发酵工业培养基 ppt课件

工业发酵培养基
活性物质 矿质养分 生长因子
氮源 碳源
成分与 功能
水 前体
多 快 好 省
概念与 共性
培养基
类型
固态发酵 液态发酵 半固态发酵
斜面培养基
对底物的 利用速率 C/N 原料 pH 浓度
设计配制 与原则
灭菌
5点注意事项 组成确定
种子培养基 发酵培养基
连续灭菌 分批灭菌
第4章：发酵工业培养基
§4.1 发酵工业培养基概述
只考虑细胞繁殖数量，不考虑产物合成
三.发酵培养基！！！ 用于发酵产品生产的培养基 1.作用：两大功能 ①.提供菌体生长繁殖所需各种营养成分： ②.提供发酵产品生物合成所需原料： 2.要求 ①能满足细胞快速繁殖的需要：短时间得到大量细胞 培养基成分适当丰富、完全、具特异性：“因菌而异” 适合于该菌种的生理特性，菌体生长、繁殖迅速、健 壮，能在较短周期内得到大量的细胞数。 ②含有目标代谢产物合成必需的前体、活性因子： ③培养基要适当丰富与完全： 防止 “大量速效养分抑制次级代谢产物合成”
二.种子培养基
1.制备发酵“种子”（发酵剂）的目的
提高发酵罐的利用率：为了增加发酵罐的接种量， 往往先将斜面菌种在种子罐中繁殖到一定数量，以缩 短菌体在发酵罐内生长繁殖所需时间，缩短延滞期， 提高发酵罐的设备利用率。
2.发酵级数
菌种从种子罐到发酵罐扩大的次数。 二级发酵＝1个种子罐+１个发酵罐； 三级发酵＝２个种子罐+１个发酵罐； 在三级发酵中，将小种子罐（一级种子罐）的菌剂 接入到较大的二级种子罐中培养，繁殖后再接入发酵 罐中。
适于微生物快速生长繁殖与目的产物合成； ②不需另加微量元素、维生素： ③来源广泛，价格低廉： 缺点：组分复杂，不易重复→影响生产稳定性。
（二）.按状态分 1.固态：用途：菌种分离、保存；真菌子实体生
产；真菌酶制剂生产；放线菌活菌制剂生产等 2.半固态：琼脂:0.5%～0.8%。 ①菌种鉴定：细菌“运动特征”观察； ②小曲酒生产：糖化、酒化并行； 3.液体培养基：！！发酵工业最重要的培养基， O2与养分传递容易。
4.对种子的3大要求： 纯：无杂菌； 壮：健壮，活力旺盛，繁殖快； 多：有足够的数量。
5.对种子培养基成分的要求： 目的：菌种繁殖快；数量多 ①丰富、完全、特异、浓度适当：繁殖快 ②易被菌体吸收利用：速效 ③尽量与发酵培养基接近：减少延滞期, “宾至如归” ④C/N控制合理： 过大，产酸，→pH稳定 ⑤非连动型产物之发酵：
一.概念 1.培养基 提供微生物生长、繁殖及代谢需要的营养基质。 2.发酵工业培养基： 能用于工业生产的微生物培养基
二.确定培养基组成的原则！！ 有利于细胞快速繁殖；有利于积累大量的发酵产物。
三.培养基的成分、配比对发酵的影响 1.微生物生长： 2.发酵产品的生物合成量、速度及提取的难易程度： 3.产品的产量、质量：
种子培养基不需添加形成产物所需前体等特殊物质
6.注意事项 ①种子扩大条件与发酵条件一致： 种子培养基的主要成分和培养条件： 应尽可能与 发酵培养基及发酵条件一致，以减少菌种转入发酵罐 后菌体为适应新环境而进行的酶诱导等生理适应，使 菌种迅速转入旺盛生长繁殖； ②不考虑产物合成所需的特殊成分： 对于非生长连动型产物的发酵，种子培养基不需 要添加用于形成产物的前体等特殊物质（次生代谢产 物形成所需的物质），以节约生产成养基组成时，除了营养要求外，还 要考虑：原料来源与生产成本
工业培养基原料选择3原则： A.营养特性：营养丰富 B.原料来源：来源广泛 C.生产成本：价格低廉
原料类型： 6种 普通原料：碳源，氮源，矿质养分，生长因子； 特殊原料：前体，活性因子
一、碳源及其主要功能 （一）.生理功能 A.菌体生长、繁殖：提供碳源、能源 B.目的产物合成：提供C架、能源 （二）.常用碳源 ①糖类（淀粉） ②油脂 ③有机酸 ④低碳醇等 在碳源严重缺乏时，Pr水解物AA亦可作为C源。 工业发酵所用天然C源（玉米粉，薯干粉、野生植
3.设计发酵级数依据的3大原则：
①菌种的性质（孢子数、孢子发芽率及生长率）： 单位体积或重量的孢子浓度大、发芽快、生长快
的菌种，发酵级数少，否则，级数多； ②发酵罐中种子的最低接种量： 接种量少者，级数少；否则，级数多（多次繁殖才
能得到足够的接种量）； ③种子罐容积（V1）与发酵罐的容积（V2）比： 容积差异或V2/V1比值愈大，级数愈多。
3.目的 “两快、两多” 菌体：生长快而健壮，细胞数量多： 目的：代谢产物合成速度快，数量多：
四.培养基类型的其他分法 （一）.按纯度划分
1.合成培养基：生理研究，用化学试剂配； 2.天然培养基：用植物、动物或微生物等天然有机 材料或农副产品下脚料配制。发酵工业最重要
优点：“不纯” →①营养丰富：
物淀粉、纤维及半纤维素等）中亦含有大量AA、维 生素和矿质养分，即C、N、矿质养分同时存在
1.糖类 A.葡萄糖（G）：最易利用之糖，速效糖 注意两点副作用：
①产酸：G过多，呼吸作用过强，耗氧量过大， →溶解氧不能满足需要 ，培养体系处于厌氧发酵状态： →中间产物不能通过呼吸作用完全氧化，积累在菌体 或培养基中，如丙酮酸、乳酸、乙酸等导致pH下降 →影响酶活性，抑制微生物生长与产物合成；
§4.2 发酵生产的培养基类型 根生产工艺的要求及用途可分为3类： 一.斜面培养基 1.作用：供菌种活化、保存、繁殖用。 2.对斜面培养基的要求：
①使菌体生长快、繁殖快、健壮； ②不易引起菌种变异。 3.组成特点： ①C、N源物质：
不宜过多，尤其是C源，多了易引起pH波动； ②无机盐浓度：
亦要适当控制，以免引起菌种特性变化。
②“葡萄糖效应”：抑制次级产物合成！！
G分解产物阻遏或抑制某些目的产物合成所必需的 酶的形成与酶的活性：导致某些次级代谢产物（抗生 素等）不能合成
B.糖蜜！！！ 糖厂生产糖时的结晶母液，副产物，含有丰富 的糖，氮素化合物，矿质元素，维生素，是发酵工 业价廉物美的原料。 糖蜜主要含蔗糖，含糖量达50%-70%（W/V）。 糖蜜分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两种，成分不同， 使用时要查阅有关资料。 糖蜜常用于酶母的酒精发酵、丙酮丁酮生产及 抗生素发酵。