第三章培养基及制备.pptVIP

第三章 培养基及制备 1.微生物发酵培养基常用的的碳源主要有哪几种？ 2.微生物发酵培养基常用的氮源主要有哪几种？为什么大多数的工业培养基都使用玉米浆？ 3 .培养基的碳氮比对菌体的生长和产物形成的影响。 4.培养基设计的步骤? 第一节 培养基选择和配制的原则 培养基是提供微生物生长繁殖和生物合成代谢产物所必需的、按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 3、根据生产工艺的要求可分为孢子、种子和发酵培养基（从发酵生产应用考虑） 例：种子培养基因不同的微生物种类差别是很大的，同一种微生物因不同的扩大培养过程（一级、二级）其培养基往往也有较大差异。 例如：啤酒酵母扩大培养用的培养基组成如下： 固体试管 液体试管 三角瓶 大三角 （无酒花） （有酒花 ）（有酒花） 通常，对于种子用的培养基，摇瓶与种子罐用的培养基也不相同，摇瓶要求培养基用的原材料精细，碳源浓度较低而且是用微生物较易利用的碳源；对于种子罐用培养基，要求使用接近大生产用的原材料，氮源浓度较高，有利于菌体的增殖。 例如：HASS（高温淀粉酶） 三角瓶用碳源：葡萄糖+乳糖 3m3种子罐：液化淀粉 培养基选择和配制的原则 二、培养基的选择 a.根据微生物（细菌、酵母菌、霉菌、放线菌）的特点选择培养基 b.根据发酵方式选择培养基 c.从生产实践和科学实验的不同要求选择 d.从经济效益方面考虑选择生产原料 三、培养基的配制原则 1、根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基营养成分的恰当配比：最重要的C/N 影响产物的积累，菌体的生长速度，菌体衰老、自溶程度，以及代谢途径。不同的微生物、同一种微生物不同的菌株，其对培养基中的C/N要求是不一样的，同一菌株在不同的发酵阶段，其对C/N的要求也不一样。 例如：黄原胶（Xanthan Gum发酵）：前期，较低的C/N，目的是强化菌体的生长和增殖：但是，在黄原胶的生物合成期，则需要较高的C/N，假如在这一时期，培养基中氮源仍然很高，其导致的发酵结果是，底物消耗了但产物的产率却很低。 在大多数情况下，C/N要求在0.2——2.0。 2、渗透压：影响速度、利用率，兼顾溶氧和黏度 3、pH：酵母和霉菌适于微酸性、放线菌和细菌中性偏碱。 四、培养基成分配比的选择的设计和优化 五、实验设计 响应面分析法：是数学和统计学相结合的一种方法，综合了实验设计和数学建模，通过局部实验回归拟合因素与结果间的全局函数关系，得到准确有效的实验结论。 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 一种合成培养基的设计，需要考虑的因素是很多的，需要研究的成分也是很复杂的，其中包括碳源、氮源、玉米浆等，即便是碳源还可以是几种碳源的混合体，再加上述几种因素之间的相互影响，要确定一个科学的培养基配方是需要做大量的工作的，采用一个合理的数学方法，就可以在减少工作量的前提下，得到科学的结果。 - 参考文献：方开泰:均匀正交实验方法 雄宗贵:发酵工艺学原理 第二节 工业发酵培养基 发酵培养基 3.2 工业发酵培养基 3.2.1 发酵工业使用的廉价原料配制培养基满足的条件 a.消耗每克底物将产生最大的菌体得率或产物得率 b.能产生最高的产品或菌体浓度 c.能得到产物的最大速率 d.副产品得率最小 e.廉价且质量稳定 f.来源丰富且供应充足 g.通气和搅拌、提取、纯化、废物处理等生产过程比较容易 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 工业发酵培养基 3.2.3 工业常用的氮源 常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。无机氮源包括:氨水、铵盐或硝酸盐； 有机氮源：玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、棉籽粉、鱼粉、酵母浸出液。 功能：构成菌体成分，作为酶的组分或维持酶的活性，调节渗透压、pH值、氧化还原电位等。 1、无机氮源 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，如硫酸铵，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 发酵培养基 发酵培养基 发酵培养基 大多数的工业培养基都使用玉米浆。 玉米浆内含有VH，它是菌体生长和代谢的所必需的一种辅酶，通常玉米浆与：