的营养成分二、培养基的用途三、发酵培养基的选择四、培养基成分的营养与作用五、培养基确定方法六、正交试验在培养基确定中的应用一、培养基的营养成分培养基：人工配制的供微生物生长、繁殖、代谢和合成人们所需产物的营养物质和原料，同时，培养基也为微生物提供除营养外的其它生长所必须的环境条件。微生物的营养活动，是依靠向外界分泌大量的酶．将周围环境中大分子的蛋白质、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

2、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。二、培养基的用途筛选菌种保藏菌种检验杂菌培养种子发酵生产（一）培养基的分类1、按培养基组成物质的化学成分合成培养基天然培养基。2、按物理性质固体液体3、按用途选择性培养基鉴别培养基富集培养基等（1）天然培养基采用化学成分还不清楚或化学成分还不恒定的各种植物和动物组织或微生物的浸出物、水解液等物质(例如牛肉膏、酵母膏、麦芽汁、蛋白胨等)制成的。适合于各类异养微生物生长，而一般自养微生物都不能生长。1、按培养基组成物质的

3、化学成分（2）合成培养基是用化学成分和数量完全了解的物质配制而成的。成分精确，重复性强，可以减少不能控制的因素。适用于在实验室范围作有关营养、代谢、分类鉴定、生物测定及选育菌种、遗传分析等定量研究工作。但一般微生物在合成培养基上生长较慢，有些微生物营养要求复杂，在合成培养基上不能生长。（3）半合成培养基多数培养基配制是采用一部分天然有机物作碳源、氮源和生长因子的来源，再适当加入一些化学药品以补充无机盐成分，使其更能充分满足微生物对营养的需要。大多数微生物都能在此培养基上生长繁殖。因此，在微生物工业生产上和试验研究中被广泛使用。（1）液体培养基：常用于大规模的工业生产及生理

4、代谢等基本理论研究工作。发酵工业多用作培养种子和发酵的培养基。在菌种筛选工作和菌种培养工作中，也常用液体培养基进行摇瓶培养微生物在液体培养基中生长的情况有时也可用作鉴定菌种的参考。2、按物理性质生理代谢菌种筛选种子培养发酵培养（2）固体培养基分类：斜面试管、平板等是在液体培养基中加入凝固剂配成的，最常用的凝固剂是琼脂。作用：固体培养基在菌种的分离、保藏、菌落特征的观察、活菌计数和鉴定菌种方面是不可缺少的。在制曲、酶制剂、柠檬酸等生产中，用来培养霉菌等的固体种子和发酵培养基是由麸皮等农作物加无机元素等制成。增殖培养基：可以配制成适合某种微生物生长而不适合其他微生物生长，从而

5、达到从自然界分离这种微生物的目的。鉴别培养基：是根据微生物能否利用培养基中某种营养成分，借助指示剂的显色反应，以鉴别不同种类的微生物。选择培养基：是在培养基内加入某种化学物质以抑制不需要菌的生长，而促进某种需要菌的生长。3、按用途（二）发酵生产中的培养基类型工业发酵中培养基往往是依据生产流程和作用分为：斜面培养基种子培养基发酵培养基1、斜面培养基作用：供微生物细胞生长繁殖，包括细菌、酵母等的斜面培养基以及霉菌、放线菌生孢子培养基或麸曲培养基等。这类培养基主要作用是供给细胞生长繁殖所需的各类营养物质。特点：富含有机氮源，少含或不含糖分。有机氮有利于菌体的生长繁殖，能获得更多

6、的细胞。对于放线菌或霉菌的产孢子培养基，则氮源和碳源均不宜太丰富，否则容易长菌丝而较少形成孢子。斜面培养基中宜加少量无机盐类，供给必要的生长因子和微量元素。2、种子培养基（包括摇瓶种子和小罐种子培养基）培养种子的目的：扩大培养，增加细胞数量；同时也必须培养出强壮、健康、活性高的细胞。为了使细胞迅速进行分裂或菌丝快速生长。种子培养基特点：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。种子培养基中各种营养物质的浓度不必太高。供孢子发芽生长用的种子培养基，可添加一些易被吸收利用的碳源和氮源。种子培养基成分还应考虑与发酵培养基的主要成分相近。发酵培养基是发酵生产中最

7、主要的培养基，它不仅耗用大量的原材料，而且也是决定发酵生产成功与否的重要因素。3、发酵培养基发酵培养基的设计和注意事项（1）提供必要的营养成分：培养基成分必须满足细胞生长，代谢活动和合成产物所需的基本要求。（2）配制合适的浓度：可以从发酵动力学有关生长、产物合成和基质利用物料平衡的关系中大致推算所需原料或大致计算出所需主要原料的需要量。（3）主成分与其他成分的配比。（4）控制合适的pH：微生物的生长繁殖或产物的合成往往需要—定的pH环境，在最适pH值下有利于加快各种酶的反应。因此在整个发酵过程中应使培养基的pH适合于微生物生长