第三章培养基设计ppt课件.ppt

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1、大纲要求：掌握培养基的主要营养成分及其作用。了解培养基的主要类型及其特征。掌握培养基配方设计的一般思路。第三章工业发酵培养基设计能力培养能正确选择工业发酵培养基的材料；能配制适合不同发酵阶段需要的培养基。第三章工业发酵培养基第一节培养基的要求及成分来源第二节培养基类型第三节培养基的设计原理和优化方法***培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。发酵培养基的作用：满足菌体的生长促进产物的形成第一节培养基的要求及成分来源一、设计工业发酵的培养基应遵循原则***1

2、、必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分；2、有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质的转换率。3、有利于提高产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。4、有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。5、尽量减少副产物的形成，便于产物分离纯化。6、原料价格低廉，质量稳定，取材容易。7、所用的原料尽可能减少对发酵过程中的通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率。降低能耗。8、有利于产品的分离纯化，并尽可能减少“三废”物质。二、培养基的营养成分1、碳源构成菌体细胞和代谢产物的主要元素，提供生物生命活动中所需能源的原料。糖类、油脂、有机酸、低碳醇和碳氢化

3、合物。速效碳(葡萄糖)：迅速利用的碳源，有利于菌体的生长。但对许多产物合成有阻遏作用。缓效碳（糊精）：多数有利于产物的形成。***边糖化边发酵工艺原理及应用。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过量使用往往会引起“葡萄糖效应”葡萄糖过多，会引起葡萄糖效应***即会过分地加速菌体的呼吸，使培养基中的溶解氧供不应求，使一些中间代谢产物（如丙酮酸、乳酸、乙酸等）不能完全氧化而积累在菌体内或培养基中，导致pH下降，影响某些酶的活性，从而抑制微生物的生长和产物的合成。②糖蜜糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜

4、葡萄糖蜜。不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大淀粉制糖过程考察指标葡萄糖值——DE值(dextroseequivalentvalue)DX值糖化液中葡萄糖含量占干物质的百分率为DX值。不用加工方法对甘蔗糖蜜的影响糖蜜使用的注意点：除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。例：谷氨酸发酵有害物质：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结晶）生物素（发酵控制）预处理：澄清→脱钙→脱除生物素例：柠檬酸发酵有害物质：铁离子含量高（导致异柠檬酸的生成）可用亚铁氰化钾，除铁。②淀粉、糊精使用条件：微生物必须能分泌水解淀

5、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等。优点：来源广泛、价格低难利用，可以解除葡萄糖效应。例：地衣牙孢杆菌生产α-淀粉酶碳源对生长和产酶的影响碳源细胞量α-淀粉酶葡萄糖4.20蔗糖4.020糊精3.0638.2淀粉3.0940.2③、醇类：甘露醇、甘油、低浓度的乙醇。④、脂肪酸：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸。油酸和亚油酸⑤、正烷烃：14C至18C的直链烷烃混合物。嗜碱芽胞杆菌(AC-2)中碳源对碱性纤维素酶分泌的影响结果：各种碳源相差不大推论：该菌种的碱性纤维素酶为组成型苏勤，

6、林业化学与工业，2004二、氮源氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水尿素，硫酸铵（铵盐）、气态氮特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如：(NH4)2SO4→2NH3+2H2SO4NaNO3+4H2→NH3+2H2O+NaOH生理酸性物质，如硫酸胺生理碱性物质，如硝酸钠***正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。***所以选择合适的无机氮源有两层意义：(1)满足

7、菌体生长;(2)稳定和调节发酵过程中的pH。在制液体曲时，用NaNO3作氮源，菌丝体长得粗壮，培养时间短，且糖化能力较高。因为NaNO3的代谢得到的NaOH可中和曲霉生长中释放的酸，使pH稳定在工艺要求的范围之内。举例：以链霉素为例，合成1mol链霉素需要消耗7mol的NH3。生产中采用流加氨水。***使用氨水时要注意：(1)要少量多次流加，加强搅拌，防止局部过碱。（2）使用前用石棉等介质过滤，除去多种嗜碱性微生物，防止染菌。氨水毛霉产蛋白酶的研究陈涛，中国酿造，2004初始pH的影响:pH偏酸比较好，中性蛋白酶影响大无机氮源的影响：硫酸铵>硝酸铵>

8、硝酸钠>尿素2、有机氮源来源：花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉