第4章：发酵工业培养基.ppt

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1、工业发酵培养基概念与共性设计配制与原则灭菌类型成分与功能培养基多快好省碳源氮源矿质养分生长因子水前体活性物质固态发酵液态发酵半固态发酵斜面培养基种子培养基发酵培养基分批灭菌连续灭菌组成确定5点注意事项对底物的利用速率C/N浓度pH原料第4章：发酵工业培养基§4.1发酵工业培养基概述一.概念1.培养基提供微生物生长、繁殖及代谢需要的营养基质。2.发酵工业培养基：能用于工业生产的微生物培养基二.确定培养基组成的原则！！有利于细胞快速繁殖；有利于积累大量的发酵产物。三.培养基的成分、配比对发酵的影响1.微生物生长：2.发酵产品的生物合成量、速度及提取的难易程度：3.产品的产量、

2、质量：§4.2发酵生产的培养基类型根生产工艺的要求及用途可分为3类：一.斜面培养基1.作用：供菌种活化、保存、繁殖用。2.对斜面培养基的要求：①使菌体生长快、繁殖快、健壮；②不易引起菌种变异。3.组成特点：①C、N源物质：不宜过多，尤其是C源，多了易引起pH波动；②无机盐浓度：亦要适当控制，以免引起菌种特性变化。二.种子培养基1.制备发酵“种子”（发酵剂）的目的提高发酵罐的利用率：为了增加发酵罐的接种量，往往先将斜面菌种在种子罐中繁殖到一定数量，以缩短菌体在发酵罐内生长繁殖所需时间，缩短延滞期，提高发酵罐的设备利用率。2.发酵级数菌种从种子罐到发酵罐扩大的次数。二级发酵＝

3、1个种子罐+１个发酵罐；三级发酵＝２个种子罐+１个发酵罐；在三级发酵中，将小种子罐（一级种子罐）的菌剂接入到较大的二级种子罐中培养，繁殖后再接入发酵罐中。3.设计发酵级数依据的3大原则：①菌种的性质（孢子数、孢子发芽率及生长率）：单位体积或重量的孢子浓度大、发芽快、生长快的菌种，发酵级数少，否则，级数多；②发酵罐中种子的最低接种量：接种量少者，级数少；否则，级数多（多次繁殖才能得到足够的接种量）；③种子罐容积（V1）与发酵罐的容积（V2）比：容积差异或V2/V1比值愈大，级数愈多。4.对种子的3大要求：纯：无杂菌；壮：健壮，活力旺盛，繁殖快；多：有足够的数量。5.对种子培

4、养基成分的要求：目的：菌种繁殖快；数量多①丰富、完全、特异、浓度适当：繁殖快②易被菌体吸收利用：速效③尽量与发酵培养基接近：减少延滞期,“宾至如归”④C/N控制合理：过大，产酸，→pH稳定⑤非连动型产物之发酵：种子培养基不需添加形成产物所需前体等特殊物质6.注意事项①种子扩大条件与发酵条件一致：种子培养基的主要成分和培养条件：应尽可能与发酵培养基及发酵条件一致，以减少菌种转入发酵罐后菌体为适应新环境而进行的酶诱导等生理适应，使菌种迅速转入旺盛生长繁殖；②不考虑产物合成所需的特殊成分：对于非生长连动型产物的发酵，种子培养基不需要添加用于形成产物的前体等特殊物质（次生代谢产物

5、形成所需的物质），以节约生产成本。只考虑细胞繁殖数量，不考虑产物合成三.发酵培养基！！！用于发酵产品生产的培养基1.作用：两大功能①.提供菌体生长繁殖所需各种营养成分：②.提供发酵产品生物合成所需原料：2.要求①能满足细胞快速繁殖的需要：短时间得到大量细胞培养基成分适当丰富、完全、具特异性：“因菌而异”适合于该菌种的生理特性，菌体生长、繁殖迅速、健壮，能在较短周期内得到大量的细胞数。②含有目标代谢产物合成必需的前体、活性因子：③培养基要适当丰富与完全：防止“大量速效养分抑制次级代谢产物合成”3.目的“两快、两多”菌体：生长快而健壮，细胞数量多：目的：代谢产物合成速度快，数

6、量多：四.培养基类型的其他分法（一）.按纯度划分1.合成培养基：生理研究，用化学试剂配；2.天然培养基：用植物、动物或微生物等天然有机材料或农副产品下脚料配制。发酵工业最重要优点：“不纯”→①营养丰富：适于微生物快速生长繁殖与目的产物合成；②不需另加微量元素、维生素：③来源广泛，价格低廉：缺点：组分复杂，不易重复→影响生产稳定性。（二）.按状态分1.固态：用途：菌种分离、保存；真菌子实体生产；真菌酶制剂生产；放线菌活菌制剂生产等2.半固态：琼脂:0.5%～0.8%。①菌种鉴定：细菌“运动特征”观察；②小曲酒生产：糖化、酒化并行；3.液体培养基：！！发酵工业最重要的培养基，

7、O2与养分传递容易。§4.2发酵培养基原料设计工业发酵培养基组成时，除了营养要求外，还要考虑：原料来源与生产成本工业培养基原料选择3原则：A.营养特性：营养丰富B.原料来源：来源广泛C.生产成本：价格低廉原料类型：6种普通原料：碳源，氮源，矿质养分，生长因子；特殊原料：前体，活性因子一、碳源及其主要功能（一）.生理功能A.菌体生长、繁殖：提供碳源、能源B.目的产物合成：提供C架、能源（二）.常用碳源①糖类（淀粉）②油脂③有机酸④低碳醇等在碳源严重缺乏时，Pr水解物AA亦可作为C源。工业发酵所用天然C源（玉米粉，薯干粉、野生植物