【发酵工程】第三章 发酵工业培养基设计

第三章发酵工业培养基设计内容提要•发酵工业培养基的基本要求•微生物的培养基类型及功能•发酵工业培养基的成分及来源•发酵培养基的设计原理与优化方法微生物在人工培养和自然条件下的生理学特性有很大不同，其中培养基的组成对微生物的各种代谢活动的影响最为显著。

⏹培养基：是指入们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。

⏹广义上讲培养基是一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。

⏹同时培养基也为微生物提供除营养外的其它所必需的条件，工业生产上选择的培养基俗称发酵培养基，还应包括能够促进微生物合成产物所必须的成分。

一、用于大规模发酵的培养基应该具有以下几个特点：⏹必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分；⏹能提高单位营养物质的转化率；⏹有利于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；⏹有利于减少副产物的形成，便于后期的分离纯化；⏹培养基的原料应因地制宜、价格低廉、性能稳定、取材容易；⏹所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等等。

二、培养基的类型及功能1. 按纯度分类，分为合成培养基和天然培养基(复合培养基)。

⏹合成培养基所用的原料其化学成分明确、稳定，比如药用葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾等。

⏹天然培养基常用于发酵生产，它的原料是一些天然动植物产品，例如花生饼粉、蛋白胨等，其特点是营养丰富、适于微生物的生长。

M 培养基(1L)：Na 2HPO 46g ，KH 2PO 43g ，NaCl 0.5g ，NH 4Cl 1g ，MgSO 4.7H 2O 0.5g ，CaCl 20.011g ，葡萄糖2-10, pH 7.0 YPS 培养基：酪蛋白胨（日本大五营养）10g ，酵母提取物（英国Oxoid ）5g, NaCl 10g ，pH 7.2培养大肠杆菌常用两种培养基2. 按用途分类⏹斜面培养基：是供微生物生长繁殖或保存菌种用。

第一章绪论一发酵工程的发展史（P3-5）（出选择判断）二发酵工业的特点1发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应，反应安全，要求条件较简单。

2可用较廉价原料生产较高价值产品。

微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。

基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。

3发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。

4由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。

5发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。

除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。

如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。

因而维持无菌条件是发酵成败的关键。

6微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。

7发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制，可以根据订单安排通过发酵设备来生产多种多样的发酵产品。

第二章发酵工业菌种一从自然界分离筛选菌种的一般步骤二发酵工业对菌种的要求1能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，且生成的目的产物产量高、易于回收；2生长速度和反应速度较快，发酵周期较短；3培养条件易于控制；4抗噬菌体及杂菌污染的能力强；5菌种不易变异退化；6对放大设备的适应性强；7菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。

三菌种改良的原因和具体目标菌种改良原因：来源于自然界的微生物菌种，在长期的进化过程中，形成了一整套精密的代谢控制机制，微生物细胞内具有反馈抑制、阻遏等代谢调控系统，不会过量生产超过其自身生长、代谢需要的酶或代谢产物，所以，从自然界分离得到的野生菌株，不论在产量还是质量上，均难以满足工业化生产的需求，故需要对菌株进行改良。

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