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第三章 发酵原料及其灭菌 第一节 发酵工业产用的原料 第二节 发酵培养基的灭菌 第三节 发酵培养基的设计 第一节 发酵工业产用的原料 常用碳源原料 常用的氮源原料 无机盐和生长因子 前体物质、促进剂、抑制剂 常用碳源原料 葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉，也使用其他谷物，如马铃薯、木薯淀粉。 甜菜或甘蔗糖蜜、麦芽。 常用的氮源原料 无机氮源：氨水、铵盐或硝酸盐等 有机氮源包括玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、棉籽粉、鱼粉、酵母浸出液等。 玉米浆、豆饼粉等既能作氮源又能作碳源。 无机盐和生长因子 微生物对无机盐的需要量很少，但无机盐含量对菌体生长和产物的生成影响很大。 生长因子 谷氨酸产生菌为例。 生物素：影响菌细胞膜的通透性，同时也影响菌体的代谢途径。 大量合成谷氨酸所需要的生物素浓度比菌体生长的需要量低，即为菌体生长需要的“亚适量” 生长因子 维生素B1(硫胺素) 维生素B1对某些谷氨酸菌种的发酵有促进作用。 前体、促进剂、抑制剂 ⒈ 前体：某些化合物加到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但产物的量却因加入而有较大的提高，这类化合物称为前体物质。 如合成青霉素的所需的半胱氨酸和缬氨酸。 ⒉ 发酵过程中的促进剂和抑制剂 在氨基酸、抗生素和酶制剂发酵生产过程中，可以在发酵培养基中加入某些对发酵起一定促进作用的物质，称为促进剂或刺激剂。 例如在酶制剂发酵过程中，加入某些诱导物，可以大大增加菌体的产酶量。 第二节 发酵培养基的灭菌 湿热灭菌的原理 灭菌温度与时间的计算 影响灭菌效果的因素 湿热灭菌的原理 微生物的热阻 微生物的热死定律 反应速率常数 1 微生物的热阻 致死温度和致死时间。 热阻：微生物在某个特定条件（温度和加热方式）下的死亡的时间。 相对热阻:P78 2 微生物的热死定律 积分并取对数 积分并取对数 营养细胞的热死表现出典型的对数死亡速率 细菌芽孢的热死表现出非对数死亡速率 3 反应速率常数 k K是判断微生物受热死亡难易程度的基本依据。 随微生物种类和灭菌温度而异。 P79 灭菌温度与时间的计算 P 83 培养基：40立方米， 污染程度为2*105个/ml 121度，灭菌速度常数为1.8min-1 求灭菌失败机率为0.001时所需要的灭菌时间。 影响灭菌效果的因素 1 培养基成分 2 物理状态 3 pH 4 菌数 5 细胞含水量 6 菌龄 7 微生物的耐热性 8 空气排除 9 搅拌 10 泡沫 第三节 发酵培养基的设计 一、单次单因子法 二、正交试验 三、响应面分析 第四节 无菌空气的制备 一、空气中微生物 二、空气除菌的方法 三、过滤除菌 二、空气除菌的方法 （一） 热杀菌 （二） 辐射杀菌 （三） 静电除菌 （四） 过滤除菌 * * * N：培养基中残留的活菌数，个 k：反应速率常数，也称比死亡速率常数 min-1 t：灭菌的时间 min N0：开始灭菌时原有菌体数 Nt：灭菌结束时残留菌体数（Nt =0.001） 对数残留定律 N0=40×106×2×105=8×1012（个） Nt=0.001（个） k=1.8（1/min） t= 20.34（min）