發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基設(shè)計(jì)課件

第三章

發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基P411、單位培養(yǎng)基能產(chǎn)生最大量的目的產(chǎn)物2、能使目的產(chǎn)物的合成速率最大3、副產(chǎn)物合成的量最少4、質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格低廉、易于長(zhǎng)期獲得5、盡量不影響后處理發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的要求P41一、培養(yǎng)基的類(lèi)型和用途p48根據(jù)來(lái)源分：根據(jù)主要成分或使用目的分：根據(jù)用途分：天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基孢子培養(yǎng)基——供制備孢子用；種子培養(yǎng)基——滿足菌種生長(zhǎng)；發(fā)酵培養(yǎng)基——滿足大生產(chǎn)中大量菌體生長(zhǎng)和繁殖以及代謝產(chǎn)物積累營(yíng)養(yǎng)不能太豐富，尤其是有機(jī)氮源；無(wú)機(jī)鹽濃度要適量，否則會(huì)影響孢子量和孢子顏色；注意pH和濕度營(yíng)養(yǎng)要求比較豐富和完全，氮源和維生素含量也要高一些除含有菌體生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體物質(zhì)和促進(jìn)劑等谷氨酸發(fā)酵種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基配方培養(yǎng)基成分種子培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基淀粉水解糖(%)2.512.5玉米漿(%2.5-3.50.5-0.8K2HPO4(%)0.150.15MgSO4(%)0.040.06尿素0.43Fe2+,Mn2+各2ppm各2ppm白酒發(fā)酵：固體發(fā)酵培養(yǎng)基；果酒發(fā)酵：果汁啤酒發(fā)酵：麥芽汁不同的發(fā)酵產(chǎn)物，不同的菌種所選擇的發(fā)酵培養(yǎng)基是不同的?！?、發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來(lái)源P42碳源氮源無(wú)機(jī)鹽和微量元素水生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)(一)、碳源碳源功能：為微生物菌種的生長(zhǎng)繁殖提供能源和合成菌體所必需的碳成分為合成目的產(chǎn)物提供所需的碳成分葡萄糖：最容易利用，但過(guò)多會(huì)加快呼吸，導(dǎo)致溶氧不足、pH下降，抑制生長(zhǎng)與產(chǎn)物合成糖蜜：含糖（蔗糖）、氮類(lèi)化合物、無(wú)機(jī)鹽、維生素等，常用于丙酮丁醇生產(chǎn)淀粉糊精：需經(jīng)胞外酶水解后才能利用，可克服葡萄糖代謝過(guò)快的弊端，價(jià)格低廉，常用玉米淀粉、小麥淀粉、甘薯淀粉糖蜜：制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。將提純的甘蔗汁或甜菜汁蒸濃至帶有晶體的糖膏，用離心機(jī)分出結(jié)晶糖后所余的母液，叫“蜜糖”。這種第一糖蜜中還含有多量蔗糖，可重復(fù)上法而得是第二、第三糖蜜等。最后得到一種母液，無(wú)法再蒸濃結(jié)晶，稱(chēng)廢糖蜜，即糖蜜。糖蜜2、油和脂肪油、脂肪甘油＋脂肪酸CO2＋H2OATP脂肪酶氧氣※供氧要充足，否則會(huì)使有機(jī)酸積累，引起pH下降常用豆油、菜油、葵花籽油、豬油、魚(yú)油、棉籽油3、有機(jī)酸會(huì)使pH上升CH3COONa＋O2→CO2+H2O+NaOH常用：乳酸、檸檬酸、乙酸4、烴和醇類(lèi)正烷烴（C14～18)、乙醇氮源種類(lèi)1、有機(jī)氮源種類(lèi)：花生餅粉、黃豆餅粉、棉籽餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚(yú)粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體、酒糟等※特點(diǎn)：菌體生長(zhǎng)旺盛、菌絲濃度增長(zhǎng)迅速花生餅粉酒糟玉米漿（cornsteepliquor,CSL）

用亞硫酸浸泡玉米而得的浸泡液的濃縮液，也是玉米淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品

雖然主要用作氮源，但它含有豐富的氨基酸、核酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽等，常用作為提供生長(zhǎng)因子的物質(zhì)。2、無(wú)機(jī)氮源種類(lèi)：銨鹽、硝酸鹽、氨水等可引起pH變化磷酸鹽硫酸鎂鉀鹽微量元素磷是某些蛋白質(zhì)和核酸的組成成分。磷酸鹽在培養(yǎng)基中還具有緩沖作用。工業(yè)上常用K3PO4?3H2O、K3PO4和Na2HPO4?12H2O、NaH2PO4?2H2O等磷酸鹽，也可用磷酸。①除了組成某些細(xì)胞的葉綠素成分外，并不參與任何細(xì)胞物質(zhì)的合成；②處于離子狀態(tài)時(shí)，是許多重要的酶（己糖磷酸化酶，檸檬酸脫氫酶、羧化酶等）的激活劑；③不但影響基質(zhì)的氧化，還影響蛋白質(zhì)的合成①鉀離子與細(xì)胞滲透壓和透性有關(guān)；②是許多酶的激活劑；③促進(jìn)糖代謝①Zn、Co、Mn、Cu等元素大部分作為酶的輔基和激活劑；②一般作為碳、氮源的農(nóng)副產(chǎn)品天然原料中，本身就含有某些微量元素，不必另加；③特例：VB12的生產(chǎn)，由于鈷是其組成成分，Co的需要量隨產(chǎn)物的增加而增加，因此在培養(yǎng)基中需加入氯化鈷以補(bǔ)充鈷（四）、水發(fā)酵工廠要求恒定水源地表水地下水地下水中分布最廣的是鉀、鈉、鎂、鈣、氯、硫酸根和碳酸氫根

7種離子

（五）、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)1、生長(zhǎng)因子廣義說(shuō)，凡是微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物質(zhì)都稱(chēng)為生長(zhǎng)因子(又稱(chēng)生長(zhǎng)素)，包括氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等；狹義說(shuō)，生長(zhǎng)素僅指維生素。2、前體P47※是指加到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過(guò)程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因其加入而有較大的提高的一類(lèi)化合物。3、產(chǎn)物合成促進(jìn)劑促進(jìn)劑：細(xì)胞生長(zhǎng)非必需，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑,稱(chēng)為促進(jìn)劑。常用促進(jìn)劑表面活性劑——洗凈劑（脂肪酰胺磺酸鈉）、吐溫80（聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯）、植酸等二乙胺四乙酸（EDTA）大豆油抽提物黃血鹽（三水亞鐵氰化鉀，K4[Fe(CN)6].3H2O

）甲醇促進(jìn)劑能促進(jìn)產(chǎn)量增加的原因：主要是改進(jìn)了細(xì)胞的滲透性，增強(qiáng)了氧的傳遞速度，改善了菌體對(duì)氧的有效利用。（1）在酶制劑發(fā)酵過(guò)程中，加入某些誘導(dǎo)物、表面活性劑及其他一些產(chǎn)酶促進(jìn)劑，可以大大增加菌體的產(chǎn)酶量。（2）抗生素工業(yè)在發(fā)酵過(guò)程中加入某些促進(jìn)劑或抑制劑，?？纱龠M(jìn)抗生素的生物合成?？股氐囊种苿┛股乇灰种频漠a(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、巰基苯并噻唑、硫脲嘧啶、硫脲去甲基金霉素金霉素磺胺化合物、乙硫氨酸頭孢菌素C頭孢菌素NL-蛋氨酸利福霉素B其他利福霉素巴比妥藥物（2）抗生素工業(yè)在發(fā)酵過(guò)程中加入某些促進(jìn)劑或抑制劑，?？纱龠M(jìn)抗生素的生物合成。如：巴比妥能夠增加鏈霉素產(chǎn)生菌的抗自溶能力，達(dá)到推遲菌體自溶的目的。