第三章 工业发酵培养基 2015-4

第三章 工业发酵培养基第一节 工业发酵培养基的成分 第二节 工业发酵培养基的类型和配 方设计 第三节 影响培养基质量的因素 第四节 原料转换的意义

知识目标1、了解工业发酵培养基原料转换的意义 2、了解工业发酵培养基配方设计的一般思路 3、理解影响工业发酵培养基质量的因素 4、掌握工业发酵培养基的主要成分及其作用 5、掌握工业发酵培养基的主要类型及其特征

能力目标1、能正确选择工业发酵培养基的原料 2、能配制适合不同发酵阶段需要的培养基

概述培养基(Medium) :广义上讲培养基是指一切 可供微生物细胞生长 繁殖所需的一组营养物质 和原料。是人工配制的供微生物、植物和动物细 胞生长、繁殖和合成人们所需要产物的营养物质 和原料，同时培养基也为微生物培养提供除营养 外的其它生长所必须的环境条件。

发酵培养基的作用： 满足菌体的生长 促进产物的形成

第一节 工业发酵培养基的成分工业发酵培养基与实验室培养基的成分基 本相同，一般都含有碳源、氮源、无机盐 (包括微量元素)以及生长因子和水等。 此外，为了合成特殊产物或工艺控制要求， 有的发酵培养基还需加入前体、抑制剂、 促进剂或消沫剂等。

一、碳源：凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的 营养物质叫做碳源。包含速效碳，缓效碳。

1.糖类：2.油脂： 3.有机酸、醇、碳氢化合物

(半纤维素酶)

(1.5g麸皮)

李江华，无锡轻工大学学报，2004

嗜碱芽胞杆菌(AC-2)中碳源对碱性纤维素酶分泌的影响苏勤，林业化学与工业，2004

结果：各种碳源相差不大 推论：该菌种的碱性纤维素酶为组成型

1、糖 类① 单糖：葡萄糖 所有的微生物都能利用葡萄糖

但是会引起葡萄糖效应：菌体呼吸快、溶解 氧不足，导致中间代谢产物积累，pH下降，抑 制生长和产物形成。

② 双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖 糖蜜

糖 蜜

糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。 分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜 糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%~75%。

不同加工方法对甘蔗糖蜜的影响

糖蜜使用的注意点：除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但 是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理 。例：谷氨酸发酵有害物资：胶体成分(起泡、结晶)、钙盐(结晶) 生物素(发酵控制) 预处理：澄清→脱钙→脱除生物素 例：柠檬酸发酵 有害物质：铁离子含量高(导致异柠檬酸的生成) 预处理：→黄血盐

③多糖：淀粉、糊精使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类

缺点：成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀

粉等 难利用、发酵液比较稠、一般加入一定 的α-淀粉酶。 优点：来源广泛、价格低， 可以解除葡萄糖效应

2.油脂：霉菌和放线菌可以利用油脂作为碳源， 有消沫和补充碳源双重作用，但必需提供充 足氧气，否则有机酸积累，pH下降，同时储 存过程酸败作用产生毒副作用。 3.有机酸、醇、碳氢化合物：某些有机酸、醇 在单细胞蛋白、氨基酸、维生素生产中作为 碳源使用，而石油产品作为微生物发酵的主 要原料也在深入研究和推广之中。

二、氮 源氮源主要用于构成菌体细胞物质(氨基酸，蛋 白质、核酸等)和含氮代谢物。包含速效氮， 缓效氮，常用的氮源可分为两大类：有机氮源和 无机氮源。

1、无机氮源

种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之为速效 氮，有利于微生物生长。但无机氮源的迅速利用常 会引起pH的变化如：(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH

无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液 中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生 理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源 叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能 产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性 物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质， 对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。 所以选择合适的无机氮源有两层意义： 满足菌体生长 稳定和调节发酵过程中的pH