生化工程课件-4微生物培养基（上）.ppt

适宜大规模发酵的培养基 1）经济 2）副产物尽可能少 3）原料因地制宜、价格低廉、性能稳定、资源丰富、便于采购运输 4）满足总体工艺要求 钙： 培养基中钙盐过多: 形成磷酸钙沉淀 分别消毒或逐渐补加。 CaCO3 作为调节缓冲剂，在培养基为中性时加入。 * * 4 培 养 基 基本要求： 1) 都必须含有作为合成细胞组成的原料， 如碳源、氮源、无机盐、生长因子； 2) 满足一般生化反应的基本条件； 3) 一定的pH等条件。 第一节 培养基的类型及功能 一、培养基的类型 （一）按纯度 1、合成培养基： 成分明确、稳定。适于科研工作，在生产疫苗时，为了防止蛋白杂质混入，也常用。 但营养单一，价格较高。不适于大规模生产。 2、天然培养基： 天然动植物产品。营养丰富，适于微生物生长。 一般不需另加微量元素、维生素等物质；来源丰富、价格低廉，适于工业生产。 组分复杂，不易重复，如对原料质量等方面不加控制会影响生产的稳定性。 （二）按状态 1、固体培养基： 适于菌种和孢子培养和保存，也广泛应用于有子实体的真菌类。 常用麸皮、大米、小米、禾壳和琼脂等，有的还另加其他营养成分。 2、半固体培养基： 即在配好的液体培养基中加入少量琼脂，一般用量为0.5-0.8%，培养基即呈半固体状态。 主要用于：鉴定菌种，观察细菌运动特征及噬菌体的效价滴定等。 3、液体培养基： 80-90%是水，内含可溶或不溶营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基，它有利于氧和物质传递。 （三）按用途 1、 孢子培养基 供菌种繁殖孢子用。 要求：能使菌体迅速生长，产生较多优质的孢子，不易引起菌种发生变异。 基本配制要求： 第一，营养不要太丰富(特别是有机氮源↓)，否则不易产孢子。 第二，所用无机盐的浓度要适量，不然也会影响孢子产量和颜色。 第三，要注意孢子培养基的pH和湿度。 2、种子培养基 供孢子发芽、生长和繁殖菌丝体。 要求：营养丰富完全，氮源和维生素的含量高些，总浓度略稀薄，以达到较高溶解氧。 一般用天然有机氮源，因为有些氨基酸能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用，有利于菌体迅速生长，所以常包括有机及无机氮源。 最后一级的种子培养基最好能较接近发酵培养基，这样可使种子迅速适应，快速生长。 3、 发酵培养基 是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。既要迅速生长、又要能迅速合成产物。 因此，除有生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需元素、前体和促进剂。 生长和合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高，或两阶段各需的最佳条件不同时，则考虑分批补料。 第二节 发酵培养基的成分及来源 工业微生物绝大部分都是异养型微生物，它需要碳水化合物、蛋白质和前体等物质提供能量和构成特定产物的需要。 一、碳源 常用碳源：糖类、油脂、有机酸和低碳醇。 葡萄糖： 最易利用，是加速生长的有效的糖。 但过多会过分加速菌体呼吸，以致溶解氧不能满足需要，使一些中间代谢物积累，pH下降，影响微生物生长和产物合成。 糖蜜： 制糖结晶母液，蔗糖厂的副产物，含丰富的糖、氮、无机盐、维生素等。主要含蔗糖，总糖可达50一75%。 甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜的成分有所不同。 糖蜜常用在酵母和丙酮丁醇的生产中，抗生素等微生物工业也常用它作碳源。 酒精生产中若用糖蜜代甘薯粉，可省去蒸煮、制曲、糖化等过程，简化了工艺。 淀粉、糊精： 淀粉在发酵工业中被普通使用，它可克服葡萄糖代谢过快的弊病，同时淀粉来源丰富，价格也比较低廉。 常用：玉米淀粉，小麦淀粉和甘薯淀粉等。 有些微生物可直接利用玉米粉、土豆粉作碳源。 纤维素和含淀粉较多的野生植物也是今后开发碳源的广阔天地。 油和脂肪： 脂肪作碳源时需供给比糖代谢更多的氧，否则，大量脂肪酸和代谢中的有机酸积累，pH下降，影响酶作用。 常用的油：豆油、菜油、葵花子油、猪油、鱼油、棉子油等。 有机酸： 乳酸、柠檬酸、乙酸等有机酸或它的盐也能作碳源。 有机酸的利用常会使pH上升，尤其是有机酸盐氧化时，常伴随着碱性物质的产生。 不同碳源在氧化时，对pH的影响各不相同。 烃和醇类： 正烷烃