發(fā)酵培養(yǎng)基及制備.ppt

第三章 發(fā)酵培養(yǎng)基及其制備,主要內(nèi)容,第一節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇 第二節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 第三節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來源 第四節(jié) 淀粉水解糖的制備 第五節(jié) 糖蜜原料 第六節(jié) 石油代糧發(fā)酵的原料 第七節(jié) 其他原料發(fā)酵,第一節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇,發(fā)酵培養(yǎng)基： 滿足菌體的生長、促進(jìn)產(chǎn)物的形成 要符合增產(chǎn)節(jié)約、因地制宜 能否設(shè)計(jì)出一個(gè)好的發(fā)酵培養(yǎng)基，是一個(gè)發(fā)酵產(chǎn)品工業(yè)化成功中非常關(guān)鍵的一環(huán)。,孢子培養(yǎng)基,孢子培養(yǎng)基是供菌種繁殖孢子的一種常用固體培養(yǎng)基，對(duì)這種培養(yǎng)基的要求是能使菌體迅速生長，產(chǎn)生較多優(yōu)質(zhì)的孢子，并要求這種培養(yǎng)基不易引起菌種發(fā)生變異。 配制要求： 營養(yǎng)不要太豐富，否則不宜產(chǎn)孢子。 所用無機(jī)鹽的濃度要適量，不然也會(huì)孢子量和孢子顏色。 要注意培養(yǎng)基的pH和濕度。,種子培養(yǎng)基,種子培養(yǎng)基是供是供微生物菌體的生長繁殖。為了在較短的時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)量較多的強(qiáng)壯的種子細(xì)胞，種子培養(yǎng)基要求營養(yǎng)豐富、完全，氮源、維生素的比例應(yīng)較高，所用的原料也應(yīng)是易于被微生物菌體吸收利用。 配制要求： 營養(yǎng)比較豐富和完全，總濃度略稀??； 成分接近于發(fā)酵培養(yǎng)基。,發(fā)酵培養(yǎng)基,發(fā)酵培養(yǎng)基是除需要維持微生物菌體的正常生長外，主要目的是合成預(yù)定的發(fā)酵產(chǎn)物，所以，發(fā)酵培養(yǎng)基碳源物質(zhì)的含量往往要高于種子培養(yǎng)基。 發(fā)酵培養(yǎng)基還應(yīng)考慮便于發(fā)酵操作以及不影響產(chǎn)物的提取分離和產(chǎn)品的質(zhì)量。 要求： 發(fā)酵培養(yǎng)基的組成除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有合成產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等； 考慮培養(yǎng)基用分批補(bǔ)料工藝。,對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，包括兩個(gè)方面的內(nèi)容： 是對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及原輔料材料的特性有較為詳細(xì)的了解； 是在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體微生物和發(fā)酵產(chǎn)品的代謝特點(diǎn)及對(duì)培養(yǎng)基的成分進(jìn)行合理的選擇和優(yōu)化。,一、發(fā)酵培養(yǎng)基選擇的依據(jù),根據(jù)微生物的特點(diǎn)選擇培養(yǎng)基 細(xì)菌、酵母菌、霉菌、放線菌四類 根據(jù)不同用途選擇培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)的不同要求選擇 根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益分析選擇培養(yǎng)基 價(jià)廉、來源豐富、運(yùn)輸方便、就地取材、無毒,二、發(fā)酵培養(yǎng)基成分選擇的原則,不同的微生物所需要的培養(yǎng)基成分是不同的，要確定一個(gè)合適的培養(yǎng)基，就需要了解生產(chǎn)根據(jù)不同生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)條件、生物合成的代謝途徑、代謝產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)等確定培養(yǎng)基。,1菌體的同化能力,微生物來源和種類的不同，所能分泌的水解酶系。 酵母菌只能利用簡(jiǎn)單的糖類 ：中國酒曲中含有豐富的淀粉酶和糖化酶，國外利用麥芽含有豐富的淀粉水解酶類。 許多碳源和氮源都是復(fù)雜的有機(jī)大分子，如豆餅粉、黃豆餅粉等。,1菌體的同化能力,微生物利用氮源的能力因菌種、菌齡的不同而有差異。 同一微生物處于生長不同階段時(shí)，對(duì)氮源的利用能力不同，在生長早期容易利用易同化的銨鹽和氨基氮，在生長中期則由于細(xì)胞的代謝酶系已經(jīng)形成，則利用蛋白質(zhì)的能力增強(qiáng)。因此在培養(yǎng)基中有機(jī)氮源和無機(jī)氮源應(yīng)當(dāng)混合使用。,2代謝物的阻遏和誘導(dǎo)作用,對(duì)于快速利用的碳源如葡萄糖來講，當(dāng)菌體利用葡萄糖時(shí)產(chǎn)生的分解代謝產(chǎn)物會(huì)阻遏或抑制某些產(chǎn)物合成所需酶系的形成或酶的活性，即發(fā)生“葡萄糖效應(yīng)”。 抗生素發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，考慮分批補(bǔ)料或連續(xù)補(bǔ)料的方式來解除。 酶制劑生產(chǎn)，難被利用的碳源(如淀粉、糊精等)有利于產(chǎn)酶，幾乎都選用淀粉類原料作為碳源。,2代謝物的阻遏和誘導(dǎo)作用,有些產(chǎn)物會(huì)受氮源的誘導(dǎo)與阻遏 蛋白酶的生產(chǎn)受培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)或多肽的誘導(dǎo)，而受銨鹽、硝酸鹽、氨基氮的阻遏。這時(shí)在培養(yǎng)基氮源選取時(shí)應(yīng)考慮以有機(jī)氮源(蛋白質(zhì)類)為主。 在選擇和配制發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)，要注意快速利用的碳(氮)源和慢速利用的碳(氮)源的相互配合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，避其所短。,3合適的碳氮比,培養(yǎng)基中的碳氮的比例（C/N）在發(fā)酵工業(yè)中尤為重要。 氮源過多，則菌體繁殖旺盛，pH偏高，不利于代謝產(chǎn)物的積累；氮源不足，則菌體繁殖量少，從而影響產(chǎn)量。 碳源過多，則容易形成較低的pH；碳源不足，菌體衰老和自溶。 碳氮比不當(dāng)還會(huì)影響菌體按比例吸收營養(yǎng)物質(zhì)，直接影響菌體生長和產(chǎn)物的形成，菌體在不同生長階段，對(duì)其碳氮比的最適要求也不一樣。,3合適的碳氮比,酵母細(xì)胞中碳氮比約為100：20， 霉菌約為100：10。 一般發(fā)酵工業(yè)中碳氮比約為l00：（0.2-2.0) 。 氨基酸發(fā)酵中，因?yàn)楫a(chǎn)物中含有氮，所以碳氮比就相對(duì)高一些。如谷氨酸發(fā)酵的C：N為100：(1521)，若碳氮比為100：(0.22.0)，則會(huì)出現(xiàn)只長菌體，幾乎不產(chǎn)谷氨酸的現(xiàn)象。,理論+經(jīng)驗(yàn) 根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)基成分確定時(shí)一些必須考慮的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分； 通過單因子實(shí)驗(yàn)最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分； 采用合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化配方。 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，方差分析 響應(yīng)面法設(shè)計(jì)及分析,單因子實(shí)驗(yàn),碳源的選擇 氮源的選擇 誘導(dǎo)劑及前體的選擇 無機(jī)鹽的選擇,對(duì)于單因素或兩因素試驗(yàn)，因其因素少 ，試驗(yàn)的設(shè)計(jì) 、實(shí)施與分析都比較簡(jiǎn)單 。但在實(shí)際工作中 ，常常需要同時(shí)考察 3個(gè)或3個(gè)以上的試驗(yàn)因素 ，若進(jìn)行全面試驗(yàn) ，則試驗(yàn)的規(guī)模將很大 ，往往因試驗(yàn)條件的限制而難于實(shí)施 。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)就是安排多因素試驗(yàn) 、尋求最優(yōu)水平組合 的一種高效率試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念及原理,例如，要考察增稠劑用量、pH值和殺菌溫度對(duì)豆奶穩(wěn)定性的影響。每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn) 。 A因素是增稠劑用量，設(shè)A1、A2、A3 3個(gè)水平；B因素是pH值，設(shè)B1、B2、B3 3個(gè)水平；C因素為殺菌溫度，設(shè)C1、C2、C3 3個(gè)水平。這是一個(gè)3因素3水平的試驗(yàn)，各因素的水平之間全部可能組合有?種 。,3因素3水平的全面試驗(yàn)水平組合數(shù)為33=27，4因素3水平的全面試驗(yàn)水平組合數(shù)為34=81 ，5因素3水平的全面試驗(yàn)水平組合數(shù)為35=243，這在科學(xué)試驗(yàn)中是有可能做不到的。,1.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法。它是由試驗(yàn)因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)的，通過對(duì)這部分試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的水平組合。,(1)A1B1C1 (2)A2B1C2 (3)A3B1C3 (4)A1B2C2 (5)A2B2C3 (6)A3B2C1 (7)A1B3C3 (8)A2B3C1 (9)A3B3C2,A3,A2,A1,B3,C3,這9個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在選優(yōu)區(qū)中分布是均衡的，在立方體的每個(gè)平面上 ，都恰是3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；在立方體的每條線上也恰有一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。 9個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均衡地分布于整個(gè)立方體內(nèi)，有很強(qiáng)的代表性， 能夠比較全面地反映選優(yōu)區(qū)內(nèi)的基本情況。,正交表 由于正交設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)和分析試驗(yàn)結(jié)果都要用正交表，因此，我們先對(duì)正交表作一介紹。,其中“L”代表正交表；L右下角的數(shù)字“8”表示有8行 ，用這張正交表安排試驗(yàn)包含8個(gè)處理(水平組合) ；括號(hào)內(nèi)的底數(shù)“2” 表示因素的水平數(shù)，括號(hào)內(nèi)2的指數(shù)“7”表示有7列 ，用這張正交表最多可以安排7個(gè)2水平因素。,L9(34)正交表,D,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本程序,對(duì)于多因素試驗(yàn)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)單常用的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本程序包括試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果分析兩部分。,試驗(yàn)?zāi)康呐c要求,試驗(yàn)指標(biāo),選因素、定水平,因素、水平確定,選擇合適正交表,表頭設(shè)計(jì),列試驗(yàn)方案,試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：,試驗(yàn)結(jié)果分析,進(jìn)行試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)結(jié)果,試驗(yàn)結(jié)果極差分析,計(jì)算K值,計(jì)算k值,計(jì)算極差R,繪制因素指標(biāo)趨勢(shì)圖,優(yōu)水平,因素主次順序,優(yōu)組合,結(jié) 論,試驗(yàn)結(jié)果分析：,試驗(yàn)結(jié)果方差分析,列方差分析表，進(jìn)行F 檢驗(yàn),計(jì)算各列偏差平方和、自由度,分析檢驗(yàn)結(jié)果，寫出結(jié)論,實(shí)例：為提高山楂原料的利用率，研究酶法液化工藝制造山楂原汁，擬通過正交試驗(yàn)來尋找酶法液化的最佳工藝條件。,2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì),試驗(yàn)設(shè)計(jì)前必須明確試驗(yàn)?zāi)康?，即本次試?yàn)要解決什么問題。試驗(yàn)?zāi)康拇_定后，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果如何衡量，即需要確定出試驗(yàn)指標(biāo)。試驗(yàn)指標(biāo)可為定量指標(biāo)，如強(qiáng)度、硬度、產(chǎn)量、出品率、成本等；也可為定性指標(biāo)如顏色、口感、光澤等。一般為了便于試驗(yàn)結(jié)果的分析，定性指標(biāo)可按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)打分或模糊數(shù)學(xué)處理進(jìn)行數(shù)量化，將定性指標(biāo)定量化。,（1） 明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo),對(duì)本試驗(yàn)而言，試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱颂岣呱介系睦寐?。所以可以以液化率液化?(果肉重量-液化后殘?jiān)亓?/果肉重量100%為試驗(yàn)指標(biāo)，來評(píng)價(jià)液化工藝條件的好壞。液化率越高，山楂原料利用率就越高。,根據(jù)專業(yè)知識(shí)、以往的研究結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)，從影響試驗(yàn)指標(biāo)的諸多因素中，通過因果分析篩選出需要考察的試驗(yàn)因素。一般確定試驗(yàn)因素時(shí)，應(yīng)以對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響大的因素、尚未考察過的因素、尚未完全掌握其規(guī)律的因素為先。 試驗(yàn)因素選定后，根據(jù)所掌握的信息資料和相關(guān)知識(shí)，確定每個(gè)因素的水平，一般以2-4個(gè)水平為宜。對(duì)主要考察的試驗(yàn)因素，可以多取水平，但不宜過多（6），否則試驗(yàn)次數(shù)驟增。因素的水平間距，應(yīng)根據(jù)專業(yè)知識(shí)和已有的資料，盡可能把水平值取在理想?yún)^(qū)域。,（2） 選因素、定水平，列因素水平表,對(duì)本試驗(yàn)分析，影響山楂液化率的因素很多，如山楂品種、山楂果肉的破碎度、果肉加水量、原料pH 值、果膠酶種類、加酶量、酶解溫度、酶解時(shí)間等等。經(jīng)全面考慮，最后確定果肉加水量、加酶量、酶解溫度和酶解時(shí)間為本試驗(yàn)的試驗(yàn)因素，分別記作A、B、C和D，進(jìn)行四因素正交試驗(yàn)，各因素均取三個(gè)水平，因素水平表見表所示。,因素水平表,Kjm，kjm,計(jì)算簡(jiǎn)便，直觀，簡(jiǎn)單易懂，是正交試驗(yàn)結(jié)果分析最常用方法。,正交試驗(yàn)的結(jié)果分析,直觀分析法極差分析法,極差分析法R法,1. 計(jì)算,2. 判斷,Rj,因素主次,優(yōu)水平,優(yōu)組合,Kjm為第j列因素m水平所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)指標(biāo)和，kjm為Kjm平均值。由kjm大小可以判斷第j列因素優(yōu)水平和優(yōu)組合。,Rj為第j列因素的極差，反映了第j列因素水平波動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)的變動(dòng)幅度。Rj越大，說明該因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大。根據(jù)Rj大小，可以判斷因素的主次順序。,（1） 確定試驗(yàn)因素的優(yōu)水平和最優(yōu)水平組合,分析A因素各水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響。由表3可以看出，A1的影響反映在第1、2、3號(hào)試驗(yàn)中，A2的影響反映在第4、5、6號(hào)試驗(yàn)中，A3的影響反映在第7、8、9號(hào)試驗(yàn)中。 A因素的1水平所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)指標(biāo)之和為KA1=y1+y2+y3=0+17+24=41，kA1= KA1/3=13.7； A因素的2水平所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)指標(biāo)之和為KA2=y4+y5+y6=12+47+28=87，kA2=KA2/3=29； A因素的3水平所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)指標(biāo)之和為KA3=y7+y8+y9=1+18+42=61，kA3=KA3/3=20.3。,不考察交互作用的試驗(yàn)結(jié)果分析,根據(jù)正交設(shè)計(jì)的特性，對(duì)A1、A2、A3來說，三組試驗(yàn)的試驗(yàn)條件是完全一樣的（綜合可比性），可進(jìn)行直接比較。如果因素A對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)無影響時(shí)，那么kA1、kA2、kA3應(yīng)該相等，但由上面的計(jì)算可見，kA1、kA2、kA3實(shí)際上不相等。說明，A因素的水平變動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。因此，根據(jù)kA1、kA2、kA3的大小可以判斷A1、A2、A3對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響大小。由于試驗(yàn)指標(biāo)為液化率，而kA2kA3kA1，所以可斷定A2為A因素的優(yōu)水平。,同理，可以計(jì)算并確定B3、C3、D1分別為B、C、D因素的優(yōu)水平。四個(gè)因素的優(yōu)水平組合A2B3C3D1為本試驗(yàn)的最優(yōu)水平組合，即酶法液化生產(chǎn)山楂清汁的最優(yōu)工藝條件為加水量50mL/100g，加酶量7mL/100g，酶解溫度為50,酶解時(shí)間為1.5h。,根據(jù)極差Rj的大小，可以判斷各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響主次。,（2） 確定因素的主次順序,以各因素水平為橫坐標(biāo)，試驗(yàn)指標(biāo)的平均值（kjm）為縱坐標(biāo)，繪制因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖。由因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖可以更直觀地看出試驗(yàn)指標(biāo)隨著因素水平的變化而變化的趨勢(shì)，可為進(jìn)一步試驗(yàn)指明方向。,（3） 繪制因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖,試驗(yàn)結(jié)果分析,加酶,加水,溫度,時(shí)間,第三節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來源,1、工業(yè)常用的碳源,葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精、油和脂肪、有機(jī)酸。,2、工業(yè)常用的氮源,有機(jī)氮源、無機(jī)氮源,生理酸堿性物質(zhì)：無機(jī)氮源經(jīng)微生物生理作用 （代謝）后能形成酸堿性物質(zhì),3、 無機(jī)鹽及微量元素,低濃度對(duì)微生物生長和產(chǎn)物合成有促進(jìn)作用， 在高濃度時(shí)常表現(xiàn)出明顯的抑制作用。 生產(chǎn)中要通過試驗(yàn)預(yù)先了解菌種對(duì)無機(jī)鹽和微量元素的 最適需求量，以穩(wěn)定或提高產(chǎn)量。,4、生長因子、前體物質(zhì)、產(chǎn)物抑制劑和促進(jìn)劑,發(fā)酵培養(yǎng)基中某些成分的加入有助于調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形成， 而并不促進(jìn)微生物的生長，,一、碳源,1、作用,提供微生物菌種的生長繁殖所需的能源和合成菌體所必需的碳成分,提供合成目的產(chǎn)物所必須的碳成分,2、來源,糖類、油脂、有機(jī)酸、正烷烴,3、工業(yè)上常用的糖類, 葡萄糖,所有的微生物都能利用葡萄糖 但是會(huì)引起葡萄糖效應(yīng),工業(yè)上常用淀粉水解糖,但是糖液必須達(dá)到一定的質(zhì) 量指標(biāo),不同的制糖工藝生產(chǎn)的糖液質(zhì)量差別很大, 糖蜜,糖蜜是制糖生產(chǎn)時(shí)的結(jié)晶母液，它是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。,糖蜜主要含有蔗糖，總糖可達(dá)50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。,不用加工方法對(duì)甘蔗糖蜜的影響,糖蜜使用的注意點(diǎn)：,除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進(jìn)行預(yù)處理。,例：谷氨酸發(fā)酵,有害物資：膠體成分（起泡、結(jié)晶）、鈣鹽（結(jié)晶） 生物素（發(fā)酵控制）,預(yù)處理：澄清脫鈣脫除生物素,例：檸檬酸發(fā)酵,有害物質(zhì)：鐵離子含量高（導(dǎo)致異檸檬酸的生成）,預(yù)處理：黃血鹽, 淀粉、糊精,使用條件：微生物必須能分泌水解淀粉、糊精的酶類,缺點(diǎn)：難利用、 發(fā)酵液比較稠、一般2.0%時(shí)加入一定的-淀粉酶 成分比較復(fù)雜，有直鏈淀粉和支鏈淀粉等等。,優(yōu)點(diǎn)：來源廣泛、價(jià)格底 難利用，可以解除葡萄糖效應(yīng),例：地衣牙孢桿菌生產(chǎn)-淀粉酶,碳源對(duì)生長和產(chǎn)酶的影響,碳源 細(xì)胞量 -淀粉酶 葡萄糖 4.2 0 蔗糖 4.02 0 糊精 3.06 38.2 淀粉 3.09 40.2,李江華，無錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，2004,(1.5g麩皮),嗜堿芽胞桿菌(AC-2)中碳源對(duì)堿性纖維素酶分泌的影響,結(jié)果：各種碳源相差不大,推論：該菌種的堿性纖維素酶為組成型,蘇勤，林業(yè)化學(xué)與工業(yè)，2004,二、氮源,氮源主要用于構(gòu)成菌體細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸，蛋白質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物。常用的氮源可分為兩大類：有機(jī)氮源和無機(jī)氮源。,1、無機(jī)氮源,種類：氨鹽、硝酸鹽和氨水,特點(diǎn)：微生物對(duì)它們的吸收快，所以也稱之謂迅速利用的氮源。但無機(jī)氮源的迅速利用常會(huì)引起pH的變化如： (NH4)2SO4 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 NH3 + 2H2O + NaOH,無機(jī)氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無機(jī)氮源叫生理酸性物質(zhì)，如硫酸胺，若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機(jī)氮源稱為生理堿性物質(zhì)，如硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對(duì)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的pH有積極作用。,所以選擇合適的無機(jī)氮源有兩層意義： 滿足菌體生長 穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中的pH,毛霉產(chǎn)蛋白酶的研究,陳濤，中國釀造，2004,初始pH的影響:,pH偏酸比較好，中性蛋白酶影響大,無機(jī)氮源的影響：,硫酸銨硝酸銨硝酸鈉尿素,2、有機(jī)氮源,來源：工業(yè)上常用的有機(jī)氮源都是一些廉價(jià)的原料，花生餅 粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋 白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒 糟。,成分復(fù)雜：除提供氮源外，有些有機(jī)氮源還提供大量的無機(jī) 鹽及生長因子。,例 玉米漿： 可溶性蛋白、生長因子（生物素）、苯乙酸 較多的乳酸 硫、磷、微量元素等,有機(jī)氮源成分復(fù)雜可以從多個(gè)方面對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行影響，而另一方面有機(jī)氮源的來源具有不穩(wěn)定性。所以在有機(jī)氮源選取時(shí)和使用過程中，必須考慮原料的波動(dòng)對(duì)發(fā)酵的影響,氮源使用的一些相關(guān)問題：,有機(jī)氮源和無機(jī)氮源應(yīng)當(dāng)混合使用,早期：容易利用易同化的氮源無機(jī)氮源 中期：菌體的代謝酶系已形成、則利用蛋白質(zhì),有些產(chǎn)物會(huì)受氮源的誘導(dǎo)和阻遏,例： 蛋白酶的生產(chǎn),有機(jī)氮源選取時(shí)也要考慮微生物的同化能力,開發(fā)效果好、有針對(duì)性的有機(jī)氮源仍然是令人感興趣 的課題,三、無機(jī)鹽的微量元素,1、作用：各種不一樣,2、來源：C、N源，以鹽的形式補(bǔ)充,3、用量：根據(jù)具體的產(chǎn)品，以實(shí)驗(yàn)決定,4、使用注意點(diǎn),A. 對(duì)于其它渠道有可能帶入的過多的某種無機(jī)離子和 微量元素在發(fā)酵過程中必須加以考慮,例：鐵離子 青霉素發(fā)酵中，鐵離子的濃度要小于20g/ml 發(fā)酵罐必須進(jìn)行表面處理,B、使用時(shí)注意鹽的形式（pH的變化）,例：黑曲酶NRRL-330,生產(chǎn)-淀粉酶，P對(duì)酶活的影響 pH 酶活 不加 4.25 120分鐘 加 K2HPO