第三章培养基制备精要.ppt

第三章 培养基及制备P-59第一节 培养基的选择和配置原则 培养基是一种人工配制的适合微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。培养基组成对菌体生长繁殖、产物的生物合成、产品的分离精制乃至产品的质量和产量都有重要影响。 虽然不同微生物的生长状况不同，且发酵产物所需的营养条件也不同，但是，对于所有发酵生产用培养基的设计而言，仍然存在一些共同遵循的基本要求，如所有的微生物都需要碳源、氮源、无机盐、生长因子和水等五大类营养物质。在小型试验中，所用培养基的组分可以使用纯净的化合物即采用合成培养基，但对工业生产而言，即使纯净的化合物在市场供应方面能满足生产需要，也会由于经济效益原则而不宜在大规模生产中应用。因此对于大规模的发酵工业生产，除考虑上述微生物需要外，还必须十分重视培养基的原料价格和来源的难易。 发酵基本流程 一、培养基的类型及用途 ⒈根据材料分为： 天然(自然)培养基（采用化学成分不清楚或化学成分不恒定的各种植物、动物组织或微生物的浸出物、水解液等物质制成的）；合成培养基（减少不能控制因素，用于实验室范围的有关营养、代谢、分类鉴定、生物测定、选育等研究工作。）；半合成培养基。（既含有纯化学成分又含天然成分，生产和实验室应用最多） ⒉ 根据用途分类，可分为基础、增殖、鉴别和选择培养基 ⒊ 根据生产工艺的要求，可分为孢子、种子和发酵培养基 4.根据培养基的物理形态分：固态（所用的凝固剂见后页）、液态、半固态。 理想的凝固剂应具备 （1）不被所培养的微生物分解利用。 （2）在微生物生长的温度范围内保持固体状态。 在培养嗜热细菌时，由于高温易引起培养基液化，通常在培养基中适当增加凝固剂来解决这一问题。 （3）凝固剂凝固点温度不能太低，否则将不利于微生物生长。 （4）凝固剂对所培养的微生物无毒害作用。 （5）凝固剂在灭菌过程中不会被破坏。 （6）透明度好，粘着力强。 （7）配制方便，价格合理。 二、培养基的营养成分及其功能 1.碳源：糖类、脂肪、有机酸；能源物质，构成菌体和代谢产物 2.氮源：无机氮源：氨水、硫酸铵、尿素、硝酸钠；有机氮源：豆饼粉、麦麸、玉米浆、蛋白胨；发酵菌丝体、酒糟；构成菌体和代谢产物，硝化细菌的能源物质 3.无机盐类： P、Mg、S、Fe、K、Na、Pb、Cl、Zn、Co、Mn等；维持酶活力，调节渗透压、pH值、电位等 4.特殊生长因子：生物素、硫胺素、肌醇等；构成辅酶的组成部分，促进生命活动 5.水：溶解营养物质和代谢产物 三、培养基的选择依据 ⒈ 根据微生物的特点选择培养基 用于大规模培养的微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌等四大类。依据其不同特性，来考虑培养基的组成 ⒉ 根据发酵方式选择培养基 种子培养基和发酵培养基 ⒊ 从生产实践和科学试验的不同要求选择 在生产中，从种子保藏，种子扩大培养，发酵生产各阶段有所差异。 ⒋ 从经济效益考虑选择生产原料 五、培养基的配置原则 第一原则：根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基 根据它们的营养要求的特点，培养微生物所用的培养基应完全是简单的无机物，因为它们有较强的合成能力，可能这些简单的物质及CO2合成自己细胞的糖，脂肪，蛋白质，核酸，维生素等复杂物质。 具体： 何菌种？何产物？是固态还是液态？是种子还是发酵培养基？ （1）各种营养物质的浓度与配比，特别是C/N(P-61) （2）将培养基的pH控制在一定范围内 （3）考虑利用价廉且易于获得的原料 五、培养基的配置原则（续1） 第二原则：应考虑各营养物质的浓度，配比。如蔗糖在浓度合适时是良好的营养物质，而高浓度的蔗糖则成了抑菌因子（渗透过大），若营养基中N源过多，生长旺盛，不利于产物的积累，N源不足则菌体生长过慢；C源不足，容易引起菌体衰老和自溶。C/N比不仅影响菌体的生长，而且也影响发酵代谢途径，如：谷氨酸发酵时C/N为4/1时菌体大量繁殖，积累少量谷氨酸，而当C/N为3/1时，产大量的谷氨酸，菌体繁殖受到抑制。生产上常用抑制C源，N源等比例满足大量菌体繁殖，同时又能满足谷氨酸生产。 五、培养基的配置原则（续2） 第三原则：调节适宜的酸碱度（PH值）。各类微生物生长繁殖的最适PH值是不同的。一般来讲，大多数细菌，放线菌的PH值为中性至碱性（PH在7.0~8.0之间）而酵母和霉菌则片酸性（PH3.8~6.0和PH4.0~5.8） 第四原则；是根据我们培养微生物的目的，是为了得到它的菌体还是其代谢产物，是实验室用还是大生产用。如果为了收到菌体：其培养基成分中一般N源含量比较高，以有利于菌体pro的合成，如果是为了得到代谢产物，则要考虑该产物产生菌