第四章发酵工业培养基及原料处理讲义.ppt

（2）脱钙： 作为钙质的沉淀剂，通常有Na2SO3 、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、草酸和草酸钾等。目前常用Na2CO3(纯碱)作为钙盐沉淀剂进行处理。 方法：向糖蜜中加入4%的纯碱，稀释到30%，80℃加热30min，沉淀过滤，糖蜜中钙盐浓度可降到0.02～0.06%。 （3）谷氨酸的发酵中生物素的脱除 ①脱除糖蜜中生物素的目的 ②脱除糖蜜中的生物素的方法 主要有：活性炭法、树脂处理法、亚硝酸处理法，以及γ射线照射法等。 由于糖蜜中所含生物素量，远远超过了谷氨酸生产菌发酵生产谷氨酸时，所需要的生物素量(亚适量)，即所谓生物素过剩。因此，糖蜜原料发酵生产谷氨酸，不能原封不动地采用淀粉水解糖原料的发酵方法。否则，由于生物素过高，会导致光长菌体，不生产谷氨酸的后果。 本章要掌握的内容 1、掌握发酵营养基质的组成成分、功能和来源； 2、掌握发酵微生物的营养基质的种类； 3、掌握发酵培养基营养基质的选择所遵循的原则； 4、了解发酵工业中常用的营养基质的配制方法。 * * * * * * * * 无水酒精检查无白色反应： * * 第三节 培养基的设计和优化 一、培养基的选择 （1）首先必须做好调查研究工作，了解菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和一般的营养要求（见表 四大类微生物的典型培养基）。 工业生产主要应用细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物。 它们对营养的要求既有共性，也有各自的特性，应根据不同类型微生物的生理特性考虑培养基的组成。 第三节 培养基的设计和优化 (2) 对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构、一般提炼方法和产品质量要求等也需要有所了解，以便在选择培养基时做到心中有数。 （3）最好先选择一种较好的化学合成培养基做基础，开始时先做一些摇瓶试验； 二、工业发酵营养基质的选择 1、营养基质的种类。 2、营养基质原材料的质量问题。 3、营养基质选择的经济原则。 ③ 当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适 的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采 用一些合理的实验设计方法。如：正交实验设计、响应面实验设计等。 三、培养基设计的步骤 ① 根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑 的问题，初步确定可能的培养基成分； ② 通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分； 例：类胡萝卜素高产菌Y11的培养基的优化 郭秒,食品与工业发酵，2004 类胡萝卜素的作用：色素、营养保健. 原培养基: 初步确定可能的培养基成分(以碳源为例) 通过单因子实验确定适宜的培养基成分(以碳源为例) 考虑到成本：乙酸钠是较为合适的碳源 进一步：乙酸钠的浓度2%比较好 结果： 碳源：乙酸钠 0. 2% 氮源：氯化铵 0.2% 酵母膏0.03% 无机盐: 复合无机盐0.05% 正交设计确定优化的配方 直观分析法 组合A1B2C3D1最优 改进后培养基 原培养基 改进后培养基的发酵结果 四、摇瓶水平到反应器水平的优化配方 摇瓶、反应器培养基研究的两个层次 摇瓶——培养基设计的第一步 反应器—最终的优化的基础配方 例： 青霉素发酵 发酵摇瓶：玉米浆4%，乳糖10%，(NH4)2SO4 0.8% 轻质碳酸钙1% 发酵罐:葡萄糖流加控制总量10-15%，玉米浆总量4-8% 补加硫酸、前体等 摇瓶发酵培养基和罐的基础培养差别很大 摇瓶优化配方：菌种筛选，反应器研究的基础 发酵罐：反应器水平, 可以得出最 终优化的基 础配方 第四节 原料的选择及工业发酵中 重要营养基质的配制方法 一、原料的定义及选择原则 1、原料的定义： 从工艺角度来讲，凡是能被微生物利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料，都可作为发酵工业生产的原料。 2、原料选择的原则 资源丰富，价格低廉，易收集，易储藏，对人体无害，影响发酵过程的杂质含量应极少或几乎不含。 二、常用主要原料 常用原料种类— 薯类：甘薯、马铃薯、木薯、山药等。 粮谷类：高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦等。 野生植物：橡籽仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜、金刚头、香附子等。 农产品加工副产物：米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等。 非粮食生物质原料：纤维素、木质素、半纤维素等。 三、发酵工业中重要营养基质的配制方法 1、淀粉的组成和特性 （1）淀粉颗粒的外观 淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，其内部呈复杂的结晶组织。