发酵工业原料与发酵培养基ppt课件

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1、本课内容发酵工业原料发酵培养基的设计培养基和空气的灭菌发酵工业原料纯糖单糖：葡萄糖、木糖双糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖天然原料淀粉类：红薯粉、玉米粉、马铃薯粉糖蜜类：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜纤维素类：稻草、秸秆在微生物发酵工业中，作为碳源被大量消耗的糖类原料的充足供应是至关重要的。纯糖原料葡萄糖：发酵工业最常用的单糖，由淀粉加工制备。被广泛用于抗生素、氨基酸、有机酸等的发酵生产中。双糖：纯制的蔗糖、麦芽糖、乳糖也被用于工业发酵，主要用于抗生素、氨基酸、有机酸、酶类的发酵。β-D-葡萄糖麦芽糖（葡萄糖-α-1，4葡萄糖）淀粉类原料淀粉是由葡萄糖单元组成的多糖，包括直链淀粉和支链淀粉两种组分，在

2、种子、块茎和块根中含量丰富。淀粉类原料红薯：sweetpotato，学名Ipomoeabatatas。起源于南美洲，随着哥伦布发现新大陆（1492）而传入亚洲和欧洲。于16世纪末经菲律宾传入中国，乾隆二十年前后在中国各地传播。红薯在世界范围内的生产分布以亚洲最多，其次非洲。中国在这方面具有绝对优势，种植面积占世界的70%，产量占80%以上。淀粉类原料红薯不但可以在土质恶劣的土壤中生长，而且对肥料和水的需求量也很小，是一种环境友好型的农作物。不仅是块根，其茎叶也可以作为食品或饲料加以利用。比较作物栽培相关的能量产出与投入比，水稻为0.6，大麦小于1.0，而红薯为1.4。目前广泛种植

3、的红薯品种的块根中淀粉的含量在30%左右，在许多地区作为主食或准主食。现在也被大量加工成饲料，在工业上则大部分被用于制造红薯淀粉。淀粉类原料红薯作为淀粉原料的优点是淀粉纯度高，易于蒸煮糊化，为以后的糖化发酵创造有利条件。缺点是其中的树脂妨碍发酵，果胶含量较多，所以甲醇的生成量较大。另外，鲜红薯容易腐败，不好保存。因为其高产量的优势，除了作为饲料，有些公司（如丰田汽车公司）也计划未来将红薯转化为生物塑料或生物能源。淀粉类原料玉米：corn，maize，学名ZeamaysLinnaeus。原产于南美墨西哥等地，由哥伦布带回欧洲。玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一，种植面积仅次于小麦

4、和水稻而居第三位。全球有两大著名玉米黄金带，分别位于美国和中国。其中美国的总产量世界第一（50%），中国第二（20%）。淀粉类原料玉米颗粒的成分以淀粉为主，也有一定量的脂肪和蛋白质，但几乎不含Lys和Trp两种人体必需氨基酸，所以营养价值不如其它谷物。玉米不仅是人们的口粮和“饲料之王”，也是重要工业原料，可加工成的工业产品达3000多种。玉米加工业的产品极为丰富，包括淀粉、淀粉糖、酒精、酶制剂、调味品、药用、化工等系列。但主要是淀粉及酒精，其它产品多是这两个产品更深层次的加工品或生产的副产品，具有较高的附加值和利润。淀粉类原料玉米常常与现代生物技术、政治经济等问题相关联。如用于生

5、产生物降解塑料（聚乳酸）、生产汽油添加用乙醇等。研究人员正在努力开发新技术，以将玉米的芯、茎叶等组织中的纤维素形式的生物质biomass进行糖化，从而作为生产乙醇和乳酸的原料。今后玉米不但是一种重要的粮食资源，更将作为生产燃料、塑料等产品的原料而在世界政治经济中占有重要的一席之地。淀粉类原料木薯：cassava，Manihotesculentacranez，原产南美，16世纪传入非洲，18世纪传入亚洲。生长于热带和亚热带地区。是强健的多年生植物，呈灌木状，根粗而长，根茎富含淀粉。属于高产作物，容易栽培。木薯有许多优良特性：可在贫瘠的土地上生长，耐瘠、耐水、耐旱，不易受病虫害威胁，

6、不需挖掘即可在土中贮藏。淀粉类原料木薯对于人类而言，是与水稻、小麦、玉米同等重要的四大粮食作物之一，世界上大约有十分之一的人口主要依靠木薯提供能量。世界粮食组织将其作为应对‘贫困饥荒’的普及作物之一而大力推荐。在世界范围，非洲的产量占43%，亚洲占35%，拉丁美洲占22%。在中国则盛产于南方的广东、广西、福建、台湾等地。淀粉类原料木薯是良好的发酵工业原料，新鲜块根内含~33%的淀粉，品质较纯，颗粒大，加工方便。作为发酵原料的木薯淀粉主要用于乙醇发酵和氨基酸（Glu、Lys）等的发酵生产。其它类淀粉：大米、小麦、大麦等来源的淀粉，因为食用价值较高，很少用作工业发酵的原料。在我国山地

7、面积比重很大，有许多野生植物也含有大量的淀粉，用来代替谷类和薯类原料，可以节约工业用粮。糖蜜原料糖蜜：molasses，制糖工业的副产品。制糖过程中，糖液经浓缩析出结晶糖后，残留的棕褐色黏稠液体。按照制糖使用的原料不同可分为甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜。糖蜜中含有大量可发酵糖（主要是蔗糖），含量40~60%。还含有较多的氨基酸和微生物生长所需的有机物，因此是优良的发酵原料。并且是所有发酵原料中价格最低廉的。糖蜜原料甜菜：sugarbeet，Betavulgaris，生长在寒冷地区，主产地是