氨基酸发酵生产技术 培养基的制备 学习手册-培养基及其制备技术.doc

天津现代职业技术学院 PAGE 35 学习手册 《子情境：培养基及其制备技术》 引导文-单元设计-技能考核标准-实训指导书 子情境：引导文 氨基酸基础知识— 培养基及其制备技术 阅读材料 阅读材料 材料一：微生物细胞的化学组成和营养要求 （一）微生物细胞的化学组成 细胞化学成分 水（70%-90%） 干物质 有机物(蛋白质、多糖、脂、核酸——占干重96% 维生素、有机酸及它们的降解物） 无机物（盐） 细胞含水量=（湿重-干重）/湿重×100% 细胞化学元素 主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫（占细胞干重97%）、 钾、镁、钙、铁； 微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等 （二）微生物的营养要素及其生理功能 微生物的6大营养要素：碳源，氮源，能源，生长因子，无机盐和水 一、碳源（carbon source） 在微生物生长过程中提供碳素来源的物质 1.功能 构成细胞成分（需要量最大的元素，占50%干重）； 形成代谢产物和储藏物； 异养型微生物的能源 2. 碳源谱 无机碳（CO2，NaHCO3，CaCO3） 有机碳（糖、有机酸、醇、脂类等）（葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉等）。 3.根据碳源的不同筛选工业微生物菌种的方法。 二、氮源（nitrogen source） 构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质。 1.功能 构成细胞中的蛋白质和核酸（需要量仅次于碳，~12%）； 构成含氮代谢产物； 某些自养菌的能源（如硝化细菌：铵盐和硝酸盐兼氮源和能源） 2. 氮源谱 无机氮（硫酸铵（大肠杆菌，枯草芽孢杆菌）、硝酸钾（放线菌）、硝酸钠（霉菌）、 氨、氮气） 有机氮（蛋白质及其降解产物（胨、肽、氨基酸等），尿素 常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、饼粉、蚕蛹粉、花生饼粉、玉米浆等 ） 硫酸铵：NH+4被细胞吸收后可直接利用——速效氮源 NH+4被吸收后，导致pH下降——生理酸性盐 硝酸盐：NO-3被细胞吸收后需进一步还原成NH+4后再被微生物利用——迟效氮源 NO-3被吸收后，导致pH生高——生理碱性盐 抗生素发酵：混合氮源 玉米浆：速效氮源（菌体生长） 黄豆饼粉，花生饼粉：迟效氮源（代谢产物） “氨基酸自养型”能以非氨基酸类的简单氮源（尿素、铵盐、硝酸盐和氮气） “氨基酸异养型”必须从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生物。 3.根据氮源的不同筛选工业微生物菌种的方法。 三、 能源（energy source） 为微生物生命活动提供最初能量来源的物质或辐射能 能源谱： 化学物质：化能营养型 有机物：化能异养（能源=碳源） 无机物：化能自养（还原态无机物氧化提供能量） （还原态无机物：NH4+，NO-2，H2S，H2，Fe2+） 辐射能：光能营养型 四、生长因子（growth factor） 1. 定义 微生物生长所必需且需要量很少，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足微生物生长需要的有机化合物。 2. 谱（主要3大类） 维生素（狭义的生长因子） 氨基酸 嘌呤和嘧啶； 五、 无机盐（inorganic salt） 常量元素：P、S、K、Mg、Na等（10-3~10-4mol/L）； 微量元素：Zn、Mn、Mo、Ce、Co、Cu、Ni等（10-6~10-8mol/L） 提供方式 常量元素：K2HPO4，MgSO4（提供4种主要元素） 微量元素：自来水，玻璃器皿 材料二：微生物的营养类型 根据碳源、能源的不同，分为四种基本营养类型： 光能自养型：以光为能源，以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源 光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养物 化能自养型：以无机物的氧化获得能量，以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源 化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质 材料三