培養(yǎng)基及其制備技術-教學課件

1、子情境：培養(yǎng)基及其制備技術主要內(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)基的設計與優(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v發(fā)酵培養(yǎng)基：發(fā)酵培養(yǎng)基： 滿足菌體的生長、促進產(chǎn)物的形成 要符合增產(chǎn)節(jié)約、因地制宜v 能否設計出一個好的發(fā)酵培養(yǎng)基，是一個發(fā)酵產(chǎn)品工業(yè)化成功中非常關鍵的一環(huán)。 孢子培養(yǎng)基孢子培養(yǎng)基v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。v 配制要求： 營養(yǎng)不要太豐富，否則不宜產(chǎn)孢

2、子。 所用無機鹽的濃度要適量，不然也會孢子量和孢子顏色。 要注意培養(yǎng)基的pH和濕度。種子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基v 種子培養(yǎng)基是供是供微生物菌體的生長繁殖。為了在較短的時間內(nèi)獲得數(shù)量較多的強壯的種子細胞，種子培養(yǎng)基要求營養(yǎng)豐富、完全，氮源、維生素的比例應較高，所用的原料也應是易于被微生物菌體吸收利用。 v 配制要求： 營養(yǎng)比較豐富和完全，總濃度略稀薄； 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v 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。 v 發(fā)酵培養(yǎng)基還應考慮便于發(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。v

3、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、前體和促進劑等； 考慮培養(yǎng)基用分批補料工藝。v對發(fā)酵培養(yǎng)基進行科學的設計，包括兩個方面的內(nèi)容： 是對發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及原輔料材料的特性有較為詳細的了解； 是在此基礎上結合具體微生物和發(fā)酵產(chǎn)品的代謝特點及對培養(yǎng)基的成分進行合理的選擇和優(yōu)化。一、發(fā)酵培養(yǎng)基選擇的依據(jù)一、發(fā)酵培養(yǎng)基選擇的依據(jù)v根據(jù)微生物的特點選擇培養(yǎng)基 細菌、酵母菌、霉菌、放線菌四類v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v根據(jù)生產(chǎn)實踐和科學試驗的不同要求選擇v根據(jù)經(jīng)濟效益分析選擇培養(yǎng)基 價廉、來源豐富、運輸方便、就地取材、無毒 二、發(fā)

4、酵培養(yǎng)基成分選擇的原則二、發(fā)酵培養(yǎng)基成分選擇的原則v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)物的化學性質(zhì)等確定培養(yǎng)基。 1菌體的同化能力v 微生物來源和種類的不同，所能分泌的水解酶系。微生物來源和種類的不同，所能分泌的水解酶系。v 酵母菌只能利用簡單的糖類酵母菌只能利用簡單的糖類 ：中國酒曲中含有豐富的淀粉：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。酶和糖化酶，國外利用麥芽含有豐富的淀粉水解酶類。v 許多碳源和氮源都是復雜的有機大分子，如豆餅粉、黃豆許多碳源和氮源都是復雜的

5、有機大分子，如豆餅粉、黃豆餅粉等。餅粉等。1菌體的同化能力v 微生物利用氮源的能力因菌種、菌齡的不同而有差異。v 同一微生物處于生長不同階段時，對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胞的代謝酶系已經(jīng)形成，則利用蛋白質(zhì)的能力增強。因此在培養(yǎng)基中有機氮源和無機氮源應當混合使用。2代謝物的阻遏和誘導作用v 對于快速利用的碳源如葡萄糖來講，當菌體利用葡萄糖時產(chǎn)生的分解代謝產(chǎn)物會阻遏或抑制某些產(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”。v 抗生素發(fā)酵生產(chǎn)時，考慮分批補料或連續(xù)補料的方式來解除。v 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

6、，幾乎都選用淀粉類原料作為碳源。 2代謝物的阻遏和誘導作用v 有些產(chǎn)物會受氮源的誘導與阻遏v 蛋白酶的生產(chǎn)受培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)或多肽的誘導，而受銨鹽、硝酸鹽、氨基氮的阻遏。這時在培養(yǎng)基氮源選取時應考慮以有機氮源(蛋白質(zhì)類)為主。v 在選擇和配制發(fā)酵培養(yǎng)基時，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，避其所短。 3合適的碳氮比v 培養(yǎng)基中的碳氮的比例（培養(yǎng)基中的碳氮的比例（C/NC/N）在發(fā)酵工業(yè)中尤為重要。）在發(fā)酵工業(yè)中尤為重要。v 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。v 碳源過多，則容易形成較低的pH；

7、碳源不足，菌體衰老和自溶。v 碳氮比不當還會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，對其碳氮比的最適要求也不一樣。 3合適的碳氮比v 酵母細胞中碳氮比約為100：20，v 霉菌約為100：10。v 一般發(fā)酵工業(yè)中碳氮比約為l00：（0.2-2.0) 。v 氨基酸發(fā)酵中，因為產(chǎn)物中含有氮，所以碳氮比就相對高一些。如谷氨酸發(fā)酵的C：N為100：(1521)，若碳氮比為100：(0.22.0)，則會出現(xiàn)只長菌體，幾乎不產(chǎn)谷氨酸的現(xiàn)象。 v理論+經(jīng)驗 根據(jù)前人的經(jīng)驗和培養(yǎng)基成分確定時一些必須考慮的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分； 通過單因子實驗最終確定出最為適宜的

8、培養(yǎng)基成分； 采用合理的實驗設計方法優(yōu)化配方。 正交實驗設計，方差分析 響應面法設計及分析單因子實驗v碳源的選擇v氮源的選擇v誘導劑及前體的選擇v無機鹽的選擇 對于單因素或兩因素試驗，因其因素少對于單因素或兩因素試驗，因其因素少 ，試驗的設，試驗的設計計 、實施與分析都比較簡單、實施與分析都比較簡單 。但在實際工作中。但在實際工作中 ，常，常常需要同時考察常需要同時考察 3個或個或3個以上的試驗因素個以上的試驗因素 ，若進行，若進行全面試驗全面試驗 ，則，則試驗的規(guī)模將很大試驗的規(guī)模將很大 ，往往因試驗條件，往往因試驗條件的限制而難于實施的限制而難于實施 。正交試驗設計就是安排多因素正交試驗設

9、計就是安排多因素試驗試驗 、尋求最優(yōu)水平組合、尋求最優(yōu)水平組合 的一種高效率試驗設計方的一種高效率試驗設計方法。法。 v 例如，要考察增稠劑用量、例如，要考察增稠劑用量、pH值和殺菌溫度值和殺菌溫度對豆奶穩(wěn)定性的影響。每個因素設置對豆奶穩(wěn)定性的影響。每個因素設置3個水平進行個水平進行試驗試驗 。v A因素是增稠劑用量，設因素是增稠劑用量，設A1、A2、A3 3個水個水平；平；B因素是因素是pH值，設值，設B1、B2、B3 3個水平；個水平；C因素為殺菌溫度，設因素為殺菌溫度，設C1、C2、C3 3個水平。這是個水平。這是一個一個3因素因素3水平的試驗，各因素的水平之間全部水平的試驗，各因素的水

10、平之間全部可能組合有可能組合有?種種 。v 3 3因素因素3 3水平的全面試驗水平組合數(shù)為水平的全面試驗水平組合數(shù)為3 33 3=27=27，4 4因素因素3 3水水平的全面試驗水平組合數(shù)為平的全面試驗水平組合數(shù)為3 34 4=81 =81 ，5 5因素因素3 3水平的全面試水平的全面試驗水平組合數(shù)為驗水平組合數(shù)為3 35 5=243=243，這在科學試驗中是有可能做不到，這在科學試驗中是有可能做不到的。的。 v(1)A1B1C1 (2)A2B1C2 (3)A3B1C3v(4)A1B2C2 (5)A2B2C3 (6)A3B2C1v(7)A1B3C3 (8)A2B3C1 (9)A3B3C2A3A

11、2A1B3C3v1.1 正交試驗設計的基本概念正交試驗設計的基本概念 v 正交試驗設計是利用正交表來安排與分析多因正交試驗設計是利用正交表來安排與分析多因素試驗的一種設計方法。它是由試驗因素的全部水素試驗的一種設計方法。它是由試驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗的，通過對這部分試驗結果的分析了解全面試驗的的，通過對這部分試驗結果的分析了解全面試驗的情況，找出最優(yōu)的水平組合。情況，找出最優(yōu)的水平組合。v 這這9個試驗點在選優(yōu)區(qū)中分布是均衡的，在立個試驗點在選優(yōu)區(qū)中分布是均衡的，在立方體的每個平面上方體的每個平面上 ，都恰是，都恰

12、是3個試驗點；在立方個試驗點；在立方體的每條線上也恰有一個試驗點。體的每條線上也恰有一個試驗點。v 9個試驗點均衡地分布于整個立方體內(nèi)，有很個試驗點均衡地分布于整個立方體內(nèi)，有很強的代表性，強的代表性， 能夠比較全面地反映選優(yōu)區(qū)內(nèi)的基能夠比較全面地反映選優(yōu)區(qū)內(nèi)的基本情況。本情況。 v正交表正交表 v 由于正交設計安排試驗和分析試驗結果都要用由于正交設計安排試驗和分析試驗結果都要用正交表，因此，我們先對正交表作一介紹。正交表，因此，我們先對正交表作一介紹。v 其中其中“L”代表正交表；代表正交表；L右下角的數(shù)字右下角的數(shù)字“8”表示有表示有8行行 ，用這張正交表安排試驗包含，用這張正交表安排試驗

13、包含8個處理個處理(水平組水平組合合) ；括號內(nèi)的底數(shù)；括號內(nèi)的底數(shù)“2” 表示因素的水平數(shù)，括號內(nèi)表示因素的水平數(shù)，括號內(nèi)2的指數(shù)的指數(shù)“7”表示有表示有7列列 ，用這張正交表最多可，用這張正交表最多可以安排以安排7個個2水平因素。水平因素。L L9 9(3(34 4) )正交表正交表表表16 4直直 觀觀 分分 析析 計計 算算 表表 表 頭 設 計 A B C 實 驗 號 列 號 1 2 3 4 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 T1 555

14、485 555 D v 根據(jù)專業(yè)知識、以往的研究結論和經(jīng)驗，從影響試驗指標根據(jù)專業(yè)知識、以往的研究結論和經(jīng)驗，從影響試驗指標的諸多因素中，通過因果分析篩選出需要考察的試驗因素。的諸多因素中，通過因果分析篩選出需要考察的試驗因素。一一般確定試驗因素時，應以對試驗指標影響大的因素、尚未考察般確定試驗因素時，應以對試驗指標影響大的因素、尚未考察過的因素、尚未完全掌握其規(guī)律的因素為先。過的因素、尚未完全掌握其規(guī)律的因素為先。v 試驗因素選定后，根據(jù)所掌握的信息資料和相關知識，試驗因素選定后，根據(jù)所掌握的信息資料和相關知識，確定每個因素的水平，一般以確定每個因素的水平，一般以2-42-4個水平為宜。個水

15、平為宜。對主要考察的對主要考察的試驗因素，可以多取水平，但不宜過多（試驗因素，可以多取水平，但不宜過多（6 6），否則試驗次），否則試驗次數(shù)驟增。數(shù)驟增。因素的水平間距，應根據(jù)專業(yè)知識和已有的資料，盡因素的水平間距，應根據(jù)專業(yè)知識和已有的資料，盡可能把水平值取在理想?yún)^(qū)域?？赡馨阉街等≡诶硐?yún)^(qū)域。水平水平試驗因素試驗因素加水量加水量（mL/100g）A加酶量加酶量（mL/100g）B酶解溫度酶解溫度（）C酶解時間酶解時間（h）D1101201.52504352.53907503.5試驗號試驗號因素因素液化率液化率A AB BC CD D1 11 11 11 11 10 02 21 12 22

16、22 217173 31 13 33 33 324244 42 21 12 23 312125 52 22 23 31 147476 62 23 31 12 228287 73 31 13 32 21 18 83 32 21 13 318189 93 33 32 21 14242試驗號試驗號因素因素液化率液化率A AB BC CD D1 11 11 11 11 10 02 21 12 22 22 217173 31 13 33 33 324244 42 21 12 23 312125 52 22 23 31 147476 62 23 31 12 228287 73 31 13 32 21 18

17、 83 32 21 13 318189 93 33 32 21 14242試驗號試驗號因素因素液化率液化率A AB BC CD D1 11 11 11 11 10 02 21 12 22 22 217173 31 13 33 33 324244 42 21 12 23 312125 52 22 23 31 147476 62 23 31 12 228287 73 31 13 32 21 18 83 32 21 13 318189 93 33 32 21 14242K14141131346468989K28787828271714646K36161949472725454k113.713.74.

18、34.315.315.329.729.7k229.029.027.327.323.723.715.315.3k320.320.331.331.324.024.018.018.0極差極差R15.315.327.027.08.78.714.314.3主次順序主次順序BADC優(yōu)水平優(yōu)水平A2B3C3D1優(yōu)組合優(yōu)組合A2B3C3D1加酶加酶加水加水溫度溫度時間時間第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來源發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來源1、工業(yè)常用的碳源、工業(yè)常用的碳源葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精、油和脂肪、有機酸。葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精、油和脂肪、有機酸。2、工業(yè)常用的氮源、工業(yè)常用的氮源有機氮源、無機氮源有機氮源、

19、無機氮源生理酸堿性物質(zhì)：無機氮源經(jīng)微生物生理作用生理酸堿性物質(zhì)：無機氮源經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸堿性物質(zhì)（代謝）后能形成酸堿性物質(zhì)3、 無機鹽及微量元素無機鹽及微量元素低濃度對微生物生長和產(chǎn)物合成有促進作用，低濃度對微生物生長和產(chǎn)物合成有促進作用，在高濃度時常表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在高濃度時常表現(xiàn)出明顯的抑制作用。生產(chǎn)中要通過試驗預先了解菌種對無機鹽和微量元素的生產(chǎn)中要通過試驗預先了解菌種對無機鹽和微量元素的最適需求量，以穩(wěn)定或提高產(chǎn)量。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)物抑制劑和促進劑、生長因子、前體物質(zhì)、產(chǎn)物抑制劑和促進劑發(fā)酵培養(yǎng)基中某些成分的加入有助于調(diào)

20、節(jié)產(chǎn)物的形成，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，而并不促進微生物的生長，而并不促進微生物的生長，一、碳源一、碳源1、作用、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的碳成分 提供合成目的產(chǎn)物所必須的碳成分提供合成目的產(chǎn)物所必須的碳成分2、來源、來源糖類、油脂、有機酸、正烷烴糖類、油脂、有機酸、正烷烴3、工業(yè)上常用的糖類、工業(yè)上常用的糖類 葡萄糖葡萄糖 所有的微生物都能利用葡萄糖所有的微生物都能利用葡萄糖 但是會引起葡萄糖效應但是會引起葡萄糖效應q 工業(yè)上常用淀粉水解糖工業(yè)上常用淀粉水解糖,但是糖液必須達到一定的

21、質(zhì)但是糖液必須達到一定的質(zhì) 量指標量指標不同的制糖工藝生產(chǎn)的糖液質(zhì)量差別很大不同的制糖工藝生產(chǎn)的糖液質(zhì)量差別很大 糖蜜糖蜜糖蜜是制糖生產(chǎn)時的結晶母液，它是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物糖蜜是制糖生產(chǎn)時的結晶母液，它是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。 糖蜜主要含有蔗糖，總糖可達糖蜜主要含有蔗糖，總糖可達50%75%。一般糖蜜分。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。不用加工方法對甘蔗糖蜜的影響不用加工方法對甘蔗糖蜜的影響糖蜜使用的注意點：糖蜜使用的注意點：除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會對發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進行預處理。

22、多都會對發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進行預處理。例：谷氨酸發(fā)酵例：谷氨酸發(fā)酵有害物資：膠體成分（起泡、結晶）、鈣鹽（結晶）有害物資：膠體成分（起泡、結晶）、鈣鹽（結晶） 生物素（發(fā)酵控制）生物素（發(fā)酵控制）預處理：澄清預處理：澄清脫鈣脫鈣脫除生物素脫除生物素例：檸檬酸發(fā)酵例：檸檬酸發(fā)酵有害物質(zhì)：鐵離子含量高（導致異檸檬酸的生成）有害物質(zhì)：鐵離子含量高（導致異檸檬酸的生成）預處理：預處理：黃血鹽黃血鹽 淀粉、糊精淀粉、糊精使用條件：微生物必須能分泌水解淀粉、糊精的酶類使用條件：微生物必須能分泌水解淀粉、糊精的酶類缺點：難利用、缺點：難利用、 發(fā)酵液比較稠、發(fā)酵液比較稠、一般一般2.0%時加入一定的時

23、加入一定的-淀粉酶淀粉酶 成分比較復雜，有直鏈淀粉和支鏈淀粉等等。成分比較復雜，有直鏈淀粉和支鏈淀粉等等。優(yōu)點：來源廣泛、價格底優(yōu)點：來源廣泛、價格底 難利用，可以解除葡萄糖效應難利用，可以解除葡萄糖效應例：地衣牙孢桿菌生產(chǎn)例：地衣牙孢桿菌生產(chǎn)-淀粉酶淀粉酶碳源對生長和產(chǎn)酶的影響碳源對生長和產(chǎn)酶的影響碳源碳源 細胞量細胞量 -淀粉酶淀粉酶葡萄糖葡萄糖 4.2 0 蔗糖蔗糖 4.02 0糊精糊精 3.06 38.2淀粉淀粉 3.09 40.2李江華，無錫輕工大學學報，2004(1.5g麩皮)嗜堿芽胞桿菌(AC-2)中碳源對堿性纖維素酶分泌的影響結果：各種碳源相差不大推論：該菌種的堿性纖維素酶為組

24、成型蘇勤，林業(yè)化學與工業(yè)，2004二、氮源二、氮源 氮源主要用于構成菌體細胞物質(zhì)（氨基酸，蛋白質(zhì)、氮源主要用于構成菌體細胞物質(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：有機核酸等）和含氮代謝物。常用的氮源可分為兩大類：有機氮源和無機氮源。氮源和無機氮源。 1、無機氮源、無機氮源種類種類：氨鹽、硝酸鹽和氨水：氨鹽、硝酸鹽和氨水特點特點：微生物對它們的吸收快，所以也稱之謂迅速利：微生物對它們的吸收快，所以也稱之謂迅速利用的氮源。但無機氮源的迅速利用常會引起用的氮源。但無機氮源的迅速利用常會引起pH的變的變化如：化如： (NH4)2SO4 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3

25、 + 4H2 NH3 + 2H2O + NaOH 無機氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸無機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)的無機氮源叫性物質(zhì)的無機氮源叫生理酸性物質(zhì)生理酸性物質(zhì)，如硫酸胺，若菌體代謝，如硫酸胺，若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機氮源稱為后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機氮源稱為生理堿性物質(zhì)生理堿性物質(zhì)，如，如硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的的pH有積極作用。有積極作用。 所以

26、選擇合適的無機氮源有兩層意義：所以選擇合適的無機氮源有兩層意義： q 滿足菌體生長滿足菌體生長q 穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中的穩(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氮源的影響：硫酸銨硝酸銨硝酸鈉尿素2、有機氮源、有機氮源來源來源：工業(yè)上常用的有機氮源都是一些廉價的原料，：工業(yè)上常用的有機氮源都是一些廉價的原料，花生餅花生餅 粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋粉、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、廢菌絲體和酒白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒 糟糟。成分

27、復雜成分復雜：除提供氮源外，有些有機氮源還提供大量的無機：除提供氮源外，有些有機氮源還提供大量的無機 鹽及生長因子。鹽及生長因子。例例 玉米漿：玉米漿： 可溶性蛋白、生長因子（生物素）、苯乙酸可溶性蛋白、生長因子（生物素）、苯乙酸 較多的乳酸較多的乳酸 硫、磷、微量元素等硫、磷、微量元素等 有機氮源成分復雜可以從多個方面對發(fā)酵過程進行影響，而另一方面有機氮源的來源具有不穩(wěn)定性。所以在有機氮源選取時和使用過程中，必須考慮原料的波動對發(fā)酵的影響氮源使用的一些相關問題：q 有機氮源和無機氮源應當混合使用有機氮源和無機氮源應當混合使用早期：容易利用易同化的氮源早期：容易利用易同化的氮源無機氮源無機氮源

28、中期：菌體的代謝酶系已形成、則利用蛋白質(zhì)中期：菌體的代謝酶系已形成、則利用蛋白質(zhì)q 有些產(chǎn)物會受氮源的誘導和阻遏有些產(chǎn)物會受氮源的誘導和阻遏例：例： 蛋白酶的生產(chǎn)蛋白酶的生產(chǎn)q 有機氮源選取時也要考慮微生物的同化能力有機氮源選取時也要考慮微生物的同化能力q 開發(fā)效果好、有針對性的有機氮源仍然是令人感興趣開發(fā)效果好、有針對性的有機氮源仍然是令人感興趣 的課題的課題三、無機鹽的微量元素三、無機鹽的微量元素1、作用：各種不一樣、作用：各種不一樣2、來源：來源：C、N源，以鹽的形式補充源，以鹽的形式補充3、用量：根據(jù)具體的產(chǎn)品，以實驗決定用量：根據(jù)具體的產(chǎn)品，以實驗決定4、使用注意點使用注意點A. 對

29、于其它渠道有可能帶入的過多的某種無機離子和對于其它渠道有可能帶入的過多的某種無機離子和 微量元素在發(fā)酵過程中必須加以考慮微量元素在發(fā)酵過程中必須加以考慮例：鐵離子例：鐵離子 青霉素發(fā)酵中，鐵離子的濃度要小于青霉素發(fā)酵中，鐵離子的濃度要小于20g/ml 發(fā)酵罐必須進行表面處理發(fā)酵罐必須進行表面處理B、使用時注意鹽的形式（、使用時注意鹽的形式（pH的變化）的變化）例例：黑曲酶黑曲酶NRRL-330,生產(chǎn)生產(chǎn)-淀粉酶，淀粉酶，P對酶活的影響對酶活的影響 pH 酶活酶活不加不加 4.25 120分鐘分鐘加加 K2HPO4 5.45 30分鐘分鐘加加 KH2PO4 4.62 75分鐘分鐘四、生長因子、前

30、體和產(chǎn)物促進劑四、生長因子、前體和產(chǎn)物促進劑 從廣義上講，凡是微生物生長不可缺少的微量的有機從廣義上講，凡是微生物生長不可缺少的微量的有機物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。 1、生長因子、生長因子 如以糖質(zhì)原料為碳源的谷氨酸生產(chǎn)菌均為生物素缺陷如以糖質(zhì)原料為碳源的谷氨酸生產(chǎn)菌均為生物素缺陷型，以型，以生物素生物素為生長因子為生長因子, ,生長因子對發(fā)酵的調(diào)控起到重生長因子對發(fā)酵的調(diào)控起到重要的作用要的作用 。 有機氮源有機氮源是這些生長因子的重要來源，多數(shù)有機氮源是這些生長因子的重要來源，多數(shù)有機氮源含有較多的含有較多的B簇維生素和微量元素及一些微生物生長不可簇維生素和微量元素及一些微生物生長不可缺少的生長因子缺少的生長因子 前體指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接彼微生前體指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接彼微生物在生物合成過程中合成到產(chǎn)物物分子中去，而其自身的結物在生物合成過程中合成到產(chǎn)物物分子中去，而其自身的結構并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大構并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。的提高。2、前體、前體青霉素：分子量青霉素：分子量356苯乙酸苯乙酸:分