發(fā)酵工程第四章培養(yǎng)基ppt課件

1、授課教師：唐小春授課教師：唐小春動(dòng)物生物技術(shù)系動(dòng)物生物技術(shù)系吉林大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院吉林大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院themegalleryCompany Logo第一節(jié)概述第一節(jié)概述培養(yǎng)基是提供微生物生長繁殖和生物合成各種代謝產(chǎn)物所需要的、按一定比例配制的多種營養(yǎng)物質(zhì)的混合物。一、培養(yǎng)基的組成分批發(fā)酵工藝：每個(gè)階段的培養(yǎng)基不同 菌種發(fā)芽生長 擴(kuò)大菌體繁殖 發(fā)酵罐內(nèi)的菌體生長 產(chǎn)物合成themegalleryCompany Logo（合成培養(yǎng)基）（復(fù)合培養(yǎng)基）（復(fù)合培養(yǎng)基）（復(fù)合培養(yǎng)基）themegalleryCompany Logo第一節(jié)概述二、培養(yǎng)基條件與微生物生理學(xué)和形態(tài)學(xué)的相關(guān)性培養(yǎng)基條件：是指培養(yǎng)基

2、組成、pH值、二價(jià)陽離子、陰離子聚合物、表面活性劑和固形物含量。themegalleryCompany Logo二、條件與微生物生理學(xué)和形態(tài)學(xué)的相關(guān)性二、條件與微生物生理學(xué)和形態(tài)學(xué)的相關(guān)性堿性培養(yǎng)基中：產(chǎn)黃青霉菌的菌絲體短而粗，易成球狀堿性培養(yǎng)基中：產(chǎn)黃青霉菌的菌絲體短而粗，易成球狀體。體。 培養(yǎng)基中加海藻酸或甲基纖維素能誘發(fā)產(chǎn)黃青霉菌和培養(yǎng)基中加海藻酸或甲基纖維素能誘發(fā)產(chǎn)黃青霉菌和黑曲霉菌的菌絲體呈絲狀體生長。黑曲霉菌的菌絲體呈絲狀體生長。二價(jià)陽離子促進(jìn)菌絲體呈球狀，用陰離子聚合物可以阻二價(jià)陽離子促進(jìn)菌絲體呈球狀，用陰離子聚合物可以阻止二價(jià)陽離子的影響。止二價(jià)陽離子的影響。錳能改變黑曲霉菌細(xì)

3、胞壁的成份。錳能改變黑曲霉菌細(xì)胞壁的成份。 檸檬酸發(fā)酵中黑曲霉菌和衣康酸發(fā)酵中土曲霉檸檬酸發(fā)酵中黑曲霉菌和衣康酸發(fā)酵中土曲霉菌），球狀體的菌絲體產(chǎn)酸最高，而產(chǎn)黃青霉菌發(fā)酵青菌），球狀體的菌絲體產(chǎn)酸最高，而產(chǎn)黃青霉菌發(fā)酵青霉素時(shí)，絲狀體的產(chǎn)量最高。霉素時(shí)，絲狀體的產(chǎn)量最高。生物素改變細(xì)胞膜的通透性，減少反饋抑制。（谷氨酸生物素改變細(xì)胞膜的通透性，減少反饋抑制。（谷氨酸發(fā)酵）發(fā)酵）青霉素抑制青霉素抑制G G菌細(xì)胞壁形成，而改變細(xì)胞的通透性。菌細(xì)胞壁形成，而改變細(xì)胞的通透性。表面活性劑改變細(xì)胞的通透性。（酶制劑發(fā)酵）表面活性劑改變細(xì)胞的通透性。（酶制劑發(fā)酵）themegalleryCompany L

4、ogo三、配制工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求三、配制工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求1.1.營養(yǎng)物質(zhì)組成豐富、濃度適當(dāng)，滿足不同時(shí)期營養(yǎng)物質(zhì)組成豐富、濃度適當(dāng)，滿足不同時(shí)期的菌體生理需要。的菌體生理需要。2.2.在一定條件下，各種材料間不能產(chǎn)生生化反應(yīng)，在一定條件下，各種材料間不能產(chǎn)生生化反應(yīng)，理化性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。理化性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。3.3.粘度適中，具有適當(dāng)?shù)臐B透壓粘度適中，具有適當(dāng)?shù)臐B透壓4.4.考慮所選材料與代謝產(chǎn)物合成過程的關(guān)系，使考慮所選材料與代謝產(chǎn)物合成過程的關(guān)系，使主產(chǎn)物合成達(dá)到最高速率，不需要的產(chǎn)物的合成主產(chǎn)物合成達(dá)到最高速率，不需要的產(chǎn)物的合成降至最低。降至最低。5.5.生產(chǎn)過程中既不影響通氣

5、與攪拌的效果，又不生產(chǎn)過程中既不影響通氣與攪拌的效果，又不影響或少影響產(chǎn)物的分離精制和廢物處理。影響或少影響產(chǎn)物的分離精制和廢物處理。6.6.大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)要考慮材料的成本。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)要考慮材料的成本。themegalleryCompany Logo第二節(jié)培養(yǎng)基的成分第二節(jié)培養(yǎng)基的成分碳源碳源氮源氮源無機(jī)鹽和微量元素?zé)o機(jī)鹽和微量元素水水前體前體促進(jìn)劑和抑制劑促進(jìn)劑和抑制劑消沫劑消沫劑themegalleryCompany Logo一、碳源一、碳源 凡是用于構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中凡是用于構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中碳素的營養(yǎng)物質(zhì)均稱為碳源。一般占菌體干碳素的營養(yǎng)物質(zhì)均稱為碳源。一般占菌體干重的

6、重的50%50%，它既是構(gòu)成菌體細(xì)胞和代謝產(chǎn)物，它既是構(gòu)成菌體細(xì)胞和代謝產(chǎn)物的主要元素，又是提供微生物生命活動(dòng)中所的主要元素，又是提供微生物生命活動(dòng)中所需能源的原料。主要有糖、脂、醇、有機(jī)酸需能源的原料。主要有糖、脂、醇、有機(jī)酸其它碳?xì)浠衔?。其它碳?xì)浠衔?。葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、糊精、淀粉等是?xì)菌，放線菌，霉菌，酵母善于利用的碳源，幾乎所用微生物都能利用葡萄糖。但是會(huì)引起葡萄糖效應(yīng)。葡萄糖效應(yīng)：在過多葡萄糖的情況下，葡萄糖不完全氧化的中間產(chǎn)物如丙酮酸、乳酸等會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基的pH下降，從而影響微生物的生長和產(chǎn)物的合成。蔗糖、麥芽糖、乳糖等雙糖常用于抗生素、氨基酸、有機(jī)酸、酶類等的發(fā)酵，可用

7、其純化產(chǎn)品，也可用其糖蜜和乳清。糊精、淀粉等多糖可克服葡萄糖效應(yīng)。且來源豐富、價(jià)格低廉。脂類一般在培養(yǎng)基中糖類物質(zhì)缺乏或微生物生長的某個(gè)階段，微生物可利用其生長。碳酸氣、石油、石蠟、天然氣、甲醇、乙醇等石油化工產(chǎn)品二、氮源二、氮源 是指構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中的氮素的營是指構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中的氮素的營養(yǎng)物質(zhì)。是微生物發(fā)酵中使用的主要原料之一，當(dāng)養(yǎng)物質(zhì)。是微生物發(fā)酵中使用的主要原料之一，當(dāng)培養(yǎng)基中碳源不足時(shí)，可作為補(bǔ)充碳源。主要分為培養(yǎng)基中碳源不足時(shí)，可作為補(bǔ)充碳源。主要分為有機(jī)氮源和無機(jī)氮源。有機(jī)氮源和無機(jī)氮源。常用的有機(jī)氮源：黃豆粉、花生餅粉、棉籽餅粉、常用的有機(jī)氮源：黃豆粉、花生

8、餅粉、棉籽餅粉、玉米漿、蛋白胨、酵母粉、魚粉、菌絲體、酒糟等玉米漿、蛋白胨、酵母粉、魚粉、菌絲體、酒糟等含豐富的蛋白質(zhì)、多肽、游離氨基酸，糖類脂肪、含豐富的蛋白質(zhì)、多肽、游離氨基酸，糖類脂肪、無機(jī)鹽、維生素及生長因子等，微生物生長迅速）。無機(jī)鹽、維生素及生長因子等，微生物生長迅速）。 有機(jī)氮源除了含有豐富的蛋白質(zhì)、肽類、游離有機(jī)氮源除了含有豐富的蛋白質(zhì)、肽類、游離的氨基酸外，還含有少量的糖類、脂肪、無機(jī)鹽和的氨基酸外，還含有少量的糖類、脂肪、無機(jī)鹽和生長因子等，是較理想的營養(yǎng)物質(zhì)。生長因子等，是較理想的營養(yǎng)物質(zhì)。 微生物對(duì)氨基酸的利用是有選擇性的，如纈氨酸既可用于紅霉素鏈霉菌的生長，又可以氮源

9、的形式參加紅霉素的生物合成。在螺旋霉素發(fā)酵中，發(fā)酵培養(yǎng)基里加入L-色氨酸可使螺旋霉素的產(chǎn)量顯著提高，但L-賴氨酸則完全抑制螺旋霉素的生物合成。 黃豆粉是發(fā)酵工業(yè)最常用的有機(jī)氮源，棉籽粉的應(yīng)用也較廣泛。 生產(chǎn)中常用的玉米漿、麩質(zhì)粉是玉米淀粉生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。由于它們的質(zhì)量波動(dòng)較大，因而應(yīng)用受到限制。 有機(jī)氮源成分復(fù)雜可以從多個(gè)方面對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行影響，而另一方面有機(jī)氮源的來源具有不穩(wěn)定性。所以在有機(jī)氮源選取時(shí)和使用過程中，必須考慮原料的波動(dòng)對(duì)發(fā)酵的影響。無機(jī)氮源：成分單一，質(zhì)量較穩(wěn)定。 銨鹽中的氮與細(xì)胞中有機(jī)氮化合物中的氮處于相同的氧化水平，可被菌體直接吸收利用。 硝酸鹽中的氮原子必先還原成氨后

10、，才能被菌體吸收利用。 微生物對(duì)它們的吸收快，所以也稱之謂迅速利用的氮源。但無機(jī)氮源的迅速利用常會(huì)引起pH的變化。 無機(jī)氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用代謝后能形成酸性物質(zhì)的無機(jī)氮源叫生理酸性物質(zhì)，如硫酸胺，若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機(jī)氮源稱為生理堿性物質(zhì)，如硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對(duì)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的pH有積極作用。選擇氮源時(shí)：有機(jī)氮源和無機(jī)氮源應(yīng)當(dāng)混合使用。早期：容易利用易同化的氮源無機(jī)氮源中期：菌體的代謝酶系已形成、則利用蛋白質(zhì)三、無機(jī)鹽和微量元素三、無機(jī)鹽和微量元素磷、硫、鐵、鎂、鈣、鋅、鈷、鉀、鈉、錳、氯等，磷、硫、鐵

11、、鎂、鈣、鋅、鈷、鉀、鈉、錳、氯等，低濃度時(shí)常呈刺激作用，而高濃度時(shí)常表現(xiàn)抑制作用。低濃度時(shí)常呈刺激作用，而高濃度時(shí)常表現(xiàn)抑制作用。通常他們?cè)诟鞣N培養(yǎng)基中已經(jīng)足夠：但不同菌種需求不同同一微生物在不同生長階段對(duì)這些物質(zhì)的最適需求量也不同必需根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果區(qū)別控制主要功能：構(gòu)成菌體成分；作為酶活性基團(tuán)的組成部分或維持酶的活性；調(diào)節(jié)滲透壓、pH值、氧化還原電位等；作為自養(yǎng)菌的能源。Company Logo磷：是構(gòu)成菌體核酸、核蛋白等細(xì)胞質(zhì)的組成成分，是許多輔酶和高能磷酸鍵的成分，又是氧化磷酸化反應(yīng)的必需元素。磷酸鹽既能促進(jìn)菌體的基礎(chǔ)代謝，又能影響許多代謝產(chǎn)物的生物合成。因此磷酸鹽是發(fā)酵生產(chǎn)中的一種限制

12、性營養(yǎng)成分。鐵：是菌體的細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶和過氧化物酶的組成元素。過量可降低抗生素的產(chǎn)量，如青霉素發(fā)酵中，F(xiàn)e2+含量為6ug/ml時(shí)，不影響其生物合成，當(dāng)Fe2+含量達(dá)60ug/ml時(shí)，產(chǎn)量下降30%，當(dāng)Fe2+濃度達(dá)300ug/ml時(shí)，產(chǎn)量下降90%。因此，在鐵制發(fā)酵罐正式投產(chǎn)之前，需要用未接種的培養(yǎng)基運(yùn)轉(zhuǎn)幾批，來去除罐壁上的鐵離子。鋅、鎂、鈷等是某些酶的輔酶或激活劑，過量則呈抑制作用。鋅：是鏈霉素發(fā)酵的必需元素，微量的鋅能促進(jìn)青霉素的發(fā)酵，過量則呈現(xiàn)抑制作用。微量的鋅能促進(jìn)菌體生長和鏈霉素的生物合成。鈉、鉀、鈣雖不是微生物細(xì)胞的構(gòu)成成分，但仍是微生物代謝中不可缺少的無機(jī)元素。鈉：可

13、維持細(xì)胞滲透壓，高含量則對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)有一定影響。鉀：能影響細(xì)胞膜的透性。鈣：可調(diào)節(jié)細(xì)胞透性，還能調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中的磷酸鹽含量。本卷須知： 對(duì)于其它渠道有可能帶入的過多的某種無機(jī)離子和微量元素在發(fā)酵過程中必須加以考慮 使用時(shí)注意鹽的形式pH的變化）四、前體四、前體 某些化合物被加入到培養(yǎng)基后，能夠某些化合物被加入到培養(yǎng)基后，能夠直接在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中，直接在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中，而自身的結(jié)構(gòu)并未發(fā)生太大的變化，卻能而自身的結(jié)構(gòu)并未發(fā)生太大的變化，卻能提高產(chǎn)物的產(chǎn)量，這類小分子稱為前體提高產(chǎn)物的產(chǎn)量，這類小分子稱為前體 例如，青霉素生產(chǎn)中加入玉米漿，其例如，青霉素生產(chǎn)中加入玉

14、米漿，其單位從單位從20U/ml20U/ml增加到增加到100U/ml100U/ml，其中的苯，其中的苯乙胺及其衍生物和一些脂肪酸可以被優(yōu)先乙胺及其衍生物和一些脂肪酸可以被優(yōu)先結(jié)合到青霉素分子中，構(gòu)成青霉素分子的結(jié)合到青霉素分子中，構(gòu)成青霉素分子的組成成分。組成成分。 除了可以提高產(chǎn)量外，還可以形成不除了可以提高產(chǎn)量外，還可以形成不同的青霉素同的青霉素 前體能明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，在一定條件下還能控制菌體合成代謝產(chǎn)物的流向。但濃度過高，則對(duì)菌體的生長有毒副作用。次級(jí)代謝產(chǎn)物的前體，有些是菌體不能合成或合成量很少，如合成青霉素G的苯乙胺用法：前體使用時(shí)普遍采用流加的方法 前體一般都有毒性，濃度過大

15、對(duì)菌體的生長不利 苯乙胺，一般基礎(chǔ)料中僅僅添加0.07% 前體相對(duì)價(jià)格較高，添加過多，容易引起揮發(fā)和氧化，流加也有利于提高前提的轉(zhuǎn)化率。四、促進(jìn)劑和抑制劑促進(jìn)劑：是一類刺激因子，它們并不是前體或營養(yǎng)物質(zhì)，這類物質(zhì)加入或者可以影響微生物的正常代謝，或者促進(jìn)中間代謝產(chǎn)物的積累，或者提高次級(jí)代謝產(chǎn)物的量。例如：“九二零”，促進(jìn)某些放線菌的生長，縮短發(fā)酵周期，提高抗生素的產(chǎn)量。 巴比妥，增加鏈霉素產(chǎn)生菌的抗自溶能力，達(dá)到推遲菌體自溶的目的，增加抗生素的積累。 硫氰化芐，降低產(chǎn)生菌的呼吸，降低代謝速度，抗生素合成增加。抑制劑：在發(fā)酵過程中通過加入抑制劑會(huì)抑制某些代謝途徑的進(jìn)行，同時(shí)刺激另一代謝途徑改變代

16、謝途徑）促進(jìn)劑提高產(chǎn)量的機(jī)制：1有些促進(jìn)劑本身是酶的誘導(dǎo)物；2有些促進(jìn)劑是表面活性劑，可改善細(xì)胞的透性，改善 細(xì)胞與氧的接觸從而促進(jìn)酶的分泌與生產(chǎn)，3也有人認(rèn)為表面活性劑對(duì)酶的表面失活有保護(hù)作用；4有些促進(jìn)劑的作用是沉淀或螯合有害的重金屬離子。五、水五、水 水占了細(xì)胞重量的絕大部分，也是一切化學(xué)反應(yīng)和營養(yǎng)物質(zhì)傳遞的介質(zhì)，所以水的質(zhì)量對(duì)微生物的生長繁殖和產(chǎn)物合成極為重要，因此注意水質(zhì)對(duì)發(fā)酵的影響。 水的硬度太大，往往會(huì)引起某些營養(yǎng)成分的沉淀。 主要考慮參數(shù)包括pH值、溶解氧、可溶性固體、污染程度以及物質(zhì)組成和含量。 六、消沫劑六、消沫劑 工業(yè)發(fā)酵中常用一些消沫劑消除發(fā)酵中產(chǎn)生工業(yè)發(fā)酵中常用一些消

17、沫劑消除發(fā)酵中產(chǎn)生的泡沫，防止逃液和染菌，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。的泡沫，防止逃液和染菌，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 消沫劑一般采用表面活性物質(zhì)，當(dāng)泡沫的表消沫劑一般采用表面活性物質(zhì)，當(dāng)泡沫的表面存在有極性表面活性物質(zhì)形成的雙電層時(shí)，加面存在有極性表面活性物質(zhì)形成的雙電層時(shí)，加入另一種極性相反的表面活性物質(zhì)，可以中和電入另一種極性相反的表面活性物質(zhì)，可以中和電性，破壞泡沫的穩(wěn)定性，使泡沫破碎；或者加入性，破壞泡沫的穩(wěn)定性，使泡沫破碎；或者加入更強(qiáng)極性的物質(zhì)與發(fā)泡劑爭(zhēng)奪泡沫表面上的空間，更強(qiáng)極性的物質(zhì)與發(fā)泡劑爭(zhēng)奪泡沫表面上的空間，引起力的不平衡，促使泡沫破碎。引起力的不平衡，促使泡沫破碎。常用的消沫劑：天

18、然油脂、聚醚類、高級(jí)醇、脂常用的消沫劑：天然油脂、聚醚類、高級(jí)醇、脂肪酸等肪酸等第三節(jié)培養(yǎng)基的種類與選擇第三節(jié)培養(yǎng)基的種類與選擇一、培養(yǎng)基的種類一、培養(yǎng)基的種類按生產(chǎn)目的和過程分為：孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基按組成成分：復(fù)合培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基按狀態(tài)：固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基按用途：選擇性培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、富集培養(yǎng)基、原生質(zhì)體再生培養(yǎng)基、抗生素生物效價(jià)檢測(cè)用的生物檢測(cè)培養(yǎng)基等。themegalleryCompany Logo復(fù)合培養(yǎng)基：是采用化學(xué)成分還不清楚或不恒定的各種植物和動(dòng)物組織或微生物的浸出物、水解液等物質(zhì)(例如牛肉膏、酵母膏、麥芽汁、蛋白胨等) 與一些無機(jī)鹽組成的

19、培養(yǎng)基。q 原料來源豐富(大多為農(nóng)副產(chǎn)品)、價(jià)格低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn) q 原料質(zhì)量等方面不加控制會(huì)影響生產(chǎn)穩(wěn)定性 按組成成分：復(fù)合培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基q 大多數(shù)微生物都能在此培養(yǎng)基上生長繁殖合成培養(yǎng)基：是用化學(xué)成分和數(shù)量完全了解的各種營養(yǎng)物質(zhì)組成q 適合于研究菌種基本代謝過程的物質(zhì)變化規(guī)律以及在實(shí)驗(yàn)室范圍作有關(guān)營養(yǎng)、代謝、分類鑒定、生物測(cè)定及選育菌種、遺傳分析等定量研究工作。 q 培養(yǎng)基營養(yǎng)單一，價(jià)格較高，不適合用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn) q 成分明確、穩(wěn)定、重復(fù)性強(qiáng)，可以減少不能控制的因素q 一般微生物在合成培養(yǎng)基上生長較慢，有些微生物營養(yǎng)要求復(fù)雜，在合成培養(yǎng)基上不能生長液體培養(yǎng)基：常用于大規(guī)模的工業(yè)

20、生產(chǎn)。 發(fā)酵工業(yè)多用作培養(yǎng)種子和發(fā)酵的培養(yǎng)基。 根據(jù)微生物對(duì)氧的要求情況，分別作靜止或通風(fēng)攪拌培養(yǎng)。 在菌種篩選工作和菌種培養(yǎng)工作中，也常用液體培養(yǎng)基進(jìn)行搖瓶培養(yǎng) 微生物在液體培養(yǎng)基中生長的情況有時(shí)也可用作鑒定菌種的參考。按狀態(tài)：固體、半固體培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基生理代謝/菌種篩選種子培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)固體培養(yǎng)基：用于菌種的培養(yǎng)和保存。是在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑配成的，最常用的凝固劑是瓊脂。半固體培養(yǎng)基：用于菌種鑒定、細(xì)菌運(yùn)動(dòng)觀察和噬菌體效價(jià)滴定。 分類：斜面試管、平板等 固體培養(yǎng)基在菌種的分離、保藏、菌落特征的觀察、活菌計(jì)數(shù)和鑒定菌種方面是不可缺少的。按用途：按用途：增殖培養(yǎng)基：可以配制成適合某種微生

21、物生長而不適合其他微生物生長，從而達(dá)到從自然界分離這種微生物的目的。鑒別培養(yǎng)基：是根據(jù)微生物能否利用培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)成分，借助指示劑的顯色反應(yīng)，以鑒別不同種類的微生物。選擇培養(yǎng)基：是在培養(yǎng)基內(nèi)加入某種化學(xué)物質(zhì)以抑制不需要菌的生長，而促進(jìn)某種需要菌的生長。(一一)孢子培養(yǎng)基孢子培養(yǎng)基用途：供制備孢子用。用途：供制備孢子用。 要求：能使孢子迅速發(fā)芽和生長，能形成大量的優(yōu)要求：能使孢子迅速發(fā)芽和生長，能形成大量的優(yōu)質(zhì)孢子，但不能引起菌種變異。質(zhì)孢子，但不能引起菌種變異。 本卷須知：基質(zhì)濃度特別是有機(jī)氮源要低些，本卷須知：基質(zhì)濃度特別是有機(jī)氮源要低些，無機(jī)鹽濃度要適量。無機(jī)鹽濃度要適量。 孢子培養(yǎng)基成

22、分因菌不同而異，常用的有麩皮培養(yǎng)孢子培養(yǎng)基成分因菌不同而異，常用的有麩皮培養(yǎng)基、大小米培養(yǎng)基、瓊脂斜面培養(yǎng)基等?；?、大小米培養(yǎng)基、瓊脂斜面培養(yǎng)基等。按生產(chǎn)目的和過程：用途：供孢子發(fā)芽和菌體生長、繁殖用。用途：供孢子發(fā)芽和菌體生長、繁殖用。常用原料：因菌不同而不同，常用的有葡常用原料：因菌不同而不同，常用的有葡萄糖、糊精、蛋白胨、玉米漿、酵母粉、硫酸萄糖、糊精、蛋白胨、玉米漿、酵母粉、硫酸銨、尿素、硫酸鎂、磷酸鹽等。銨、尿素、硫酸鎂、磷酸鹽等。(二)種子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基特點(diǎn)：必須有較完全和豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，特別需要充足的氮源和生長因子。2. 種子培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度不必太高。供孢子發(fā)芽生長用

23、的種子培養(yǎng)基，可添加一些易被吸收利用的碳源和氮源。3. 種子培養(yǎng)基成分還應(yīng)考慮與發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分相近。(三三)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基 用途：供菌體生長繁殖和合成大量代謝產(chǎn)用途：供菌體生長繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物用的。物用的。要求：營養(yǎng)成分和粘度適中，同時(shí)考慮各要求：營養(yǎng)成分和粘度適中，同時(shí)考慮各種生化代謝過程，產(chǎn)物合成期種生化代謝過程，產(chǎn)物合成期pH值等條件不易值等條件不易發(fā)生大的變動(dòng)，也不能影響產(chǎn)物的分離提純。發(fā)生大的變動(dòng)，也不能影響產(chǎn)物的分離提純。（1根據(jù)產(chǎn)物合成的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)培養(yǎng)基： 對(duì)菌體生長與產(chǎn)物相偶聯(lián)的發(fā)酵類型，充分滿足細(xì)胞生長繁殖的培養(yǎng)基就能獲得最大的產(chǎn)物。 對(duì)于生產(chǎn)氨基酸等含氮的

24、化合物時(shí)，它的發(fā)酵培養(yǎng)基除供給充足的碳源物質(zhì)外，還應(yīng)該添加足夠的銨鹽或尿素等氮素化合物。（2發(fā)酵培養(yǎng)基的各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度應(yīng)盡可能高些，這樣在同等或相近的轉(zhuǎn)化率條件下有利于提高單位容積發(fā)酵罐的利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益。（3發(fā)酵培養(yǎng)基需耗用大量原料，因此，原料來源、原材料的質(zhì)量以及價(jià)格等必須予以重視。四、培養(yǎng)基確定方法四、培養(yǎng)基確定方法（1做好調(diào)查研究工作，了解菌種的來源、生活習(xí)慣、生理生化特性和一般的營養(yǎng)要求；（2根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)基成分，初步確定可能的培養(yǎng)基成分；（3通過單因子實(shí)驗(yàn)最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分（4確定各成分最適的濃度，為減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)常采用一些合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。（5再確定各種

25、重要的金屬和非金屬離子對(duì)發(fā)酵的影響，即對(duì)各種無機(jī)元素的營養(yǎng)要求，試驗(yàn)其最高、最低和最適用量。（6有些發(fā)酵產(chǎn)物，如抗生素等，除了配制培養(yǎng)基以外，還要通過中間補(bǔ)料法，一面對(duì)碳及氮的代謝予以適當(dāng)?shù)目刂?，一面間歇添加各種養(yǎng)料和前體類物質(zhì)，引導(dǎo)發(fā)酵走向合成產(chǎn)物的途徑。（7根據(jù)生產(chǎn)和科學(xué)研究的需要選擇培養(yǎng)基類型 工業(yè)上，液體深層培養(yǎng)具有占地面積小、發(fā)酵效率高、操作方便、易于機(jī)械化相自動(dòng)化生產(chǎn)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。所以，發(fā)酵工業(yè)中大多采用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)種子和進(jìn)行液體發(fā)酵，并根據(jù)微生物對(duì)氧氣的要求，分別作表面靜止培養(yǎng)或深層通氣培養(yǎng)。(8)根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益選擇培養(yǎng)基原料 考慮經(jīng)濟(jì)節(jié)約，盡量少用或不用主糧，努力節(jié)約用糧，或以其他原料代糧。 糖類是主要的碳源。碳源的代用方向主要是尋找植物淀粉、纖維水解物，以廢糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工業(yè)葡萄糖代替食用葡萄糖。同時(shí)，使用稀薄的培養(yǎng)基，適當(dāng)減少碳氮配比 有機(jī)氮源的節(jié)約和代替主要為減少或代替黃豆餅粉、花生餅粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有豐富蛋白質(zhì)的原料。代用的原料可以是棉籽餅粉、玉米漿、蠶蛹粉、以及各種食品工業(yè)下腳料等。這些代用品大多蛋白質(zhì)含量豐富，氮源充足，價(jià)格低廉，便于就地取材，方便運(yùn)輸。第四節(jié)影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素第四節(jié)影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素一、原材料質(zhì)量的影響一、原材料質(zhì)量的