EM菌培養(yǎng)基及其制備課件

1、第二章 培養(yǎng)基及其制備本章內(nèi)容簡介：培養(yǎng)基原材料淀粉水解糖的制備糖蜜前處理石油代糧發(fā)酵微生物工程的特征撼瘁機鞋贅紡脯酚蛛沏藍掀撩朝釜婁含群雨丘筆托浩俗組袱邦玻褲忽肄澤EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第1頁，共35頁。第一節(jié) 培養(yǎng)基的原材料一、培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分及用途 光 光能自養(yǎng) 氫、硫、氨 自養(yǎng)菌.能源 亞硝酸鹽、亞鐵鹽 化能自養(yǎng) 碳水化合物等有機物 石油天然氣和石油化工產(chǎn)品 功能：生長、繁殖需要； 異養(yǎng)菌鞋膽嚙剎鎬庶眉丹市杜憂比滄也培峙篷坍痕波叮呀訂奴拼鼓靡啄熾傍碧視EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第2頁，共35頁。 碳酸氣 淀粉水解糖、糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等 石油、正構(gòu)石

2、蠟、天然氣 醋酸、甲醇、乙醇等石油化工產(chǎn)品 功能：提供能量、構(gòu)成菌體、代謝產(chǎn)物的物質(zhì)基礎(chǔ)； 豆餅或蠶蛹水解液、味精廢液.氮源 玉米漿、酒糟水等有機氮 尿素、硫酸銨、氨水、硝酸鹽等無機氮、氣態(tài)氮 功能：構(gòu)成菌體、含氮代謝物；.碳源魏凜渠違哩蛤清蝴茶瓤霖印醫(yī)倉錢便拷捧鼠淖臉杖棘新力液銥瘡可匣粘錄EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第3頁，共35頁。 磷酸鹽、鉀鹽、鈣鹽等礦物鹽.無機鹽 鐵、錳、鈷等微量元素 功能：構(gòu)成菌體，參與酶的組成，維持酶活性，調(diào)節(jié)滲透壓，調(diào)節(jié)pH值，維持氧化還原電位；.特殊生長因子：硫胺素、生物素、對氨基苯甲酸、肌醇等 功能：酶的輔助部分，維持生命活動；.水分 功能：生化

3、反應均在水溶液中進行毖沒訪急梗傭釋替免從洪謠放牡撤煞洼儈捎定外鱉餾嚙庭細出焙適疇雪楚EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第4頁，共35頁。二、培養(yǎng)基的類型 1.依營養(yǎng)物質(zhì)的來源分類 天然培養(yǎng)基；（麥芽汁、玉米粉、麩皮、鋸末等） 合成培養(yǎng)基； （高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等 ） 半合成培養(yǎng)基； （牛肉膏蛋白胨、土豆葡萄糖培養(yǎng)基） 2.依培養(yǎng)基制成的形式分： 液體培養(yǎng)基； 固體培養(yǎng)基； 寇謾出代膜獻停強于忙僚額全黨履罐趣另肯許診踏此跑諺苑牽擰邏魁硝漠EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第5頁，共35頁。3.依培養(yǎng)基主要成分和使用目的來分 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 完全培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基4.根據(jù)生

4、產(chǎn)工藝來分 孢子培養(yǎng)基 種子培養(yǎng)基 發(fā)酵培養(yǎng)基 附：培養(yǎng)基配方舉例挾肘頃張廂躥尸癱葡踞摸藏蒙戒搭堡階裹滅寶蜒瘤曾攪執(zhí)闌彭薯襯腐戀稽EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第6頁，共35頁。三、發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇 發(fā)酵培養(yǎng)基的用途與要求、成分、配比經(jīng)實驗確定，配制時兼顧原料來源、成本及工藝管理；四、原料轉(zhuǎn)換及意義 發(fā)酵培養(yǎng)基中所用原材料，大部分屬于糧食、油脂、蛋白質(zhì)和農(nóng)用肥料，其中山芋粉、玉米粉、淀粉、糊精、麥芽糖等都是可供人畜食用的糧食、油料或以糧食為原料的產(chǎn)品；我國人口眾多，發(fā)酵產(chǎn)品品種和產(chǎn)量與日俱增，每年都消耗大量糧食、油料和蛋白質(zhì)原料。 隨著原料的轉(zhuǎn)換，不僅要選育與原料轉(zhuǎn)換相適應的菌種，同

5、時發(fā)酵的控制方法也不相同。掃花漁隋兩飲漂試場熙犁醚勻元嬸融固猴使戀尼迅肘棍剔彩聊契情鍛炎癡EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第7頁，共35頁。第二節(jié) 淀粉水解糖的制備一、淀粉的性質(zhì)：顆粒狀態(tài)來源，純度淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖：增重11%，還原基團 甜味 呈味物質(zhì) 色澤朔桐語語普炬苑哦伏奎脅娥月后除巋嗆其織彬味郁絆卓給獲帆拖摻酚洽橢EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第8頁，共35頁。飛遞暑海忠肛換雪況拾艘甕膿失窒繪鎂討柿勢屎贓盈戈暴多咀愚訴促凍菜EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第9頁，共35頁。二、淀粉水解糖的制備方法 1.酸解法 2.酶解法 3.酸酶結(jié)合法 酸酶法 酶酸法雇除坪坤構(gòu)

6、萌醛悄因棒節(jié)虧力印功柑桿廊駁擱尸倆程必沖徒棟竄潮蒲咳斜EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第10頁，共35頁。不同的制糖工藝生產(chǎn)的糖液質(zhì)量差別很大保釩稅駕矢傅都邀敖孕檻滬誡儉殊扛脊飽候曾擴慎掙螞劫貓媒椰彤陽咽做EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第11頁，共35頁。雙酶水解法制葡萄糖的優(yōu)點 ：（1）淀粉水解是在酶的作用下進行的，酶解的反應條件比較溫和。（2）微生物作用的專一性強，淀粉的水解副反應少，因而水解糖液純度高，淀粉的轉(zhuǎn)化率高。（3）可在較高淀粉乳濃度下水解。（4）由于微生物酶制劑中菌體細胞的自溶，糖液的營養(yǎng)物質(zhì)較豐富，這就使發(fā)酵培養(yǎng)基的組成可加以簡化。（5）用酶法制得的糖液顏色

7、淺、較純凈、無苦味、質(zhì)量高，有利于糖液的精制。 尹憎龜睡傀扯幻瓷揭紐婦巍勵棘保雛瘁闡籽圃岳誦港衙捌憑峪斡鉻木輪得EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第12頁，共35頁。二、淀粉酸水解理論基礎(chǔ) 淀粉水解成葡萄糖的反應過程中同時發(fā)生：水解反應、復合反應、分解反應；其中水解反應是主要的。 在淀粉糖化過程中，這三種化學反應的關(guān)系如下：淀粉葡萄糖復合二糖 5-羥甲基糖醛復合低聚糖有機酸、有色物質(zhì)等鹽酸 原蒂集嶺筑扼篩詳鋤竄麻脖找桐備沉縛權(quán)梅攙珠錦誤渣沖寡孿蠅闡贖纜武EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第13頁，共35頁。 復合反應：葡萄糖分子間經(jīng)1-6糖苷鍵結(jié)合成龍膽二糖（有苦味）、異麥芽糖和其

8、他低聚糖（合稱復合低聚糖）。 分解反應：葡萄糖羥甲基糠醛有機酸、色素等。 淀粉的水解反應 1.淀粉水解過程 H+ H+3O 進攻糖苷鍵的O-形成共軛酸 糖苷鍵斷裂 2.淀粉酸水解反應動力學 3.影響酸水解的因素 酸的種類 主要因素 濃度 水解溫度皂示射火傭蒜漣捆辱準罷魚勞耙腔侖敗做焚僥濫啥寫唆期遁舅搪拯影碎嘿EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第14頁，共35頁。葡萄糖的復合反應及其影響因素 復合反應：在淀粉的酸糖化過程中，水解生成的葡萄糖受酸和熱的影響，葡萄糖分子之間通過糖苷鍵相聚合，生成二糖、三糖及其他低聚糖。影響復合反應的因素： 1.淀粉濃度的影響（用DE值表示葡萄糖純度）： 2.酸

9、的影響：葡萄糖的分解反應及其影響因素 葡萄糖 5-羥甲基糠醛乙酰丙酸、蟻酸、色素物質(zhì)； 影響因素：濃度、溫度、pH值；唯遂肥堯鄰榆蟄擁檄蛀殿怪哲倍貪宿搐駱孽太萎歌僻粱赤空薪蠻椰以儡己EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第15頁，共35頁。第三節(jié) 糖蜜前處理一、糖蜜的來源與特點二、糖蜜前處理的方法三、谷氨酸發(fā)酵糖蜜前處理遠孽樊梭榴庚忍膀告丹犀秧埔悠悲爽樣牙龐代盅碟誠腳礎(chǔ)潔煤渺褲捷航液EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第16頁，共35頁。 糖蜜是制糖生產(chǎn)時的結(jié)晶母液，它是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。糖蜜主要含有蔗糖，總糖可達50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。 糖蜜除含糖份外，還含

10、有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會對發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進行預處理。定多蛇監(jiān)剎補遵艇趕虎校燒瀝誅誹肅蜀稀睫嗡訴苯付形贅凌幫顱臨肛濤帽EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第17頁，共35頁。不同加工方法對甘蔗糖蜜的影響門拳翠馱皖疆拙降雇銀謗暑窟奇簾痛敷酗揉抗鵬輩目冬湖痙仍對烷褪二叢EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第18頁，共35頁。糖蜜前處理的一般方法1.加酸通風沉淀法（冷酸通風處理法） 通風，沉淀，提高N、O2含量2.加熱加酸沉淀法（熱酸通風沉淀法） 效果比方法1好，但是費時費設(shè)備，不適于大規(guī)模生產(chǎn)3.添加絮凝劑澄清處理法 澄清效果較好目的：通過稀釋，酸化，滅菌，澄清

11、，使之更適于發(fā)酵超肢男欽遲拉蘊澗氖蒙嚴禽毯仇爭秤撾茨莖如離叮擔珊吝珍尼特漚扛犁莎EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第19頁，共35頁。谷氨酸發(fā)酵的糖蜜前處理待處理物質(zhì)：膠體成分（起泡、結(jié)晶）、鈣鹽（結(jié)晶） 生物素（發(fā)酵控制）處理目的：澄清脫鈣脫除生物素民廄菌燙彥堡秸擬蕊抗澳暴渦薛事捷二嘔史韻痔雨樞糊嗅勺久憚壓神摧型EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第20頁，共35頁。糖蜜預處理方法活性炭處理法 稀釋，漂白粉，活性炭，過濾 原理：吸附樹脂處理法 亞硝酸處理法原理：破壞生物素顆恿鋇迸掙輝酶倆吼狐丸魂儀療釬靠是亢霄腫史仕操韶言槍款哇唱泌污象EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第21頁

12、，共35頁。還可以采用以下三種方法脫除生物素：1.添加化學藥劑處理法 原理：增加細胞膜對谷氨酸的滲透性 添加青霉素法 添加表面活性劑 添加抗氧劑法2.追加糖蜜法 原理：當谷氨酸酶系統(tǒng)成熟時過量生物素不影響發(fā)酵，可在此時添加未處理的糖蜜進去繼續(xù)正常生產(chǎn)。3.采用營養(yǎng)缺陷變異株 原理：誘變生物素缺陷型菌株為油酸缺陷型等，是生物素不再影響谷氨酸的積累獰瑩野悸余枷答談像釬盧疹碎豐懶校瑪詐陶瓦垢俱母母扛仰茬榔寶咯鬃趙EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第22頁，共35頁。第四節(jié) 石油代糧發(fā)酵原料石油代糧發(fā)酵： 微生物利用石油化工產(chǎn)品，得到蛋白，氨基酸，抗生素，酶，檸檬酸，維生素等產(chǎn)品。石油代糧發(fā)酵的

13、特點： 不耗糧食； 反應不需高溫高壓耐腐蝕的設(shè)備； 耗氧產(chǎn)熱，因此要求菌種耐高溫； 需保證產(chǎn)物安全無毒；壹崩咱哦釣寫投忌葫話孽走居廁遁僳堿汛副介藤襲沾身忘靴緘丙祭琢企參EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第23頁，共35頁。石油代糧發(fā)酵的原料：各種石油餾分：正烷烴，輕油，燈油等各種石化產(chǎn)品：甲醇，乙醇，醋酸（for 谷氨酸、賴氨酸），乙二醇，丙二醇等石油酵母菌體：為維生素B2和酶的生產(chǎn)提供C、N源（間接石油發(fā)酵）常用：醋酸，乙醇貢憎揩輔且瘤達萎臃圓熊家象域伏革漚蚤煎鱗午嶺江鹽秋驢拄壽夷敵噶盂EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第24頁，共35頁。 一、前體物質(zhì)：前體指某些化合物加入到發(fā)

14、酵培養(yǎng)基中，能直接彼微生物在生物合成過程中合成到產(chǎn)物物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。青霉素：分子量356苯乙酸:分子量136第五節(jié) 前體物質(zhì)、促進劑稼卷正尋薪哩沸憤鼻幻聶虞山曾灑狼翌娩危刨準霓倫纜誹螞慚瓷灣盾出契EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第25頁，共35頁。 作用：前體有助于提高產(chǎn)量和組份 P107用量：前體的用量可以按分子量衡算，具體使用有個轉(zhuǎn)化 率的問題例：6000單位/ml的青霉素G,需要多少苯乙酸 青霉素6000*0.6（微克）36mg/ml 苯乙酸（36*136）/356=13.8mg/ml=1.38%實際使用時的轉(zhuǎn)化

15、率在46-90%之間 例某廠單耗為：0.337（kg/10億青霉素） 轉(zhuǎn)化率為：0.6/(0.337*36/13.8)=68%寓嘎蓖寓裔敬慷鼎佑彤侖攪苔祝吟濃挖退睛戒撲漳釣畢偏陀渡兩鼠牲皿兒EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第26頁，共35頁。用法：前體使用時普遍采用流加的方法 前體一般都有毒性，濃度過大對菌體的生長不利 苯乙酸，一般基礎(chǔ)料中僅僅添加0.07% 前體相對價格較高，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)化率痘麻緬祟福恰墅縫拔駱服躍妒舷爛膏箕跪粱幫厲蔣咽抒損幀廊偉刊釬粘鯉EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第27頁，共35頁。常用的前體物質(zhì)氨基酸菌種前體

16、物質(zhì)產(chǎn)率（%）絲氨酸色氨酸色氨酸蛋氨酸異亮氨酸異亮氨酸蘇氨酸嗜甘油棒狀桿菌異常漢孫酵母麥角菌脫氮極毛桿菌粘質(zhì)賽氏桿菌阿氏棒狀桿菌谷氨酸小球菌甘氨酸氨茴酸吲哚硫代丁酸-氨基丁酸D-蘇氨酸高絲氨酸1.60.81.31.10.81.52.0霄剔涂戒冪脊疏洛熄兄慷候功媒他傭奈絕汀致梅拈蔥嫩蓑候匡林署類靴毖EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第28頁，共35頁。二、促進劑：促進劑是指那些非細胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 促進劑提高產(chǎn)量的機制還不完全清楚，其原因是多方面的。 有些促進劑本身是酶的誘導物； 有些促進劑是表面活性劑，可改善細胞的透性，改善 細胞與氧的接觸從

17、而促進酶的分泌與生產(chǎn)， 也有人認為表面活性劑對酶的表面失活有保護作用； 有些促進劑的作用是沉淀或螯合有害的重金屬離子。唯捅澇瓣此帛濤武豈阮刷燕標霍腔乃浮埃慰腑椅硒渭野斥待鏈墟恭帝韓奉EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第29頁，共35頁。促進劑作用舉例折這洛侄晌執(zhí)忽早垣畜兌啊泛廂焚溢圾篆頸嗣汪晉冠每杜攤季嗜腮某蘸堡EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第30頁，共35頁。發(fā)酵過程的促進劑和抑制劑抗生素被抑制的產(chǎn)物抑制劑鏈霉素去甲基鏈霉素四環(huán)素去甲基金霉素頭孢菌素C利福霉素甘露糖鏈霉素鏈霉素金霉素金霉素頭孢霉素N其他利福霉素甘露聚糖乙硫氨酸溴化物、硫脲硫胺化合物L-蛋氨酸巴比妥藥物鵲躍臻挎

18、朗島閥沃咸澎魚嚨赫徘市撂醫(yī)劍吮顆作腕鍍乖幅撈投吊囂蹦糊饞EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第31頁，共35頁。本章小節(jié) 掌握：培養(yǎng)基的原料；培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分；發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇；淀粉水解糖的制備； 難點：淀粉水解理論基礎(chǔ)；谷氨酸發(fā)酵的糖蜜前處理；生物合成的前體物質(zhì)；發(fā)酵過程中的促進劑和抑制劑；搬荔灣淤鈔緒終畜箭瑰雛謄渡圭耽怠燥椅茁興岔摳藍斬蛋埠瘟靴株探矛婁EM菌培養(yǎng)基及其制備EM菌培養(yǎng)基及其制備第32頁，共35頁。常見培養(yǎng)基的配方舉例營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基： 牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl5g，瓊脂15-20g，水1000ml，pH7.0-7.2；淀粉瓊脂培養(yǎng)基（高氏1號培養(yǎng)基）： 可溶性淀粉20g，KNO31g，NaCl0.5g，K2HPO40.5g，F(xiàn)eSO40.01g，瓊脂20g，水1000ml，pH7.0-7.2;PDA培養(yǎng)基： 馬鈴薯（去皮）200g，蔗糖或葡萄糖15g，瓊脂15-20g，水1