發(fā)酵學(xué)培養(yǎng)基

發(fā)酵學(xué)培養(yǎng)基第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)概述第二節(jié)培養(yǎng)基的成分第三節(jié)培養(yǎng)基的種類與選擇第四節(jié)影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三一、培養(yǎng)基的定義二、配制工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求第一節(jié)概述第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三培養(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)基的定義分批發(fā)酵工藝：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)物合成培養(yǎng)基的優(yōu)劣影響菌體繁殖產(chǎn)物的合成產(chǎn)品的分離精制產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三堿性培養(yǎng)基中：產(chǎn)黃青霉菌的菌絲體短而粗，易成球狀體。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。二價陽離子促進(jìn)菌絲體呈球狀，用陰離子聚合物可以阻止二價陽離子的影響。檸檬酸發(fā)酵中（黑曲霉菌）和衣康酸發(fā)酵中（土曲霉菌），菌絲體為球狀體時的產(chǎn)酸最高，而產(chǎn)黃青霉菌發(fā)酵青霉素時，絲狀體時的產(chǎn)量最高。生物素改變細(xì)胞膜的通透性，減少反饋抑制。（谷氨酸發(fā)酵）青霉素抑制G＋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）第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三二、配制工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求1.營養(yǎng)物質(zhì)組成豐富、濃度適當(dāng)。2.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)相對穩(wěn)定。3.粘度適中，具有適當(dāng)?shù)臐B透壓4.

主產(chǎn)物合成達(dá)到最高速率，發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少。5.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。6.大規(guī)模生產(chǎn)時要考慮材料的成本。第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)培養(yǎng)基的成分碳源氮源無機(jī)離子促進(jìn)劑和抑制劑水分生長因子前體第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三一、碳源

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。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中所需能源的原料。第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三葡萄糖：葡萄糖、淀粉水解液蔗糖：甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜、粗紅糖、精白糖、乳糖：純?nèi)樘?、乳清粉淀粉：大麥、大米、燕麥粉、黑麥粉、玉米、野生植物、薯類等工業(yè)常用的碳源還有脂肪、有機(jī)酸和醇、烴類化合物、食品工廠的下腳料等。糖類第9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三糖蜜糖蜜是制糖生產(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(dá)50%～75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。除糖份外，含有較多的雜質(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(jìn)行預(yù)處理。例：谷氨酸發(fā)酵有害物質(zhì)：膠體成分（起泡、結(jié)晶）、鈣鹽（結(jié)晶）生物素（發(fā)酵控制）預(yù)處理：澄清→脫鈣→脫除生物素例：檸檬酸發(fā)酵有害物質(zhì)：鐵離子含量高（導(dǎo)致異檸檬酸的生成）預(yù)處理：→黃血鹽第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三淀粉用于抗生素、氨基酸、核苷酸、有機(jī)酸、醇、酶制劑等發(fā)酵生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)：來源廣泛、價格低，可解除葡萄糖效應(yīng)。缺點(diǎn)：難利用。微生物必須能分泌水解淀粉的酶類發(fā)酵液比較稠、一般>2.0%時加入一定的α-淀粉酶第11頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三脂肪霉菌和放線菌可以用脂肪作為碳源。發(fā)酵過程中加油脂主要是用于消沫和補(bǔ)充碳源。利用油脂作碳源需要大量的氧，供氧不充分易產(chǎn)生過量有機(jī)酸而降低pH值，且油脂貯藏過程易酸敗。

第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三有機(jī)酸、醇

主要在單細(xì)胞蛋白、氨基酸、維生素和某些抗生素的發(fā)酵生產(chǎn)中作為碳源。甘油是最常用的補(bǔ)充碳源，常用于抗生素和甾體轉(zhuǎn)化的發(fā)酵中，而山梨醇是生物Vc的重要中間體。第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三碳?xì)浠衔铮ǜ鞣N烴類）

多為各種石油產(chǎn)品，已在單細(xì)胞蛋白、氨基酸、核甘酸、有機(jī)酸、維生素、酶類、糖類、某些抗生素發(fā)酵中應(yīng)用。最常用效果最好是正十六烷。裂烴棒狀菌RT的抗青霉素突變株用正十六烷生產(chǎn)谷氨酸，可達(dá)每升84g/L。用正十六烷和正十四烷生產(chǎn)α-酮戊二酸、檸檬酸、VB12等。常用的烴有甲烷、乙烷、丁烷、C12-C20等各種烷烴。第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三二、氮源

是指構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中的氮素的營養(yǎng)物質(zhì)。其主要功能是構(gòu)成微生物菌體的細(xì)胞物質(zhì)（如氨基酸、蛋白質(zhì)、核算等）和含氮的代謝產(chǎn)物。主要分為有機(jī)氮源和無機(jī)氮源。第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三含有豐富的蛋白質(zhì)、肽類、游離的氨基酸含有少量的糖類、脂肪、無機(jī)鹽和生長因子等。1.有機(jī)氮源：蛋白胨：多由動物組織或植物水解制備黃豆餅粉：全脂、低脂、脫脂三類棉籽餅粉：低溫提取油脂、高溫提取油脂，青霉素生產(chǎn)等玉米漿：玉米淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，干玉米漿和液態(tài)玉米漿，含可溶性蛋白、生長因子（生物素），硫、磷、微量元素等酵母粉：含蛋白質(zhì)，氨基酸、維生素等，來自啤酒酵母和面包酵母尿素：相對單一，流加時溫度不宜過高，否則游離氨過多，使pH升高，一般在培養(yǎng)基冷卻后加入。第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三成分復(fù)雜：除提供氮源外，有些有機(jī)氮源還提供大量的無機(jī)鹽及生長因子。例玉米漿：①可溶性蛋白、生長因子（生物素）、苯乙酸②較多的乳酸③硫、磷、微量元素等第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三有機(jī)氮源成分復(fù)雜可以從多個方面對發(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)氮源選取時和使用過程中，必須考慮原料的波動對發(fā)酵的影響，經(jīng)常需要搖瓶小試。第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三2.無機(jī)氮源銨鹽中的氮與細(xì)胞中的有機(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，才能被菌體吸收利用。銨鹽、硝酸鹽和氨水：成分單一，質(zhì)量較穩(wěn)定第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三特點(diǎn)：微生物對它們的吸收快，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引起pH的變化如：生理酸性物質(zhì)生理堿性物質(zhì)所以選擇合適的無機(jī)氮源有兩層意義：滿足菌體生長穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中的pH第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三三、無機(jī)鹽和微量元素磷、硫、鐵、鎂、鈣、鋅、鈷、鉀、鈉、錳、氯等，低濃度時常呈刺激作用，而高濃度時常表現(xiàn)抑制作用。無機(jī)鹽類是微生物生命活動所不可缺少的物質(zhì)。主要功用是：①構(gòu)成菌體成分；②作為酶活性基團(tuán)的組成部分或維持酶的活性；③調(diào)節(jié)滲透壓、pH值、氧化還原電位等；第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三磷：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。硫：含硫氨基酸（胱氨酸，半胱氨酸，蛋氨酸等）的組成部分，輔酶的活性基。鈉、鉀、鈣：可維持細(xì)胞滲透壓，可調(diào)節(jié)細(xì)胞透性，一些酶的激活劑。鎂：激活一些酶活性。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。（青霉素發(fā)酵）鋅：是鏈霉素發(fā)酵的必需元素，微量的鋅能促進(jìn)鏈霉素、青霉素的發(fā)酵。鈷：是VB12組成元素之一，適量可提高產(chǎn)量。第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三A.對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例：鐵離子：青霉素發(fā)酵中，鐵離子的濃度要小于20μg/ml

發(fā)酵罐必須進(jìn)行表面處理注意事項(xiàng)B、使用時注意鹽的形式（pH的變化）例：黑曲酶NRRL-330,生產(chǎn)α-淀粉酶，P對酶活的影響

pH酶活不加4.25120分鐘加K2HPO45.4530分鐘加KH2PO44.6275分鐘第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三

從廣義上講，凡是微生物生長不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。

四、生長因子

如谷氨酸生產(chǎn)菌均為生物素缺陷型，以生物素為生長因子,生長因子對發(fā)酵的調(diào)控起到重要的作用。

有機(jī)氮源是這些生長因子的重要來源，多數(shù)有機(jī)氮源含有較多的B簇維生素和微量元素及一些微生物生長不可缺少的生長因子第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三一些維生素生長因子及其生理功能維生素生理功能維生素B1（硫胺素）脫羧酶輔酶，與酮基轉(zhuǎn)移有關(guān)維生素B2（核黃素）構(gòu)成黃素單核苷酸和黃素腺嘌呤二核苷酸，作為電子傳遞鏈中的遞H體維生素B3（泛酸）輔酶A（CoA）的前體物質(zhì)之一，遞?；w，是細(xì)胞內(nèi)多種酶的輔酶維生素B5（煙酸）又稱尼克酸，是輔酶I，輔酶II的前體，參與細(xì)胞內(nèi)很多氧化還原反應(yīng)維生素B6（吡哆醇）其磷酸酯是轉(zhuǎn)氨輔酶，也與氨酸酸消旋和脫羧有關(guān)維生素B11（葉酸）構(gòu)成四氫葉酸，傳遞各種C1分子維生素B12（鈷胺素）變位酶輔酶維生素H（生物素）硫辛酸羧化酶輔酶，在脂肪酸代謝中有重要作用遞酰基體，常與CoA、VB1協(xié)同作用第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三如合成青霉素G的苯乙酸五、前體指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能被微生物在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，其自身結(jié)構(gòu)并無多大變化，但產(chǎn)物產(chǎn)量卻因前體的加入有較大提高。青霉素：分子量356苯乙酸:分子量136第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三濃度過高，則對菌體的生長有毒副作用。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體的轉(zhuǎn)化率用法：前體使用時普遍采用流加的方法

一般基礎(chǔ)料中僅僅添加0.07%。Why？第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三幾種常見的前體產(chǎn)物前體產(chǎn)物前體青霉素G苯乙酸等維生素B12鈷化物青霉素O烯丙基-巰基乙酸絲氨酸甘氨酸青霉素V苯氧乙酸色氨酸吲哚、氨茴酸鏈霉素肌醇、精氨酸等蛋氨酸2-羥基-4-甲基硫代丁酸金霉素氯化物等異亮氨酸D-蘇氨酸紅霉素丙酸、丙醇等蘇氨酸高絲氨酸灰黃霉素氯化物第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、產(chǎn)物促進(jìn)劑所謂產(chǎn)物促進(jìn)劑是指那些非細(xì)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。第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三促進(jìn)劑提高產(chǎn)量的機(jī)制：有些促進(jìn)劑本身是酶的誘導(dǎo)物；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)，也有人認(rèn)為表面活性劑對酶的表面失活有保護(hù)作用；有些促進(jìn)劑的作用是沉淀或螯合有害的重金屬離子。第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三

有些抑制劑可抑制某些合成產(chǎn)物的途徑而使代謝向所需產(chǎn)物的途徑轉(zhuǎn)化，常常被用在抗生素和有機(jī)溶劑發(fā)酵中。氯霉素、植酸、草酸等能抑制噬菌體的繁殖，可用于氨基酸發(fā)酵。七、抑制劑第31頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)酵工業(yè)常用的抑制劑產(chǎn)物被抑制產(chǎn)物抑制劑鏈霉素甘露糖鏈霉素甘露聚糖去甲基鏈霉素鏈霉素乙硫氨酸四環(huán)素金霉素溴化物、硫脲去甲基金霉素金霉素硫磺化合物、乙硫氨酸頭孢菌素C頭孢霉素NL-蛋氨酸利福霉素B其他利福霉素巴必妥藥物甘油乙醇亞硫酸鹽第32頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三八、水分水源質(zhì)量的主要考慮參數(shù)包括pH值、溶解氧、可溶性固體、污染程度以及礦物質(zhì)組成和含量。水是良好的溶劑，菌體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)都是溶解于水中被吸收的。滲透、分泌、排泄等作用都是以水為媒介的；水直接參與代謝作用中的許多反應(yīng)。所以，水在生物化學(xué)反應(yīng)中占有極為重要的地位。水的比熱高，能有效地吸收代謝過程中所放出的熱，使細(xì)胞內(nèi)溫度不致驟然上升。水是熱的良導(dǎo)體，有利于放熱，可調(diào)節(jié)細(xì)胞的溫度。第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三九、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)生的泡沫，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。常用的消沫劑有植物油脂、動物油脂和一些化學(xué)合成的高分子化合物。第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)培養(yǎng)基的種類與選擇一、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、抗生素生物效價檢測用的生物檢測培養(yǎng)基等。第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三(一)孢子培養(yǎng)基用途：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)質(zhì)孢子，但不能引起菌種變異。注意事項(xiàng)：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。

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（?。┟着囵B(yǎng)基、瓊脂斜面培養(yǎng)基等。第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三

用途：供孢子發(fā)芽和菌體生長繁殖用。

要求：營養(yǎng)成分是易被菌體吸收利用的，同時要比較豐富與完整，其中氮源和維生素的含量應(yīng)略高些，但總濃度以略稀薄為宜，以便菌體的生長繁殖。

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、硫酸銨、尿素、硫酸鎂、磷酸鹽等。

(二)種子培養(yǎng)基第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三種子培養(yǎng)基特點(diǎn)：1.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。第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三(三)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)物用的要求：營養(yǎng)成分和粘度適中，同時考慮各種生化代謝過程，產(chǎn)物合成期pH值等條件不易發(fā)生大的變動，也不能影響產(chǎn)物的分離提純。

發(fā)酵培養(yǎng)基是發(fā)酵生產(chǎn)中最主要的培養(yǎng)基，它不僅耗用大量的原材料，而且也是決定發(fā)酵生產(chǎn)成功與否的重要因素。設(shè)計(jì)時應(yīng)慎重考慮。第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三二、培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)和篩選1.確定培養(yǎng)基的組成

碳源、氮源、pH、生長因子、前體、促進(jìn)劑、泡沫、原材料2.確定培養(yǎng)基成分的基本配比和濃度

C、N濃度及比例，生理酸堿性物質(zhì)比例、無機(jī)鹽濃度等3.培養(yǎng)基的篩選單因素、正交試驗(yàn)、均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面法等第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三三、培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)1.pH的控制在微生物培養(yǎng)過程中加入酸或堿或流加某些營養(yǎng)物質(zhì)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH；注意有些營養(yǎng)物質(zhì)被利用后培養(yǎng)基的pH變化情況.控制pH最常用的方法是在培養(yǎng)基中添加具有一定緩沖能力的物質(zhì)作為營養(yǎng)物，如以磷酸鹽作為磷的成分；或者避免使用容易產(chǎn)生生理酸性或堿性成分，使培養(yǎng)基pH波動太大的物質(zhì)。第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三2.避免產(chǎn)生微生物不能利用的物質(zhì)或形成沉淀葡萄糖與銨鹽或氨基酸的氨基在滅菌高溫下作用形成深褐色物質(zhì)。這種物質(zhì)不被微生物利用。因此這兩類營養(yǎng)物不宜直接配在一起進(jìn)行滅菌，而應(yīng)采用分開滅菌后再加入發(fā)酵罐內(nèi)。硫酸銨中的SO42-與鈣鹽易形成難溶的硫酸鈣，因此二者也不宜直接配成培養(yǎng)基。第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三3.注意代謝調(diào)節(jié)物的影響：有些物質(zhì)存在于培養(yǎng)基中往往能明顯地促進(jìn)或抑制發(fā)酵產(chǎn)物的形成。例如：前體物質(zhì)、誘導(dǎo)劑、阻遏物、抑制劑、金屬離子第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素一、原材料質(zhì)量的影響有機(jī)氮源：加工用的原材料品種、產(chǎn)地、加工方法和儲存條件。（黃豆餅粉、玉米漿、蛋白胨等）碳源：淀粉、葡萄糖和乳糖-不同的原料、產(chǎn)地、加工方法油脂：原料（豆油、玉米油、米糠油、雜魚油）以及儲藏條件和時間的影響

質(zhì)量控制：監(jiān)測各種有機(jī)氮源中的蛋白質(zhì)、磷、脂肪和水分的含量，注意酸價變化；重視儲藏溫度和時間無機(jī)鹽和前體物第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三二、水質(zhì)的影響大生產(chǎn)中使用的水有深井水、自來水、地表水和蒸餾水。含有的無機(jī)離子和有機(jī)物的含量不同。措施：定期檢測水質(zhì)，地表水應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚淼?5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三三、滅菌的影響工業(yè)發(fā)酵中常采用飽和蒸汽滅菌方法殺滅培養(yǎng)基中的有機(jī)體。糖類（還原糖）與氨基酸（賴氨酸）、肽類或蛋白質(zhì)等有機(jī)氮源一起加熱，會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成5-甲基糠醛和棕色的類黑精；糖類還能與磷酸鹽產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，形成棕色色素；措施：將糖與其他物質(zhì)分別滅菌第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三四、其他影響因素pH值：改變營養(yǎng)物質(zhì)的濃度比例，尤其是生理酸堿性物質(zhì)的用量來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH值為主，用酸堿調(diào)節(jié)為輔。培養(yǎng)基粘度：為保證滅菌質(zhì)量，盡量使培養(yǎng)基液體化第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三概念培養(yǎng)基生理酸性物質(zhì)生理堿性物質(zhì)生長因子前體第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三要點(diǎn)1.培養(yǎng)基的組成要素2.配制工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求3.培養(yǎng)基的種類4.影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三根據(jù)原料淀粉的性質(zhì)和水解使用的催化劑的不同酸解法（acidhydrolysisprocess)

水解的方法酶解法(enzymatic

hydrolysis

process)

酸酶結(jié)合法(acid-enzymatichydrolysis)補(bǔ)充內(nèi)容：淀粉水解糖的制備在工業(yè)生產(chǎn)中，將淀粉水解為葡萄糖（glucose）的過程稱淀粉的糖化，制得的溶液叫淀粉水解糖。第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三

一、淀粉水解制糖的意義大多數(shù)微生物不能直接利用淀粉（所有的氨基酸生產(chǎn)菌不能直接利用）2.有些微生物能夠直接利用淀粉作原料，但必須在微生物產(chǎn)生淀粉酶后才能進(jìn)行，過程緩慢，發(fā)酵周期延長。3.若直接利用淀粉作原料，滅菌過程的高溫會導(dǎo)致淀粉結(jié)塊，發(fā)酵液粘度劇增。第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三二、淀粉水解糖的制備方法及原理（一）酸解法（acidhydrolysismethod）以酸為催化劑，在高溫高壓下使淀粉水解生成葡萄糖的方法。

第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三1.水解過程：總反應(yīng)式：(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6過程：(C6H10O5)n(C6H10O5)xC12H22O11C6H12O6

淀粉糊精麥芽糖葡萄糖

H+對作用點(diǎn)無選擇性，-1,4-糖苷鍵和-1,6-糖苷鍵均被切斷。第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三2.葡萄糖的復(fù)合反應(yīng)和分解反應(yīng)在水解過程中，由于受到酸和熱的作用，一部分葡萄糖會發(fā)生復(fù)合反應(yīng)和分解反應(yīng)。第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三

淀粉

葡萄糖復(fù)合二糖5‘－羥甲基糠醛復(fù)合低聚糖有機(jī)酸、有色物質(zhì)損失葡萄糖量

7％<1％復(fù)合反應(yīng)分解反應(yīng)鹽酸第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三不利影響：（1）降低了葡萄糖的收率。（2）給產(chǎn)物的提取和糖化液的精制帶來困難。復(fù)合反應(yīng)：生成的多數(shù)復(fù)合糖不能被微生物利用，使發(fā)酵結(jié)束時殘?zhí)歉?。分解反?yīng)：生成的5‘－羥甲基糠醛是產(chǎn)生色素的根源，增加了糖化液精制脫色的困難。第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三如何控制分解反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)的發(fā)生？（1）淀粉乳濃度（2）酸濃度不能過高（3）溫度第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三

3.評價優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，水解時間短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備周轉(zhuǎn)快。缺點(diǎn)：（1）副產(chǎn)物多，影響糖液純度，一般DE值只有90％左右。（2）對淀粉原料要求嚴(yán)格，不能用粗淀粉，只能用純度較高的精制淀粉。第58頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三DE值：dextroseequivalentvalue

（葡萄糖當(dāng)量值）表示淀粉糖的含糖量。還原糖含量（％）DE值＝

100％干物質(zhì)含量（％）第59頁，共68頁，