第四章-培养基及原料处理
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第四章:微生物的营养和培养基名词解释:1、异养微生物;2、自养微生物;3、营养类型;4、培养基;5、天然培养基;6、组合培养基;7、固化培养基;8、选择性培养基;9、鉴别性培养基;10、营养;11、营养物;12、双功能营养物;13、单功能营养物;问答(知识点):1、微生物六大类营养物质是什么?在元素水平,都需要20种左右的元素,以C、H、O、N、P、S 6种元素为主。
在营养要素水平上都需要:碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
2、微生物按照能源、氢供体和基本碳源的需要来分,可分为哪4种类型?3、选用和设计培养基的原则和方法是什么?4个原则:目的明确;营养协调;理化适宜;经济节约。
4种方法:生态模拟;参阅文献;精心设计;试验比较。
4、培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序5、按对培养基成分的了解进行分类,培养基可分为哪几类,各有什么优缺点?1、天然培养基:利用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物质制成的培养基。
优点:营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉、微生物生长良好。
缺点:成分不清楚、不稳定。
2、组合培养基:由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。
优点:组成成分精确、重复性强。
缺点:价格昂贵配制麻烦,微生物生长较慢。
3、半组合培养基:指一类主要以化学试剂配制,同时还加有某种或某些天然成分的培养基。
严格地讲,凡含有未经处理的琼脂的任何组合培养基,都只能看作是一种半组合培养基。
优点:在合成培养基的基础上添加些天然成份,以更有效地满足微生物对营养物的需要。
6、什么是鉴别性培养基?试以EMB培养基为例,分析其鉴别作用的原理。
鉴别性培养基:在培养基中加入某种特殊化学物质,某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物,而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应,产生明显的特征性变化,根据这种特征性变化,可将该种微生物与其他微生物区分开来。
EMB琼脂培养基EMB(Eosin Methylene Blue)agar伊红美蓝琼脂培养基的简称。
第四章培养基及其制备第一节原料一、原料的定义及选择(一)原料的定义从工艺角度来看,凡是能被生物细胞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。
(二)选择原料的依据1,原料选择的原则选择淀粉质原料生产酒精时,从工艺的角度着眼,凡任何含有可发酵性糖或可变为发酵糖的原料,都可作为酒精生产的原料。
对于工业上大规模投入生产的原料,除了要提出工艺上的要求外,还要提出生产管理和经济上的要求,因此,在选择工业上大规模生产酒精的原料时,应考虑到下列诸条件:(1)因地制宜,就地取材,原料产地离工厂要近,便于运输,节省费用。
(2)要求原料内碳水化合物含量较多,蛋白质含量要适当,适合与微生物的需要和吸收利用。
(3)原料资源要丰富,容易收集。
由于酒精生产需要大量原料,要保证一定的库存量。
(4)原料要容易贮藏。
应考虑到新鲜原料内含水量多,不耐久藏,最好选择经,干燥后,含水极少的干原料,易与保藏,不宜霉烂。
(5)对人民的身体无寻损害,影响发酵过程的杂质含量因应当极少,或者几乎不含。
(6)原料价格低廉,可降低产品成本。
此外,还应当考虑到大力节约粮食原料,尽量少用或不用粮食原料,充分利用当地的非粮食原料,广泛利用野生植物原料,同时利用农林副产物和植物纤维原料,以及亚硫酸盐纸浆废液等,对于节约粮食原料有着重要意义。
另外,利用石油原料化学合成制造酒精,也是发展酒精的主要途径。
2,在确定原料选择原则时需注意的问题(1)所选用的培养基与所使用的发酵器的结构有关。
例如ICI公司因指定用甲醇和氨生产单细胞蛋白质而另行设计新的发酵罐。
同样的理由,在一个巳设定的发酵罐中,发酵必然会受到培养基组份改变的影响。
(2)从实验室规模放大到实验工厂规模,以至于放大到工业生产规模,都要考虑培养基的组份的变化。
(3)培养基的组成,除了考虑到菌体生长和产物的形成的需要外,还要考虑到培养基的pH变化、泡沫的形成、氧化还原电位和微生物的形态等,而且还有前体和代谢抑制剂的需要。
第一章发酵工程概述复习思考题1.发酵的传统概念与现代意义上的概念是指什么?2.发酵工程的概念是什么?3.试述微生物工业发酵的基本过程4.发酵工程与传统酿造化学工程相比有什么特点?5.试述微生物发酵技术发展历史过程中的特点。
6.分析发酵工程的一般特征,同时存在哪些不足?7.发酵工业中使用的发酵罐有什么特征?8.什么是气升式发酵罐,有什么优点?9.发酵过程的优化概念,目的,内容分别是什么?10.工业发酵常见的发酵方式有哪些?其中主流发酵方式是什么?为什么?11.什么是分批发酵和补料分批发酵?分析两种发酵方式各有什么优缺点?12.连续发酵的特点及不足有哪些?13.什么是固态发酵和混合发酵?14.什么是发酵工程的后处理?发酵工程后处理技术有什么要求?发酵液的特点?15.下游工程中的目的产物有什么特点?16.用图表示发酵工程下游技术的过程。
第二章微生物菌种选育复习思考题1.工业化菌种的要求有哪些?2.自然界分离微生物的一般操作步骤有哪些?3.从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集?4.菌种选育分子改造的目的是什么?5.什么叫自然选育?自然选育在工艺生产中的意义是什么?6.什么是正突变?什么是负突变?什么是结构类似物?7.什么是诱变育种?常用的诱变剂有哪些?8.什么是种子的扩大培养?9.种子扩大培养的目的与要求有哪些?10.种子扩大培养的一般步骤有哪些?11.在大规模发酵的种子制备过程中,实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点?12.菌种复壮的方法或措施有哪些?13.如何防止菌种衰退?第三章发酵机制及发酵动力学复习思考题1.名词解释能荷、糖酵解、TCA循环、HMP途径、甘油发酵、初级代谢、次级代谢、反馈抑制、阻遏、同工酶、协同反馈抑制、营养缺陷型、抗性突变株、分解代谢阻遏、代谢控制发酵2.比较糖厌氧发酵和糖好氧甘油发酵的机制3.简述微生物柠檬酸发酵机制4.说明柠檬酸发酵过程中氧的重要性。
•第五章培养基及原料处理•提纲•培养基的成分及来源–培养基的营养成分–前体物质、促进剂•培养基的类型与配制原则•原料的选择及处理•其他原料的处理•第一节培养基的成分及来源•培养基(Culture medium):选用各种营养物质,经配制成适合不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。
–培养基的原材料–前体物质及促进剂•一、培养基的原材料•培养基的营养成分及其功能–能源(enegy)为微生物提供能量来源微生物一切生长繁殖、合成、分解运动等等微生物的一切行为都需要能源。
光能光能自养型:以光能为能量来源,二氧化碳为碳源小球藻、螺旋藻----scp光能异养型:以有机物为C源,以光能为能量来源来合成有机物的生物,这类比较少见。
化能异养型:以有机物为能量来源,碳水化合物、石油等烷烃。
化能自养型:以无机物为能量来源,硝酸细菌、亚硝酸细菌、硫化菌。
•二、前体物质及促进剂•1、前体物质(Precursor):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,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
•前体往往是发酵合成代谢产物所必须的,前体物质的添加可以显著提高代谢产物的产量。
•影响前体物质效力的因素–菌种的特性与菌龄(Cell age)–前体物质的投入量(Inoculation concentration)–前体物质的毒性(Toxicity)在生产中为了减少毒性和提高前体的利用率,常采用少量多次。
•2、促进剂:指那些既不是营养物又不是前体,这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢,或促进中间代谢产物的积累,或提高次级代谢产物的产量。
•当在微生物主酵过程中添加这些物质后,能够使那些缺乏这些物质而不能合成其目的产物的阻断突变株恢复其生产能力,或添加这些物质后,生产菌株能大幅提高生产能力。
•作用原理:改变细胞的渗透性,或“启动”微生物体内的生产部位,否则这些部位是被阻遏的,因此促进剂的添加可以大大提高产量。
培养基的制作过程培养基是生物学实验中常用的一种基质,用于培养和繁殖各种微生物、细胞和组织。
它提供了生长微生物所需的营养物质和生长条件。
下面将介绍培养基的制作过程。
一、准备原料制作培养基的首要步骤是准备所需的原料。
常用的培养基原料主要包括蛋白胨、葡萄糖、氨基酸、维生素、盐类等。
这些原料可以在实验室的化学试剂供应商处购买得到。
二、称量和混合将所需的原料按照一定比例称量,并混合均匀。
在称量过程中,需要注意使用准确的称量工具,并遵循实验室的操作规范。
混合时可以使用搅拌器或摇床来加快混合速度,确保各种原料充分混合。
三、加热和溶解混合好的原料需要加热溶解,以便使各种成分充分溶解并杀灭可能存在的细菌和其他微生物。
加热可以使用电热板或水浴进行,温度一般控制在80-100摄氏度之间。
加热时间视情况而定,一般需要持续加热15-30分钟。
四、调整pH值加热溶解后的培养基需要调整pH值,以适应不同微生物的生长需求。
调整pH值可以使用酸碱溶液,如盐酸或氢氧化钠。
在调整pH值时,需要注意逐渐加入酸碱溶液,并不断搅拌和测量pH值,直到达到目标范围。
五、灭菌调整好pH值的培养基需要进行灭菌处理,以杀死可能存在的细菌和其他微生物。
常用的灭菌方法包括高温灭菌和滤器灭菌。
高温灭菌可以使用高压灭菌器或自动灭菌器,温度和时间根据需要进行调整。
滤器灭菌则是通过将培养基过滤,使用孔径较小的滤膜来去除微生物。
六、装瓶和保存经过灭菌处理的培养基需要装入无菌瓶中,并密封保存。
装瓶时需要注意保持无菌操作,避免外界的污染。
保存时可以放置在阴凉干燥的地方,或者使用冰箱冷藏保存。
以上就是培养基的制作过程。
制作培养基需要仔细操作,保持无菌操作和正确的实验室操作规范。
制作好的培养基可以用于各种生物学实验,为研究微生物、细胞和组织提供必要的条件。
通过不断改进和优化制作过程,可以得到更适合特定实验需求的培养基,提高实验的可靠性和重复性。
食用菌培养基原料及处理食用菌培养基原料及处理一、培养基主料及处理原则上凡不含有毒有害物质和特殊异味的农林副产品都可以作为食用菌栽培的培养料,一些富含木质纤维素的野生材料也可作为培养料。
农副产品如稻草、麦秸、玉米芯、玉米秸、高粱秸、棉籽壳、废棉、棉秸、豆秸、花生秸、花生壳、甘蔗渣、麦麸、稻糠、高粱壳、果园剪枝枝条、玉米皮、豆饼、花生饼、油菜饼、芝麻饼、棉仁饼等;林业副产品如树枝、树杈、树墩、树根、刨花、木屑等;野生材料如类芦、象草、皇竹草等。
另外,轻工业生产的副产品也可以作为食用菌栽培的培养料,如糠醛渣、酒糟、醋糟、废纸浆等。
1、棉籽壳棉籽壳成本较高,但棉籽壳栽培食用菌,明显具有容易操作、发菌保险、产量稳定等优势,相比而言,尤其对于初次栽培者来说,效益稳定,让人放心。
基本配方:棉籽壳250千克,过磷酸钙5千克,尿素1千克,石膏粉3.5千克,食用菌三维营养精素120克(完成发酵后再加入并拌匀,下同);4〜9月份播种时,加入石灰粉5千克。
2、玉米芯玉米芯由于该原料可作为木糖醇、糠醛等工业原料,故其近年来身价倍增,较之棉籽壳相差不大,其生物学效率也不相上下。
其质地疏松,粉碎后粒度较均匀、合适,富含糖分,非常适合菌类生产,用来生产常规菌类,其转化率可达100%〜150%。
玉米芯的营养很丰富,据测定,干玉米芯含粗脂肪0.7%, 粗纤维28%,无氮浸出物58.4%,灰分2.0%,钙0.1%,磷0.03%,是栽培平菇等食用菇的极好原料。
基本配方:(1)玉米芯250千克,豆饼粉5千克,石灰粉5千克,石膏粉2千克,过磷酸钙6千克,尿素1千克,菇病消5袋,食用菌三维营养精素120克。
(2)玉米芯250公斤、豆饼粉10公斤、石灰粉10公斤、石膏粉5公斤、过磷酸钙10公斤、尿素2公斤、食用菌三维营养精素(拌料型)120克。
(3)玉米芯150公斤,豆秸粉100公斤,豆饼粉5公斤,石灰粉10公斤,石膏粉5公斤,过磷酸钙10公斤,尿素1 公斤,草木灰5公斤,食用菌三维营养精素120克。