第五章發(fā)酵培養(yǎng)基的制備

1、 溫故知新溫故知新1 1、實(shí)驗(yàn)室最常用培養(yǎng)基是（、實(shí)驗(yàn)室最常用培養(yǎng)基是（ ）A A、天然培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基 B B、組合培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基 C C、半組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基 2 2、一般來(lái)說(shuō)，發(fā)酵培養(yǎng)基要求（、一般來(lái)說(shuō)，發(fā)酵培養(yǎng)基要求（ ）A A、碳源豐富、碳源豐富 B B、氮源豐富、氮源豐富 C C、原料精細(xì)、原料精細(xì)3 3、在微生物工業(yè)菌種篩選中最常用的是（、在微生物工業(yè)菌種篩選中最常用的是（ ），在食品或），在食品或環(huán)境等微生物指標(biāo)檢測(cè)中常用（環(huán)境等微生物指標(biāo)檢測(cè)中常用（ ）A A、鑒別培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基 B B、選擇培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基 C C、液體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基4 4、制備固體培

2、養(yǎng)基時(shí)需在液體培養(yǎng)基中加入、制備固體培養(yǎng)基時(shí)需在液體培養(yǎng)基中加入 % % 。 第五章第五章 發(fā)酵培養(yǎng)基的制備發(fā)酵培養(yǎng)基的制備 o 第一節(jié)第一節(jié) 淀粉水解糖的制備淀粉水解糖的制備o 第二節(jié)第二節(jié) 糖蜜的前處理糖蜜的前處理 o 第三節(jié)第三節(jié) 纖維素代糧發(fā)酵纖維素代糧發(fā)酵第一節(jié)第一節(jié) 淀粉水解糖的制備淀粉水解糖的制備 一、概念一、概念 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為以葡萄糖為主的水解解為以葡萄糖為主的水解液的過(guò)程稱為液的過(guò)程稱為淀粉水解糖淀粉水解糖的制備的制備，制得的水解液稱，制得的水解液稱為為淀粉水解糖淀粉水解糖。 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過(guò)程稱為水解為葡萄

3、糖的過(guò)程稱為淀粉的糖化。淀粉的糖化。（廣義）（廣義） 二、淀粉水解糖的制備方法與優(yōu)缺點(diǎn)二、淀粉水解糖的制備方法與優(yōu)缺點(diǎn) 1 1、酸解法、酸解法又稱酸糖化法，它是以又稱酸糖化法，它是以酸酸（無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸）為（無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸）為催化劑催化劑，在，在高高溫高壓溫高壓下將下將淀粉水解為葡萄糖淀粉水解為葡萄糖的方法。的方法。工藝流程：工藝流程：20%淀粉乳淀粉乳 加酸加酸 水解水解 中和中和過(guò)濾過(guò)濾活性碳脫色活性碳脫色過(guò)濾過(guò)濾淀粉水解糖淀粉水解糖1 1、酸解法、酸解法 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)缺點(diǎn)（1 1）水解）水解時(shí)間短時(shí)間短 （1 1）副反應(yīng)多，產(chǎn)物）副反應(yīng)多，產(chǎn)物純度低純度低 （2 2）所需）所需設(shè)備

4、少設(shè)備少 （2 2）需）需耐腐蝕、高溫、高壓設(shè)備耐腐蝕、高溫、高壓設(shè)備 （3 3）生產(chǎn)）生產(chǎn)能力大能力大 增加了增加了危險(xiǎn)性危險(xiǎn)性與與污染污染 （3 3）對(duì)淀粉）對(duì)淀粉原料要求高原料要求高： 顆粒小而均勻顆粒小而均勻 淀粉乳濃度較低淀粉乳濃度較低 原料較精細(xì)原料較精細(xì)2 2、酶解法（雙酶水解法）、酶解法（雙酶水解法） 酶解法酶解法是指用是指用淀粉酶淀粉酶將將淀粉水解為葡萄糖淀粉水解為葡萄糖，可分兩步，可分兩步， 液化：液化：利用利用a-a-淀粉酶將淀粉酶將淀粉液化轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖淀粉液化轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖，使淀粉，使淀粉的可溶性增加的過(guò)程；的可溶性增加的過(guò)程； 糖化：糖化：利用糖化酶將利用糖

5、化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解糊精或低聚糖進(jìn)一步水解，轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟菫槠咸烟堑倪^(guò)程的過(guò)程 （狹義）（狹義） 2 2、酶解法、酶解法 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)缺點(diǎn)（1 1）副反應(yīng)少，產(chǎn)物）副反應(yīng)少，產(chǎn)物純度高純度高，質(zhì)量好質(zhì)量好且且出糖率高出糖率高（1 1）水解）水解時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng) （2 2）條件）條件溫和溫和，生產(chǎn)，生產(chǎn)安全安全，污染少污染少 （2 2）易造成）易造成過(guò)濾困難過(guò)濾困難、（3 3）對(duì)）對(duì)淀粉原料要求較低淀粉原料要求較低： 泡沫多泡沫多等問(wèn)題等問(wèn)題 可用粗原料可用粗原料 淀粉乳濃度較高淀粉乳濃度較高3 3、酸酶結(jié)合法、酸酶結(jié)合法 集中集中酸法與酶法酸法與酶法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)、克服克服兩者兩者缺點(diǎn)

6、缺點(diǎn)的方法，可分為：的方法，可分為：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：設(shè)備較多、工藝較復(fù)雜設(shè)備較多、工藝較復(fù)雜 酸酶法酸酶法 酶酸法酶酸法 適用于：適用于：顆粒堅(jiān)硬原料顆粒堅(jiān)硬原料 顆粒不均勻、雜質(zhì)較多原料顆粒不均勻、雜質(zhì)較多原料 不適用于：不適用于： 正好相反正好相反 從水解糖液的質(zhì)量和降低糖耗、提高原料利用率來(lái)說(shuō)，選從水解糖液的質(zhì)量和降低糖耗、提高原料利用率來(lái)說(shuō)，選擇酶法擇酶法；從水解速度來(lái)說(shuō)，選擇酸法從水解速度來(lái)說(shuō)，選擇酸法 ；綜合考慮各方面因素，選擇酸酶結(jié)合法，尤其是綜合考慮各方面因素，選擇酸酶結(jié)合法，尤其是酶酸法酶酸法 。制備方法選擇：制備方法選擇：第二節(jié)第二節(jié) 糖蜜的前處理糖蜜的前處理 一、概念一、概念

7、M 糖蜜糖蜜是甘蔗或甜菜制糖的副產(chǎn)物。是甘蔗或甜菜制糖的副產(chǎn)物。M 發(fā)酵前對(duì)糖蜜進(jìn)行發(fā)酵前對(duì)糖蜜進(jìn)行稀釋、酸化、滅菌及澄清稀釋、酸化、滅菌及澄清等過(guò)程等過(guò)程 稱為稱為糖蜜前處理糖蜜前處理 。第二節(jié)第二節(jié) 糖蜜的前處理糖蜜的前處理 二、二、 種類種類甘蔗糖蜜甘蔗糖蜜和和甜菜糖蜜甜菜糖蜜。主要區(qū)別：主要區(qū)別：甜菜中蔗糖較多，而轉(zhuǎn)化糖含量極少，但總糖量接近。甜菜中蔗糖較多，而轉(zhuǎn)化糖含量極少，但總糖量接近。甘蔗糖蜜呈微酸性，而甜菜糖蜜則呈微堿性。甘蔗糖蜜呈微酸性，而甜菜糖蜜則呈微堿性。甜菜糖蜜中總氮量較豐富。甜菜糖蜜中總氮量較豐富。第二節(jié)第二節(jié) 糖蜜的前處理糖蜜的前處理 三、三、 糖蜜作為發(fā)酵原料的適

8、用性糖蜜作為發(fā)酵原料的適用性 含糖量很高。含糖量很高。 主要含非結(jié)晶糖，回收困難。主要含非結(jié)晶糖，回收困難。 含大量的可發(fā)酵性糖，無(wú)需糖化。含大量的可發(fā)酵性糖，無(wú)需糖化。 第二節(jié)第二節(jié) 糖蜜的前處理糖蜜的前處理 四、四、 糖蜜前處理的方法糖蜜前處理的方法 1 1、加酸通風(fēng)沉淀法、加酸通風(fēng)沉淀法 稀釋稀釋酸化酸化 通風(fēng)通風(fēng)澄清澄清 2 2、加熱加酸沉淀法、加熱加酸沉淀法 加熱稀釋加熱稀釋酸化酸化 澄清澄清稀釋稀釋 3 3、添加絮凝劑澄清處理法、添加絮凝劑澄清處理法 稀釋稀釋酸化酸化加熱加熱加絮凝劑加絮凝劑澄清澄清 五、谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理五、谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理 特殊性：特殊性： 生物素限量

9、生物素限量 原理：原理：產(chǎn)物產(chǎn)物谷氨酸積累到一定量會(huì)形成反饋抑制。需谷氨酸積累到一定量會(huì)形成反饋抑制。需提高細(xì)胞膜的提高細(xì)胞膜的滲透性，滲透性，使胞內(nèi)的產(chǎn)生的谷氨酸使胞內(nèi)的產(chǎn)生的谷氨酸迅速滲漏出去迅速滲漏出去。細(xì)胞膜由細(xì)胞膜由磷脂雙分子層磷脂雙分子層和和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組成，磷脂雙分子層由組成，磷脂雙分子層由脂肪脂肪酸酸、甘油甘油、磷酸磷酸和側(cè)鏈組成。和側(cè)鏈組成。把把生物素生物素控制在控制在亞適量亞適量，才能生產(chǎn)出大量的谷氨酸。因?yàn)椋拍苌a(chǎn)出大量的谷氨酸。因?yàn)樯锼厥侵舅嵘锖铣芍幸阴Ｎ锼厥侵舅嵘锖铣芍幸阴? -CoACoA羧化酶的輔基羧化酶的輔基。 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)谷氨酸發(fā)酵糖蜜預(yù)處理

10、的方法谷氨酸發(fā)酵糖蜜預(yù)處理的方法(P32-34)(P32-34)，討論：討論：？ 有哪些方法有哪些方法？ 各自的原理是什么各自的原理是什么五、谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理五、谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理 一一、背景背景 隨著發(fā)酵工業(yè)的日益擴(kuò)大，原料短缺問(wèn)題越來(lái)越突出，隨著發(fā)酵工業(yè)的日益擴(kuò)大，原料短缺問(wèn)題越來(lái)越突出，迫切需要開(kāi)辟新的原料途徑。迫切需要開(kāi)辟新的原料途徑。 纖維素是自然界最豐富的可再生資源，開(kāi)發(fā)纖維素代糧纖維素是自然界最豐富的可再生資源，開(kāi)發(fā)纖維素代糧發(fā)酵具有非常廣闊的前景。發(fā)酵具有非常廣闊的前景。第三節(jié)第三節(jié) 纖維素代糧發(fā)酵纖維素代糧發(fā)酵 視頻視頻:纖維素乙醇、生物能源新革命纖維素乙醇、生物能

11、源新革命 二二、現(xiàn)狀現(xiàn)狀J 纖維素的基本組成單位是葡萄糖，理論上來(lái)說(shuō)，它是代纖維素的基本組成單位是葡萄糖，理論上來(lái)說(shuō)，它是代 替糧食的理想發(fā)酵原料。替糧食的理想發(fā)酵原料。L 纖維素很難降解，特別是徹底降解成葡萄糖，所以降解成纖維素很難降解，特別是徹底降解成葡萄糖，所以降解成本較高。本較高。第三節(jié)第三節(jié) 纖維素代糧發(fā)酵纖維素代糧發(fā)酵 三三、纖維素降解目前主要方法纖維素降解目前主要方法 蒸汽爆破，時(shí)間短，化學(xué)品用量少，能耗低。蒸汽爆破，時(shí)間短，化學(xué)品用量少，能耗低。 利用纖維素酶水解。利用纖維素酶水解。 構(gòu)建基因工程菌，可直接利用纖維素進(jìn)行發(fā)酵。構(gòu)建基因工程菌，可直接利用纖維素進(jìn)行發(fā)酵。第三節(jié)第三節(jié) 纖維素代糧發(fā)酵纖維素代糧發(fā)酵 四分解纖維素的微生物四分解纖維素的微生物o 好氧細(xì)菌好氧細(xì)菌粘細(xì)菌、鐮狀纖維菌和纖維弧菌粘細(xì)菌、鐮狀纖維菌和纖維弧菌o 厭氧細(xì)菌厭氧細(xì)菌產(chǎn)纖維二糖芽孢梭菌、無(wú)芽孢厭氧分解菌產(chǎn)纖維二糖芽孢梭菌、無(wú)芽孢厭氧分解菌 及嗜熱纖維芽孢梭菌。及嗜熱纖維芽孢梭菌。o 放放 線線 菌菌 鏈霉菌屬。鏈霉菌屬。o 真真 菌菌 青霉菌、曲霉、鐮刀霉、木霉及毛霉青霉菌、曲霉、鐮刀霉、木霉及毛霉概念：淀粉水解糖、液化、糖化、糖蜜預(yù)處理概念：淀粉水解糖、