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第三章 发酵培养基 6-1
第三章
发酵培养基;
;发酵培养基的要求;第一节 培养基的类型及功能
;二、按状态
;;三、按用途(从发酵生产应用考虑)
;1.种子培养基(包括摇瓶种子和小罐种子培养基) ;1. 必须有较完全和丰富的营养物质,特别需要充足的氮源和生长因子。
2. 种子培养基中各种营养物质的浓度不必太高。供孢子发芽生长用的种子培养基,可添加一些易被吸收利用的碳源和氮源。
3. 种子培养基成分还应考虑与发酵培养基的主要成分相近。
;2.发酵培养基;(1)根据产物合成的特点来设计培养基;(2)发酵培养基的各种营养物质的浓度应尽可能高些,这样在同等或相近的转化率条件下有利于提高单位容积发酵罐的利用率,增加经济效益。
(3)发酵培养基需耗用大量原料,因此,原料来源、原材料的质量以及价格等必须予以重视。
;第二节 发酵培养基的成分及来源 ;3、工业上常用的糖类;不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大;② 糖蜜;;糖蜜使用的注意点;糖蜜前处理的方法;1.加酸通风沉淀法;2.加热加酸沉淀法;3.添加絮凝剂澄清处理法;聚丙烯酰胺(PAM); 国内大多数糖蜜酒精工厂只考虑对用作酒母的稀糖液进行澄清处理,而对基本糖液则不经澄清处理,这样可大大简化生产,提高效率,酒精发酵生产也不会受影响。;谷氨酸发酵的糖蜜预处理;一般谷氨酸发酵培养基以含生物素1-5μg/L为适宜;1.糖蜜预处理法;(1)活性碳处理法;(2)树脂处理法;(3)亚硝酸处理法;2.添加化学药剂法;采用其他的化学药剂;(1)添加青霉素法;(2)添加表面活性剂法;(3)添加抗氧剂法;3.追加糖蜜法;1965年发现谷氨酸产生菌细胞生长达到最大值,谷氨酸生成酶系统完全形成时,纵然添加过量生物素也无碍于发酵。
因此,可以采用先以葡萄糖或经处理的糖蜜的培养基培养,当菌体生长达到最大值,再加生物素含量多的糖蜜进行发酵,就可以提高谷氨酸的生成量。;4.采用营养缺陷型变异株法;;Date;② 淀粉、糊精;③石油代粮发酵的原料;一、石油代粮发酵的特点;;;Date;;;;二、石油代粮发酵原料的选择;;;二、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。;所以选择合适的无机氮源有两层意义:;2、有机氮源; 有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响,而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中,必须考虑原料的波动对发酵的影响;氮源使用的一些相关问题:;Date;;例:铁离子
青霉素发酵中,铁离子的浓度要小于20μg/ml
发酵罐必须进行表面处理;四、生长因子、前体和产物促进剂; 前体指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。;有些氨基酸、核苷酸和抗生素发酵必须添加前体物质才能获得较高的产率。;Date;青霉素发酵;Date;前体物质的利用往往与菌种的特性和菌龄有关;一般说来;Date;前体使用时普遍采用流加的方法
前体一般都有毒性,浓度过大对菌体的生长不利
苯乙酸,一般基础料中仅仅添加0.07%
前体相对价格较高,添加过多,容易引起挥发和氧化, 流加也有利于提高前提的转化率;3、产物促进剂
所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。 ;原因:
有些促进剂本身是酶的诱导物;
有些促进剂是表面活性剂,可改善细胞的透性,改善
细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产,
也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用;
有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。;有的可能起生长因素的作用—如加入微量“九二○”或其他植物刺激剂可促进某些放线菌的发育,缩短发酵周期或提高抗生素发酵单位;
有的可推迟菌体的自溶—如巴比妥药物能增加链霉素产生菌的菌丝抗自溶能力(巴比妥主要对链霉素生成合成酶系统具有刺激作用);
有的是抑制了某些合成其他产物的途径而使之向所需产物的途径转化(见表2-18)。;Date;现在已采用发酵时定时添加红霉素而解决; 在发酵过程中添加促进剂的用量极微,选择得好,效果较显著,但一般来说,促进剂的专一性较强,往往不能相互套用。;五、水;六、培养基确定方法;Date;(2)其次,对生产菌种的培养条件,生物合成的代谢途径,代谢产物的化学性质、分子结构、一般提炼方法和产品质量要求等也需要有所了解,以便在选择培养基时做到心中有数。
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