第3章 发酵工业的培养基及原料处理-jiang.ppt

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1、第三章发酵工业的培养基及原料处理一、发酵生产上使用的培养基及要求二、培养基的主要原料三、原料的处理四、培养基的灭菌菌种筛选摇瓶试验发酵罐试验放大试验后处理培养基是提供微生物生长、繁殖及代谢需要的营养基质，最主要是有利于积累大量的微生物产品。培养基成分和配比合适与否，对微生物的生长、产品的生成、提取，甚至最后对成品的产量、质量都会产生相当大的影响。根据生产工艺的不同，发酵生产上采用的培养基一般可分为斜面培养基、种子培养基和发酵培养基，而种子培养基有可以有摇瓶种子、固体孢子种子、一级种子、二级种子等。一、发酵生产上使用的

2、培养基及要求1、斜面培养基：斜面培养基是供菌种繁殖、扩大之用，对这种培养基的要求是能够使菌体长得快而健壮，而且不易引起菌种变异。一般斜面培养基中碳源和氮源含量不宜过多，特别是碳源，多了会引起pH波动，无机盐浓度也要控制适当，以免影响菌种特性。2、孢子培养基：供菌种繁殖孢子的一种固体培养基，要求使菌体生长迅速，产生数量较多的优质孢子，并且不引起菌种的变异，因此在配置上要求:营养不能太丰富，否则不易产孢无机盐浓度要适当，不然会影响孢子量和孢子的颜色(质量)注意pH和湿度。常用的孢子培养基有：麸皮培养基、小米培养基、大米培

3、养基、玉米碎屑培养基等。它们含氮量低，疏松、表面积大，是较好的产孢子培养基。3、种子培养基：有摇瓶种子和种子罐用的种子培养基等。对种子培养要求做到纯种、健壮、活力旺盛，并有足够的数量，以满足下一级菌种生长繁殖需要。因此，种子培养基要求营养物质适当的丰富和完全，培养基成分易于被菌体吸收，但浓度不宜过高，控制碳氮比，保持培养过程中pH稳定在适当范围内。另外种子培养基的主要成分和培养条件应尽可能同发酵培养基保持一致，以缩短延迟期，使菌种迅速转入旺盛生长。4、发酵培养基：发酵培养基是要求最严格的培养基，它具有双重任务，一是供

4、菌体生长繁殖，二是使菌种能够大量产生发酵产品。因此发酵培养基的营养成分即要丰富和完全，又要求严格控制，尤其是那些对发酵产物的形成有严重影响的成分。工业生产用培养基不同于实验室，需要更多的考虑原料的来源与成本！二、培养基的主要原料碳源物质：纯糖：葡萄糖、蔗糖葡萄糖母液：糖蜜：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜淀粉、糊精等多糖：玉米淀粉、甘薯淀粉、野生植物淀粉纤维素、半纤维素类物质：秸秆亚硫酸纸浆废液：其它：油脂、有机酸、低级醇类等氮源物质：有机氮源：豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、酵母粉、酵母膏、蛋白胨、玉米浆、鱼粉、蚕蛹粉、尿素等无机氮

5、源：铵盐：如硫酸铵(生理酸性盐)硝酸盐：如硝酸钠(中性盐)无机盐：磷、硫、镁、钾、钙、铁、钠等元素一般以无机盐的形式加入。微量元素：铜、锌、钴、锰、钼等微量元素一般在复合培养基中都存在，无需单独加入，某些特殊需要的都是以无机盐的形式加入。生长因子：一般在复合培养基中都存在无需单独加入。实例：(一种抗生素的发酵培养基)玉米淀粉：100克豆饼粉：20克酵母粉：10克硫酸铵：0.25克磷酸氢二钾：0.1克碳酸钙：1克微量元素混合液：1ml水：1000mlpH：7.2(消前)实例：(谷氨酸发酵培养基)水解糖：10～10.5％

6、玉米浆：0.3～0.55％磷酸氢二钠：0.17％氯化钾：0.03％硫酸镁：0.06％pH：6.7～7.0初尿：1.8～2.0％流加：0.8～1％三、原料的处理原料处理的目的：微生物工业的原料多采用一些天然的物质，它们大多是农副产品或其它工业的下脚料，使用这些原料具有来源丰富、价格低廉，除含有丰富的碳氮源外，还有维生素和微量元素、具有一定的缓冲能力等，这些都是有利的方面。但是这些原料也有不利的方面，如：营养成分不完全明确，原料的来源不同、加工不同都会影响其品质，对生产上有一定的影响，因此需要根据具体的情况进行处理。预处

7、理：粉碎、除杂、去壳、过筛等淀粉质原料的处理：目的：一些微生物缺乏淀粉酶，需要将淀粉质原料转化为短链糊精、寡糖、双糖或单糖后才能利用。淀粉水调浆(17～21％)加0.5～0.8％的HClpH1.0～1.5水解罐升温糖化开始蒸汽压力0.3～0.5kg/cm2，进料完毕后升压至2.8～3.0kg/cm2保持15～30分钟水解糖液（DE=90～92%）冷却至70℃（一）、淀粉的酸水解：酸水解速度快，常用于氨基酸、核苷酸发酵，工艺过程如下：接下页加NaOH中和至pH4.0～4.5加0.1％活性炭脱色(60℃)过滤水解糖液DE

8、=×100％还原糖干物质（二）、淀粉酶法水解工艺过程：淀粉水调浆(35～40％)加-淀粉酶pH6.0加热保温液化pH5.5～6.080～90℃30～60分钟加热灭酶120℃，15分钟升温灭酶，110℃30～60分钟冷却至60℃，调pH4.5～5.0添加糖化酶60℃，48～72小时糖化液糖液(DE=90～92％)淀粉的分解:淀粉是葡萄糖通过糖苷