4徐瑩生物工藝學－章 微生物培養(yǎng)基

1、2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1第四章第四章 微生物培養(yǎng)基微生物培養(yǎng)基2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基22021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基32021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基4l類型類型 分類依據(jù)分類依據(jù) 類型類型 組成物質(zhì)的純度組成物質(zhì)的純度 天然、合成、半合成天然、合成、半合成 培養(yǎng)基物理狀態(tài)培養(yǎng)基物理狀態(tài) 液體、固體、半液體液體、固體、半液體 培養(yǎng)基的成分和目的培養(yǎng)基的成分和目的 基本、完全、鑒別、選擇基本、完全、鑒別、選擇

2、 用途用途 孢子、種子、發(fā)酵孢子、種子、發(fā)酵 重點講2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基5 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基6 大規(guī)模發(fā)酵的培養(yǎng)基特點：大規(guī)模發(fā)酵的培養(yǎng)基特點： 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基7 發(fā)酵培養(yǎng)基需要的成分： ，2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基8 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基92021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基10微生物

3、的碳源譜微生物的碳源譜2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基11 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基12 因為：溶氧、中間產(chǎn)物等2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基13 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基14 甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜 主要含有蔗糖，總糖可達5075 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基152021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基16 碳源物質(zhì)的易利用順序碳源物

4、質(zhì)的易利用順序葡萄糖（單）葡萄糖（單）蔗糖、麥芽糖、乳糖蔗糖、麥芽糖、乳糖 （雙）（雙）糊精糊精淀粉淀粉2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基172 2 油和脂肪油和脂肪 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基18 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基19 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基202021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基212021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基2

5、2二、氮源二、氮源2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基23種類：種類：1 無機無機n源：源：2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基242021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基25 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基262021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基27 如，在制液體曲時，用nan03作氮源，菌絲長得粗壯，培養(yǎng)時間短，且糖化力較高。 因為nan03的代謝而得到的naoh可中和曲霉生長中所釋放出的酸，使ph穩(wěn)

6、定在工藝要求的范圍內(nèi)。 如，在一株黑曲霉發(fā)酵過程中用硫酸銨作氮源，培養(yǎng)液中留下的s042使ph下降，而這對提高糖化型淀粉酶的活力有利，且較低的ph還能抑制雜菌的生長，防止污染。 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基282 有機氮：有機氮： 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基29 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基302021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基312021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基322021

7、-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基33 是制玉米淀粉的副產(chǎn)物。 制造玉米淀粉須將玉米粒先用亞硫酸浸泡，浸泡液濃縮即制成黃褐色的液體，叫玉米漿玉米漿。 玉米漿中含有豐富的可溶性蛋白、生長素和一些前體物質(zhì)，含大約40%50%固體物質(zhì)。 玉米漿是微生物生長很普遍應(yīng)用的有機氮源 玉米漿中含有的磷酸肌醇對促進紅霉素、鏈霉素、青霉素和土霉素等的生產(chǎn)有積極作用。 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基342021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基35 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學

8、 第四章 培養(yǎng)基362021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基372021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基38三、能源三、能源能源譜能源譜2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基39四、無機鹽四、無機鹽2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基402021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基41 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基42五、水五、水2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生

9、物工藝學 第四章 培養(yǎng)基43六六 生長因子生長因子2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基44 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基45）2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基46七、前體七、前體2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基47氨基酸發(fā)酵的前體物質(zhì)氨基酸發(fā)酵的前體物質(zhì)氨基酸氨基酸菌體菌體前體物質(zhì)前體物質(zhì)產(chǎn)量產(chǎn)量/%/%絲氨酸絲氨酸嗜甘油棒狀桿菌嗜甘油棒狀桿菌 甘氨酸甘氨酸1.6色氨酸色氨酸異常漢遜酵母異常漢遜酵母氨茴酸氨茴酸0.8色氨酸色氨酸

10、麥角菌麥角菌吲哚吲哚1.3蛋氨酸蛋氨酸脫氫極毛桿菌脫氫極毛桿菌2-羥基羥基4-甲基硫代丁醇甲基硫代丁醇1.1異亮氨酸異亮氨酸粘質(zhì)賽桿菌粘質(zhì)賽桿菌-氨基丁酸氨基丁酸0.8異亮氨酸異亮氨酸阿氏棒狀桿菌阿氏棒狀桿菌d-蘇氨酸蘇氨酸1.5蘇氨酸蘇氨酸谷氨酸小球菌谷氨酸小球菌高絲氨酸高絲氨酸2.02021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基482021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基492021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基502021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基51

11、2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基52： 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基532021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基54 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基552021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基562021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基572021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基58 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩

12、 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基592021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基602021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基612021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基62一般不主張 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基632021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基642021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基65一、發(fā)酵過程特點一、發(fā)酵過程特點二、試驗設(shè)計術(shù)語二、試驗設(shè)計術(shù)語三、工藝研究的方法和策略

13、三、工藝研究的方法和策略四、單因子試驗法四、單因子試驗法五、析因?qū)嶒炘O(shè)計及結(jié)果分析五、析因?qū)嶒炘O(shè)計及結(jié)果分析六、優(yōu)化實驗設(shè)計及結(jié)果分析六、優(yōu)化實驗設(shè)計及結(jié)果分析第四節(jié)第四節(jié) 微生物培養(yǎng)基設(shè)計微生物培養(yǎng)基設(shè)計2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基662021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基672021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基682021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基692021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基7020

14、21-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基712021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基722021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基732021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基742021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基752021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基76四、單因子試驗法四、單因子試驗法 以酵母菌生產(chǎn)蝦青素以酵母菌生產(chǎn)蝦青素 asta 為例，介紹培養(yǎng)基的試驗設(shè)為例，介紹培養(yǎng)基的試驗設(shè)計步驟

15、。計步驟。 1 1、碳源的選擇、碳源的選擇：無碳基礎(chǔ)培養(yǎng)基：無碳基礎(chǔ)培養(yǎng)基 3030 g/l 葡萄糖、蔗糖、果糖、麥芽糖、乙醇葡萄糖、蔗糖、果糖、麥芽糖、乙醇；2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基77 產(chǎn)產(chǎn)量量2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基78 2 2、氮源的選擇、氮源的選擇：無氮培養(yǎng)基中無氮培養(yǎng)基中 5 g/l 有機氮源有機氮源 蛋白胨、酵母粉、牛肉膏蛋白胨、酵母粉、牛肉膏2 g/l的的無機氮源無機氮源 nh4cl、(nh4)2so4、 kno3、nh4no3、尿素、尿素 2021-11-10中國海洋大學食品學

16、院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基79產(chǎn)產(chǎn)量量氮源種類氮源種類 產(chǎn)產(chǎn)量量2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基80 3、無機鹽的選擇、無機鹽的選擇產(chǎn)產(chǎn)量量2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基812021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基82統(tǒng)計分析軟件 sas 、spss 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基832021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基842021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第

17、四章 培養(yǎng)基852021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基86 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基87 由于微生物對外界環(huán)境因素的反應(yīng)多半不是線性多半不是線性的的，而在部分因子設(shè)計法中每種因素只使用每種因素只使用23個水平個水平，所以，該方法只適用于對因素重要性的篩選，而不適于因素的最優(yōu)化。并且，由于因素和效應(yīng)之間的非線性關(guān)系，試驗水平點的選擇將直接影響試驗的結(jié)果。因此，試驗水平的選擇和試驗結(jié)果的分析都必須非常慎重。2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基882021-11-10中國海洋大

18、學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基89 打開軟件sas系統(tǒng)全稱為statistics analysis system，sas是用于決策支持的大型集成信息系統(tǒng)，但該軟件系統(tǒng)最早的功能限于統(tǒng)計分析，至今，統(tǒng)計分析功能也仍是它的重要組成部分和核心功能。 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基901234562021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基91x1 x2 x3 x4 x5 x6 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基92 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學

19、 第四章 培養(yǎng)基93x1 x2 x3 x4 x5 x6 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基94 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基95 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基96（二）最陡爬坡實驗（二）最陡爬坡實驗 響應(yīng)面擬合方程只在考察的緊接鄰域里才充分近似真實情形，在其他區(qū)域，擬合方程與被近似的函數(shù)方程毫無相似之處，幾乎無意義。所以，以實驗值變化的為爬坡方向，根據(jù)各因素效應(yīng)值的大小確定，能快速、經(jīng)濟地最大產(chǎn)量區(qū)域。 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學

20、第四章 培養(yǎng)基97 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基98 培養(yǎng)基不僅影響產(chǎn)物的產(chǎn)率，而且還可能影培養(yǎng)基不僅影響產(chǎn)物的產(chǎn)率，而且還可能影響產(chǎn)物的組成和產(chǎn)量，因此要對培養(yǎng)基進行響產(chǎn)物的組成和產(chǎn)量，因此要對培養(yǎng)基進行優(yōu)化。優(yōu)化。 但最優(yōu)培養(yǎng)基的確定往往需要花費大量的時但最優(yōu)培養(yǎng)基的確定往往需要花費大量的時間和精力，為了克服這些問題，通常需要采間和精力，為了克服這些問題，通常需要采用用合理的實驗設(shè)計合理的實驗設(shè)計以減少實驗次數(shù)來解決。以減少實驗次數(shù)來解決。六、優(yōu)化實驗設(shè)計及結(jié)果分析六、優(yōu)化實驗設(shè)計及結(jié)果分析2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工

21、藝學 第四章 培養(yǎng)基99 （了解）2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基100 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1012021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基102 -1.414 -1011.414蔗糖蔗糖(x 1)5.0 酵母粉酵母粉(x 2)0.932021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基103 (2)2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基104（3 3）結(jié)果分析）結(jié)果分析響應(yīng)面分析方法響應(yīng)面分析方法2021-

22、11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基105 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1062021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1073d surface plot (spreadsheet1 10v*13c)var3 = distance weighted least squares 8000 6000 4000 2000 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1083d contour plot (spreadsheet1 10v*13c)var3 = di

23、stance weighted least squares 8000 6000 4000 2000 -1.414-1.0000.0001.0001.414var1-1.414-1.0000.0001.0001.414var22021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基109 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基110 58.125 61.251 64.376 67.502 70.627 73.752 76.878 80.003 83.129 86.254 above2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第

24、四章 培養(yǎng)基1112021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基112 2021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1132021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1142021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1152021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1162021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1172021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1182021-11-10中國海洋大學食品學院 徐瑩 生物工藝學 第四章 培養(yǎng)基1194 4）用途：）用途： 一般來說，正交實驗設(shè)計適用于一般來說，正交實驗設(shè)計適用于 所需考慮因素數(shù)較多，但沒有或只有所需考慮因素數(shù)較多，