用于积累大量生产代谢产物的发酵培养基.pptVIP

培养基是什么? 培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。 1、碳源 作用：提供微生物营养所需的碳元素，同时又提供能源。 最适碳源C·H·O型。 常用碳源：糖蜜、淀粉、葡萄糖、蔗糖、乳糖。有些微生物可利用油脂（豆油、菜油、葵花子油等）、有机酸（乳酸、柠檬酸、乙酸等）、烃和醇类（正14－18碳烷烃、乙醇等）。 2、氮源 作用：用于构成菌体细胞物质（氨基酸、蛋白质、核酸等）和含氮代谢产物。 有机氮源：花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、尿素、酒糟等。 无机氮源：铵盐（氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵）、硝酸盐（硝酸钠、硝酸钾）、氨水等。 异氧微生物对氮源的利用顺序：N·C·H·O或N·C·H·O·X类、N·H类、N·O类、N类。 3、无机盐及微量元素 主要无机元素：磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁等。 微量无机元素：钼、锌、钴、铜、硼、溴等。 磷、硫是构成细胞物质的重要成分，钾、钠、镁主要是调节和控制原生胶的胶体状态、维持膜的透性并激发某些酶的活性。 微量无机元素量微，但往往会强烈刺激微生物的生长发育。 4、生长因子　　 生长因子是微生物生长发育过程中不可缺少而需要量又极少的一类特殊营养物质。 它包括了维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶类碱基等。营养物质中的酵母膏、玉米浆或麦芽浸出物等都含有丰富的生长辅助物质。 5、发酵的前体与促进剂 前体：指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构没有多大的变化，但产物的产量却因加入前体而有较大的提高。如青霉素G的发酵中加入苯乙酸。 促进剂：加入后，能使生产菌株大幅度提高目标生产能力的物质。如Met或Leu促进头孢菌素C的生物合成；聚乙烯醇衍生物防止菌丝结球，提高糖化酶的产量；添加表面活性剂，可增加底物和产物的渗透性，促使固体物分散，强化传质和传氧，从而促进产物的生产。 三、微生物的培养基类型 用于天然培养基的原料(玉米淀粉等原料)往往需要进行去杂、粉碎等处理，然后进行过筛、输送至发酵罐。 表 几种天然培养基原材料的特性 2.合成培养基(synthetic medium) 使用成分完全了解的化学药品配制而成的培养基称为合成培养基。 合成培养基的优点是：成分已知、精确、重复性好。但价格较贵，培养的微生物生长较慢。适用于实验室进行微生物生理、遗传育种及高产菌种性能的研究。培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基都属于合成培养基。 四、发酵培养基设计的原理 1、营养物质应满足微生物的需要 不同营养类型的微生物对营养的需求差异很大，所以，应根据所培养菌种对各营养要素的不同要求进行配制。 而且，营养物的浓度及配比应恰当，营养物的浓度太低，则不能满足微生物生长的需要，浓度太高，又会抑制微生物的生长。如糖和盐都是良好的营养物质，但是，浓度升高，则有抑菌作用。 在微生物生长繁殖过程中会产生引起培养基pH改变的代谢产物，尤其是不少微生物有很强的产酸能力，如不适当地加以调节，就会抑制甚至杀死其自身。在设计它们的培养基时，就要考虑到培养基的pH调节能力。一般应该加入磷酸缓冲液或CaCO3，使培养液的pH 稳定。 5、根据培养的目的 培养基的成分直接影响着培养的目标。在设计培养基时必须考虑是要培养菌体，还是要积累产物，是实验室培养还是大规模发酵等问题。 用于培养菌体的种子培养基营养成分应丰富，尤其是氮源含量宜高。即碳氮比值低。相反，用于积累大量生产代谢产物的发酵培养基，它的氮源一般应比种子培养基稍低。当然，若发酵产物是含氮化合物时，有时还应该提高培养基的氮源含量。 五、培养基的优化 1、单因子试验 2、数理统计学方法优化 正交试验 因子设计试验 最陡爬坡试验 中心组合试验 12.鉴别培养基(differential medium) ???? 在培养基中添加某种或某些化学试剂后，某种微生物生长过程中产生的特殊代谢产物会与加入的这些化学物反应，并出现明显的、肉眼可见的特征性变化，从而使该种微生物与其它微生物区别开来。这种培养基称为鉴别培养基。 例如：用于检测饮水、乳品中是否含肠道致病菌的伊红-美兰乳糖培养基，即EMB(Eosin Methylene Blue)培养基。其成分是：蛋白胨10克，乳糖10克，K2HPO4 2克，2%伊红 20ml，0.325%美兰20ml, 蒸馏水1000ml, pH7.2 ???? 其中的伊红和美兰两种苯胺染料可以抑制革兰氏阳性菌和一些难培养的革兰氏阴性菌。试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而易于辨认。大