《发酵工程》第3章 培养基的制备与灭菌.ppt

第三章 培养基的制备 教学内容(4学时)： ◇了解培养基的营养成分，掌握培养基的类型和用途 ◇了解发酵培养基的选择，了解原料转换的意义 ◇了解淀粉水解糖的制备方法 ◇了解生物合成的前体物质及促进剂 第一节 培养基的原材料 培养基的营养成分 培养基的类型 发酵培养基的选择 原料转换及意义 一、培养基的营养成分及用途 碳酸气 淀粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等 石油、正构石蜡、天然气 醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品 有机氮：黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆、蛋白胨、 酵母粉、鱼粉、发酵菌丝体、酒糟水等 无机氮： 尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐 磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐 3.无机盐 铁、锰、钴等微量元素 功能：构成菌体，参与酶的组成，维持酶活性，调节渗透压，调节pH值，维持氧化还原电位； 4.特殊生长因子：硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌酸等 功能：酶的辅助部分，维持生命活动； 5．发酵的促进剂与抑制剂 发酵培养基中某些成分的加入有利于调节产物的形成，而并不促进微生物的生长，这些物质包括前体、促进剂和抑制剂 1）、前体：指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构没有多大的变化，但产物的产量却因加入前体而有较大的提高。 如：在青霉素生产中加入玉米浆，青霉素产量可从20u/mL增加到100u/mL，研究发现玉米浆中的苯乙胺被有限结合到青霉素分子中，从而提高了青霉素G的产量。 2）、促进剂：指那些既不是营养物又不是前体，但却能提高产量的添加剂。 比如在酶制剂发酵过程中，加入诱导物、表明活性剂及其它一些产酶促进剂（比如吐温80、植酸、洗衣粉等） 3）、抑制剂：在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另外一些代谢途径活跃，从而获得人们所需要的某种产物或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来。 例如：微生物发酵生产甘油中，例如亚硫酸氢钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。 6.水分 功能：生化反应均在水溶液中进行 二、培养基的类型 1.依营养物质的来源分类 天然培养基； 合成培养基，也称组合培养基（多用于定量研究）； 半合成培养基，（用的最多，在部分天然有机碳源、氮源、生长因子的基础上，适当加入一些化学药品）； 2.依培养基的物理状态来分： 1）固体培养基 A、凝固培养基 ：即遇热可融化，冷却后则凝固的固体培养基 B、非可逆性凝固培养基：指有血清凝固成的固体培养基或由无机硅胶配成的凝固后即不能再融化的固体培养基 C、天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成的培养基，如麸皮，米糠，木屑等 D、滤膜：是一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜，把它制成圆片状覆盖在营养琼脂或浸有培养液的纤维衬垫上，形成了具有固体培养基性质的培养条件。 2）半固体培养基 再配置号的液体培养基中加入0.5%左右的琼脂作为凝固剂，形成的培养基称之微半固体培养基。 主要用于菌种鉴定，观察细菌运动特征及噬菌体的效价测定等 3）液体培养基； 培养基中80～90%是水。 3.依培养基的用途来分 1）、孢子培养基 2）、种子培养基 3) 、 发酵培养基 4）、补料培养基 5）、加富培养基 6）、选择培养基 7）、鉴别培养基 8）、增殖和保存培养基 9）、富集培养基 10）、测定培养基 三、发酵培养基的选择 一）、配置培养基的原则 1、根据不同微生物的营养需要配置不同的培养基 2、注意各营养物质的浓度和配比 3、调节适宜的物理化学条件 4、根据培养微生物的目的配置 5、尽量使用廉价易得的原料 1、生态模拟 2、查阅文献 3、借助优选法或正交试验法精心设计培养基配方 4、实验比较 实验的规模一般由定性到定量，由小到大。 发酵培养基的用途与要求、成分、配比经实验确定，配制时兼顾原料来源、成本及工艺管理； 发酵培养基的选择程序 要了解生产菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和一般的营养要求； 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要有所了解 应先以合成培养基为基础，先进行摇瓶试验，再进行小型发酵罐培养，探索此生产菌种对各种主要有机碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力 要注意培养过程中的pH值变化，比较适于菌体生长繁殖和适合于代谢产物形成的pH值差异，不断调整 在初步研究的基础之上，先确立一个培养基配比；再进行各种重要的金属和非金属离子的影响试验，试验各种无机盐的最高、最低和最合的用量 在合成培养基的基础上，进行复合培养基试验，探讨各种发酵条件和培养基的关系。