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《培养基的制备设备》PPT课件

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培养基的制备设备课件.

培养基的制备设备课件.

塔式加热器
塔式加热器用内外两根管子套合组成，内管开有45°向下倾斜的 小孔，孔径一般为6mm，蒸汽由此喷出。小孔在导入管上的分布是 上稀下密，使蒸汽较为均匀。培养基由塔底进入，与 小孔中喷出的 蒸汽连续混合后在塔上部流出。培养基在塔内停留时间一般取 20~30s；线速度要求<0.1m/s。这种连消塔比较高大，钻孔、加工、 安装等均不便。
回流
4 10 6 5 6 7 8 9 11 12 糖化酶
15
M
1 2 3
M
13 14 16 17 18
图2-49 双酶法制糖工艺流程图 1-调浆配料槽 2，8-过滤器 3，9，14，17-泵 4，10-喷射加 热器 5-缓冲器 6-液化层流罐 7-液化液贮槽 11-灭酶罐 12-板 式换热器 13-糖化罐 15-压滤机 16-糖化暂贮槽 18-贮糖槽
糖 化 液
蒸汽
淀 粉 乳
o
o
o
图2-42 间接式加热管构造示意图
蒸汽 酸 2
淀 粉 乳
3
1
4
糖化液 蒸汽
5 7 6 图2-43 糖化管设备示意图 1-搅拌器 2-糖化管 3-急骤蒸发器 4-阀 5-加热器 6，7-泵
二、酶解设备
分为液化和 糖化两步 液化 淀粉乳桶 升温液化法 高温液化法 喷射液化法
7 麦汁入口
使麦汁达到要求浓度

浸出酒花中的苦味及 芳香物质 加热凝固蛋白质、灭 菌、灭酶
6
冷 凝 水 出
4

3 麦汁出口 2 1
类型：夹套加热
内加热式 外加热式
图 2-37 麦牙煮沸锅 1-电动机 2-减速箱 3-出料阀 4-搅拌装置 5-锅体 6-液量标尺 7-入孔双拉门 8-锅盖 9-排气管 10-筒形风帽 11-入孔单拉门

培养基的制备ppt课件

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第2组:100ml （先分装7支）
2.普通琼脂平板培养基
第3.4.5.6组:各100ml
每组倒7枚平板供6小组下次用
6

四、方法
1.肉膏汤培养基的配制: ⑴称样： 牛肉膏0.5g 蛋白胨1g 氯化钠0.5g
加至100ml蒸馏水 中，加热溶化
(2) 待冷至40～50℃时，矫正酸碱度为pH7.6
(3) 分装于试管内（每管约2ml）置高压蒸汽 灭菌器内灭菌(121.3-20min)。
3
三、材料 牛肉膏、蛋白胨 氯化钠、蒸馏水 琼脂，10%NaOH pH试纸、三角烧瓶 量筒，天平 酒精灯、等。
4
四、方法 培 养 基 配 制 步 骤
⑴调配成分 ⑵溶解 ⑶调节 pH ⑷ 分装 ⑸灭菌 ⑹质量检验 ⑺保存
5
各组所需要配制的培养基
1.肉膏汤培养基 3.普通斜面培养基
第1组:各100ml （ 先分装7支）
半固体斜面培养基的制备细菌培养基的制备一目的掌握培养基的制备方法二原理培养基是人工合成的一种混合营养料用以分离细菌
食品微生物学实验
实验四
1
实验项目
细菌培养基的制备
肉膏汤培养基的制备 普通琼脂平板培养基的制备 半固体斜面培养基的制备
2
一、目的
掌握培养基的制备方法 二、原理
培养基是人工合成的一种混合营养料， 用以分离细菌。基础培养基中含有大多数 常见菌生长繁殖所需要的营养物质，并可 制成液体、半固体、固体三种不同的性状 以供选用。
配制出以下培养基： 1.肉膏汤培养基 2.普通琼脂平板培养基 3.普通斜面培养基
16
六、实验报告要求 实验报告中描述本组所配制的培养基。
七、思考题
何谓培养基？ 培养基的制备过程有哪几个步骤？

培养基及制备PPT课件

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0.01
0.05
0.2
0.03
0.1
0.3
0.05
0.15
第36页/共67页
第37页/共67页
改进后培养基 原培养基
改进后培养基的发酵结果
第38页/共67页
表3-1 Plackett–Burman设计筛选影响Y-21生长的关 键培养基组分
第39页/共67页
表3-2 Plackett–Burman设计12次试验确定9种变量的影响
第34页/共67页
结果： 碳源：乙酸钠 0. 2% 氮源：氯化铵 0.2% 酵母膏0.03% 无机盐: 复合无机盐0.05%
第35页/共67页
▪ 正交设计确定优化的配方
正交分析表
水平
1 2 3
A（乙酸钠）/% 0.2 0.3 0.4
因素 B（NH4Cl）/% C（酵母膏）/% D（无机盐）/%
0.1
产物 前体
发酵生产中常用的前体
前体
产物
• 青霉素Ｇ 物
• 青霉素Ｖ • 金霉素 • 链霉素 • 红霉素
苯乙酸及衍生
苯氧乙酸 氯化物 肌醇、精氨酸 丙酸、丙醇
• VB12 • 葫萝卜素
• L-异亮氨酸
• L-色氨酸 酸
• L-丝氨酸
钴化物 -紫罗兰酮 - 氨基酸 邻氨基苯甲
甘氨酸
第15页/共67页
促进剂(promoter)：既不是营养物，又不是前体， 却能提高产量的添加剂。
第8页/共67页
3.无机盐
构成菌体的成分，作为酶的组成部分、酶的激活剂或 抑制剂、调节渗透压、pH值和氧化还原电位等
第9页/共67页
4.微量元素
例A：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/ml 发酵罐必须进行表面处理

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1、工业上常用的碳源
碳源供给菌体生命活动所需的能量和构成菌体细胞以及代谢产物。
在微生物发酵过程中，普遍以碳水化合物作为碳源。
碳源
来源
葡萄糖
纯葡萄糖，水解淀粉
乳糖
纯乳糖，乳清粉
淀粉 大麦，花生粉，燕麦粉，黑麦粉，大豆粉等
蔗糖
甜菜糖蜜，甘蔗糖蜜，粗红糖，精白糖等
生产疫苗时通常用牛血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源。
4
三、培养基的配制原则
必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分； 有利于减少培养基原料的单耗，单位营养物资所合成产物数量大或产率大； 有利于提高培养基产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力； 有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期； 尽量减少副产物的形成； 减少对发酵过程中通气搅拌的影响，有利于提高氧的利用率、降低能耗； 有利于产品的分离和纯化；尽可能减少产生“三废”的物质。
7.5g/L
Байду номын сангаас
大豆油，20mL/L； 甘油，20mL/L； 葡萄糖，20g/L； 玉米浆，12mL/L； 酪蛋白，12g/L； KH2PO4，1.0g/L
葡萄糖或糖蜜，总量的10％； 玉米浆，总量的4％～5％； 苯乙酸，总量的0.5％～0.8％； 猪油或植物油；
消泡剂，总量的0.5％
12
一、工业发酵培养基的原料
根据正交表给出的实验方案，进行实验； 对实验结果进行分析（极差分析法和方差分析
法），选出较优的实验条件以及对结果有显著 影响的因子。
8
响应面分析法（response surhce analysis）
以回归方法作为函数估算的工具，将多因子实 验中因子与实验结果的相互关系用多项式近似， 依次对函数的面进行分析。

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半合成培养基
既含有同天然成分化学成分又含 有纯化学成分
在液体培养基中加入一定量凝固 剂，使其成为固体状态，琼脂含 量一般为1.5%-2.0%
按 物 理 状 态 不 同 划 分
固体培养基 半固体培养基
固体培养基常用来进行微生物的分 离、鉴定、活菌计数及菌种保藏
琼脂含量一般为0.2%-0.7%
观察微生物的运动特征、分类鉴 定及噬菌体效价滴定



7)所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提 高氧的利用率，降低能耗。

(8)有利于产品的分离纯化，并尽可能减少产生“三废”的物质。
注 意 的 几 个 问 题 。



根据不同微生物的营养需要 营养成分的恰当比例 渗透压 pH值 氧化还原电位
培养基中的碳氮的比例（C/N）在发酵工业中 尤为重要。
按 使 用 目 的 不 同 划 分
鉴别培养基
用于鉴别不同类型微生物的培养基
微生物产生某种代谢产物，与培养 基中的特殊化学物质发生特定的化 学反应，产生明显的特征变化
是供制备孢子用的培养基
按 用 途 不 同 划 分
孢子培养基 种子培养基
满足菌种生长的培养基
发酵培养基
满足大生产中大量菌体生长和繁殖以 及代谢产物积累的营养基质
液体培养基
不加任何凝固剂 大规模工业生产及在实验室进行 微生物的基础理论和应用方面的 研究
牛肉膏蛋白胨培养基是最常 含有一般微生物生长繁殖所 需的基本营养物质的培养基 用的基础培养基 基础培养基 加富培养基 选择培养基
在培养基中加入相应的特殊营养物质 用来将某种或某类微生物从混杂的 或化学物质，抑制不需要的微生物的 微生物群体中分离出来的培养基 生长，有利于所需微生物的生长 特殊营养物质包括血液、血清、酵 在基础培养基中加入某些特殊营养 物质制成的一类营养丰富的培养基 母浸膏、动植物组织液等

第三章--培养基的制备和灭菌设备PPT优秀课件

第三章--培养基的制备和灭菌设备PPT优秀课件
15
1、灭菌操作时间
① 加热升温阶段(先间接加热，后直接加热)
❖ 间接加热时间：（不稳定传热）
传热速率： dQkF(Tt) 蒸汽 T
d
Gt
培养基： dQGC1dt
两式合并： 上式积分：
GC1dt kF(Tt)
d
01dG KC F 1 tt12Td-tt
冷凝水
16
间接加热时间： 1 GC1lnTt1
第三章 培养基的制备设备
主要内容：第一节 培养基的灭菌设备 第二节 原料的蒸煮与糖化设备 第三节 麦芽汁的制备设备 第四节 淀粉水解制糖设备
学习要求：掌握培养基的分批灭菌计算、连 续灭菌流程和设备的结构及设计 了解培养基制备设备的结构和设计
1
第一节 培养基的灭菌设备
一、灭菌的基本理论 二、分批灭菌过程与计算 三、连续灭菌流程与设备
❖ 降温：冷却到发酵温 度后接种发酵
10
加热升温阶段
❖ 间接加热：打开各 排气阀，将蒸汽引 入夹套或蛇管进行 间接加热，待罐温 升至80~90℃，将 排气阀逐渐关小
❖ 直接加热：将蒸汽
从进气口温上升到
118~120℃
11
维持保温阶段
实罐灭菌的进汽和排汽原则
“非进即出”，所有与发酵
E
k Ae RT
式中： E—活化能
T—加热温度
R—气体常数
A—常数
6
（六）灭菌温度
加热温度和受热时间与灭菌程度和营养成分的破坏都有关系
细菌死亡的活化能与培养基营养成分破坏的活化能
活化能E
细菌死亡(kJ/mol) 4.187×(50～100)
酶、蛋白质或维生素破坏 4.187×(2～26)
葡萄糖破坏 4.187×24

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四、培养基成分配比的选择


培养基的组分、配比、缓冲能力、黏度、 消毒是否彻底、消毒后营养破坏的程度及 原料中杂质的含量都对菌体生长和产物形 成有影响。 理论+经验 数学分析方法
• 正交实验设计，方差分析
正交表因素水平
因素水 平
1 2 3
玉米粉 （％） A 0.5
1.0 1.5
豆饼粉 （％） B 4
③ 淀粉、糊精 使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类 缺点：难利用、 发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶 成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。 优点：来源广泛、价格底 难利用，可以解除葡萄糖效应
(半纤维素酶)
(1.5g麸皮)
李江华，无锡轻工大学学报，2019
二、氮源
斜面培养基

作用：这是供微生物细胞生长繁殖用的， 包括细菌，酵母等的斜面培养基以及霉菌、 放线菌生孢子培养基或麸曲培养基等。这 类培养基主要作用是供给细胞生长繁殖所 需的各类营养物质。



特点： 1.富含有机氮源，少含或不含糖分。有机氮有 利于菌体的生长繁殖，能获得更多的细胞。 2.对于放线菌或霉菌的产孢子培养基，则氮源 和碳源均不宜太丰富，否则容易长菌丝而较少 形成孢子。 3.斜面培养基中宜加少量无机盐类，供给必要 的生长因子和微量元素。
２、硫酸镁


镁是某些细菌的叶绿素的组成成分。虽不参 加任何细胞结构物质的组成，但它的离子状 态是许多重要的酶的激活剂。 硫，含硫蛋白质的组分；酶的活性基。
• 硫酸镁
２、钾盐

钾不参加细胞结构物质的组成，但它是许多 酶的激活剂。
３、微量元素


铜、锰、锌、钼、碘、溴等。 避免有害离子加入到培养基中。

第三章__培养基的制备和灭菌设备PPT课件

KF Tt2
式中：τ1—间接加热时间，h
G—培养基的质量，Kg C1—培养基的比热，kJ/kg.℃ K—总传热系数， kJ/m2.h.℃ F—传热面积，m2 T—加热蒸汽温度，℃ t1—加热前培养基的温度，℃ t2—灭菌温度到灭菌时间） ❖ 维持保温时间：
第三章 培养基的制备设备
主要内容：第一节 培养基的灭菌设备 第二节 原料的蒸煮与糖化设备 第三节 麦芽汁的制备设备 第四节 淀粉水解制糖设备
学习要求：掌握培养基的分批灭菌计算、连 续灭菌流程和设备的结构及设计 了解培养基制备设备的结构和设计
.
第一节 培养基的灭菌设备
一、灭菌的基本理论 二、分批灭菌过程与计算 三、连续灭菌流程与设备
罐连接的管道在灭菌过程 中如果不进入蒸汽就一定 要进行排汽，使所有管道 都被加热蒸汽（或二次蒸 汽）经过而实现热灭菌 ❖ 进汽：凡开口在培养基液 面以下的各连接管道及冲 视镜管道都应进汽 ❖ 排汽：凡开口在液面之上 者均应排汽 ❖ “三进四出”、“三进五. 出”
冷却降温阶段
❖ 关汽：关闭各排汽、 进汽阀门
❖ 通水：向罐夹套或 蛇管中通入冷却水 降温
❖ 送气：向罐内送入 无菌空气，降温不 降压
.
（二）分批灭菌特点 优点：不需要专门的灭菌设备，投资少；对
设备要求简单，对蒸汽的要求也比较 低；操作简单易行，灭菌效果可靠 缺点：占罐时间长，发酵罐的利用率低；灭 菌所需时间较长，使培养基中营养成 分破坏较多；用汽不平衡 适用：生产规模较小或极易发泡、粘度较大 难以连续灭菌的培养基灭菌
上式积分
NS dNk d
N N0
0
.
对数残留定律 1lnN0 2.30l3gN0
k NS k NS
式中： τ——理论灭菌时间，s

常用培养基的制备ppt课件

2．制法 将牛肉膏、蛋白胨、氯化钠加蒸馏水后，加热 溶解。矫正pH至7.4～7.6，过滤分装。置高压蒸气灭 菌器内，121.3℃灭菌20min即成。
3．用途 可供一般细菌生长，同时也是制作一般培养基 的基础原料。供营养要求较高的细菌分离培养，亦可 供溶血性的观察和保存菌种。
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5
（二）固体琼脂培养基 1．计算：
• 若做斜面培养基应倒入试管中，量为试管的1/3
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9
包扎：
◇加塞后，试管通常每7支一起，包上一层牛皮纸或两层报纸， 用线绳扎紧。三角瓶加塞后也用牛皮纸包扎。 ◇以活结形式扎紧，以便使用时容易解开。 ◇用记号笔注明培养基名称、配制日期、配制人或实验组。
灭菌时包牛皮纸
5．灭菌：用高压灭菌器灭菌
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12
（三）半固体培养基
肉汤培养基中加入0.3%～0.5%琼脂粉制成， 用于菌种的保存或观察细菌的运动性。
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（四）血液琼脂培养基
将灭菌的营养琼脂冷至45～50℃，以无菌操 作 ， 加 入 5% ～ 10% 的 无 菌 血 液 （ 或 脱 纤 维 血），然后倾注平皿或分装试管制成斜面。
包扎好，直立放入内筒中， 在121.3℃灭菌20-30min。
灭菌完毕后，将平板培养基 拿出平放于桌面，凝固前勿 动；将试管培养基摆成斜面 ，凝固前勿动。
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6．无菌检验：
随机抽取几个平板或试管培养基于温箱中培养24 小时，若无菌 生长则为合格。
7．备用：
将合格的培养基放入冰箱， 在0-4℃中保存备用。
技能训练 常用培养基的制备
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急速冷却器
从图中可以看出，由于该流程中培养基受热时程保证了培养基物料
先进先出，避免了过热或灭菌不彻底等现象。
13
喷射加热器
原理： 如图所示，当料液经喷嘴高速喷出时，带动周围气
体向前运动，从而使得其周围产生负压，即在真空室 内形成真空，使得蒸气从吸入口吸入，在混合室内混 合，经扩大管排出。以达到加热目的。
3
2、实罐灭菌 (1)升温：先夹套预热到80℃左右，再从培养基中
直接通入蒸汽加热升温到121 ℃ ，升温不能太 快，直接通蒸汽升温时间控制在40min左右。 (2)保温，控制蒸汽进出量，维持121 ℃，30min 后，关闭进汽阀，通无菌空气 (3)冷却：保温结束后，在夹套内通冷却水进行冷 却。 要点：三路进汽：直接蒸汽从通风口、取样口和 出料口进入罐内直接加热，直到所规定的温度， 并维持一定的时间。这就是所谓的“三路进 气”。
解：要灭菌培养液原有菌数：
N0 = 36×106×106= 3.6 ×10 13 (个/罐) 代入对数残留定律
2.303 1 log k
N0 Ns
2.303 1 11
log
3.6 1012 103
3.47(min)
V 18 3.47 1.157 (m3)
60 60 0.9
如果根据实际情况取 8 分钟
4
3、 发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”? 实罐灭菌 的进汽和排气原则是什么?
所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是 在对培养基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取 样口进入罐内，使培养基均匀翻腾，达到培养基灭菌 之目的。这是因为这三个管都是插入到发酵醪中，若 不进蒸汽就会形成灭菌死角。实罐灭菌的进汽和排气 原则是“非进即出”，就是说所有进入发酵罐的管道 在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气，使 所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过，得以灭菌。 不能有既不进汽也不排汽的管道（死角）存在。
培养基的制备和杀菌设备
四、液体培养基的灭菌设备
1
(一)分批灭菌设备 在发酵罐中进行灭菌
2
分批灭菌操作
1、空罐灭菌 空罐灭菌也称空消。无论是种子
罐、发酵罐、还是尿素（或液氨）罐、消泡 罐，当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进 行预先灭菌，我们称为空罐灭菌。为了杀死 所有微生物特别是耐热的的芽孢，空罐罐灭 菌要求温度较高，灭菌时间较长，只有这样 才能杀死设备中各死角残存的杂菌或芽孢。 通常空罐灭菌大都控制在 127-133 ℃（压力 0.15-0.2MPa），灭菌时间 30 -60分钟。
基的预热、加热灭菌及冷却过程可在同一设备内完成。该流程
的加热和冷却时间比喷射加热连续灭菌流程要长些，但由于在
培养基的预热过程同时也起到了灭菌后培养基的冷却，因而节
约了蒸汽和冷却水的用量。
15
练习题 1、糖蜜连续稀释器的类型及其稀释原理。 2、三套管式加热器的结构及工作原理。 3、为什么糊化锅底制成球形可节省搅拌动力？ 4、真空冷却装置的工作原理。
5
(二)培养基连续灭菌
连续灭菌也叫连消，就是将培养基在发 酵罐外，连续不断进行加热、维持和冷却，然后进 入发酵罐的过程。
连续灭菌系统是由加热（连续消塔）、 维持（维持罐）与冷却（喷淋室）三部分组成的整 体，后两部分的工作决不能忽视；特别是维持罐的 保压保温与维持时间，只有在维持罐内保持一定时 间才能保证灭菌的彻底。
6
１、培养基连续灭菌流程
糖液
料 液 罐
消泡剂
连 消 塔
维 持 罐
连消泵
8-25min
去发酵
水
喷淋冷却器
7
加热器
套管式连消塔、混合式连消塔、连消器
图1
图2
图3
１套管式连消塔图
２混合式连消塔
３连消器
8
维持罐的结构
1
料液
3
2
排液
4
5
去喷淋 冷却器
１——人孔 ２——进料器 ３——出料管 ４——温度计插座 ５——排尽管
为了保证灭菌的培 养液先进先出， 可在维持罐内加 上横隔板。
9
维持罐容积计算
V v 60
Ｖ——维持罐有效容积（米３） ——料液体积流量（米／时） ——维持时间（分），取经验数据为8~25分钟，
不同类型的发酵维持时间不同 ——充满系数，取0.85~0.9
10
例题：采用一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/h,发酵罐装量为36m3, 原始污染度为106个/mL,要求灭菌度为10-3个/罐，灭菌温度为398K，此时 的反应速度常数k=11min-1,求理论维持时间τ和维持罐的容积。
16
感谢下 载
感谢下 载
料液
真空室 喷嘴 混合室
混合后料液 扩大管
吸入口 蒸气
14
３、薄板换热器连续灭菌流程
出料35 ℃
55 ℃
蒸汽147 ℃ 120 ℃
31 ℃ 进料 35℃
100 ℃
120 ℃
维持罐120 ℃
流程中采用了薄板换热器作为培养液的加热和冷却器，蒸汽在
薄板换热器的加热段使培养液的温度升高，经维持段保温一定
时间后，培养基在薄板换热器的冷却段进行冷却，从而使培养
V 18 8 2.66(m3) 60 60 0.9
11
喷淋冷却器
１、喷淋却器结构
冷 水 料液
料液
12
２、喷射加热连续灭菌流程
蒸汽 生培养液
膨胀阀
真空
维持段
流程中采用了蒸汽喷射器，它使培养 液与高温蒸汽直接接触，从而在短时 间内可将培养液急速升温至预定的灭 菌温度然后在该温度下维持一段时间 灭菌，灭菌后的培养基通过一膨胀阀 进入真空冷却器急速冷却，