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两种介质及其制备方法
第二章 培养基及其制备;第一节 培养基的原材料
一、培养基的营养成分及用途
微生物的养料来源
光 光能自养
氢、硫、氨 自养菌
Ⅰ.能源 亚硝酸盐、亚铁盐 化能自养
碳水化合物等有机物
石油天然气和石油化工产品 异养菌
功能:生长、繁殖需要;
; 碳酸气
淀粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等
石油、正构石蜡、天然气
醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
功能:提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础;
豆饼或蚕蛹水解液、味精废液
Ⅲ.氮源 玉米浆、酒糟水等有机氮
尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐等无机氮、气态氮
功能:构成菌体、含氮代谢物;
; 磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐
Ⅳ.无机盐
铁、锰、钴等微量元素
功能:构成菌体,参与酶的组成,维持酶活性,调节渗透压,调节pH值,维持氧化还原电位;
Ⅴ.特殊生长因子:硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等
功能:酶的辅助部分,维持生命活动;
Ⅵ.水分
功能:生化反应均在水溶液中进行
;二、培养基的类型
1.依营养物质的来源分类
①天然培养基;(麦芽汁、玉米粉、麸皮、锯末等)
②合成培养基; (高氏培养基、察氏培养基等 )
③半合成培养基; (牛肉膏蛋白胨、土豆葡萄糖培养基)
2.依培养基制成的形式分:
①液体培养基;
②固体培养基;
3.依培养基主要成分和使用目的来分
①基础培养基
②完全培养基
; ③鉴别培养基(pH指示剂:不同微生物颜色)
④选择培养基(如加抗生素)
4.根据生产工艺来分
①孢子培养基
②种子培养基
③发酵培养基
附:培养基配方举例
;肉汤培养基;土豆葡萄糖琼脂培养基;三、发酵培养基的选择
发酵培养基的用途与要求、成分、配比经实验确定,配制时兼顾原料来源、成本及工艺管理;
工业上确定发酵培养基的方法:
1、了解菌种的营养要求;
2、了解菌种的培养条件;
3、先进行小试验,摸索菌种对碳源和氮源的 利用情况。;四、原料转换及意义
发酵培养基中所用原材料,大部分属于粮食、油脂、蛋白质和农用肥料,其中山芋粉、玉米粉、淀粉、糊精、麦芽糖等都是可供人畜食用的粮食、油料或以粮食为原料的产品;我国人口众多,发酵产品的品种和产量与日俱增,每年都要消耗大量粮食、油料和蛋白质原料。
原则:以废代好(废糖蜜、农业废料等)
以可再生代替不可再生(野生植物淀粉、纤维水解物)
节约原料:使发酵稳定、高产;第二节 淀粉水解糖的制备;一、淀粉水解糖的制备方法
1.酸解法:以酸为催化剂,高温高压转化
优点:简单、设备少、时间短
缺点:设备易腐蚀、要耐高温高压,有副反应;淀粉粒小、浓度不能太高。水解条件:第19页
2.酶解法:淀粉酶,包括液化(α-淀粉酶)和糖化(糖化酶)两步
水解条件:第20页;双酶水解法制葡萄糖的优点 :
(1)淀粉水解是在酶的作用下进行的,酶解的反应条件比较温和。
(2)酶作用的专一性强,淀粉的水解副反应少,因而水解糖液纯度高,淀粉的转化率高。
(3)可在较高淀粉浓度下水解(40%比酸水解高一倍)。
(4)由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶,糖液的营养物质较丰富,发酵培养基的组成可简化。
(5)用酶法制得的糖液颜色浅、较纯净、无苦味、质量高,有利于糖液的精制。
双酶水解法制葡萄糖的缺点:
时间长(2-3天)、设备多、条件(适合酶水解)较多、过滤困难;3.酸酶结合法
①酸酶法:先将淀粉酸水解为糊精或低聚糖,再用糖化酶水解为葡萄糖。
应用:玉米、小麦等谷类淀粉,坚实。
②酶酸法:先用ɑ-淀粉酶液化,再用酸水解为葡萄糖。
应用:碎米淀粉等,酸水解不均匀。
;不同糖化工艺所得糖化液质量比较;二、淀粉酸水解理论基础
淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生:水解反应、复合反应、分解反应;其中水解反应是主要的。
在淀粉糖化过程中,这三种化学反应的关系如下:
;
1、淀粉的水解反应及其影响因素
淀粉:直链(a-1,4键缩合)、支链(a-1,6键缩合),聚合度高
α-淀粉酶 :又称为淀粉液化
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