发酵和种子培养基
发酵学 第3章 培养基
3.粘度适中,具有适当的渗透压
4. 主产物合成达到最高速率,发酵后所形成的副产物尽可 能的少。
5.生产过程中既不影响通气与搅拌的效果,又不影响或少 影响产物的分离精制和废物处理。
6.大规模生产时要考虑材料的成本。
第二节
培养基的成分
碳源 氮源 无机离子 生长因子 前体 促进剂和抑制剂
水分
一、碳源
凡是用于构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物 质均称为碳源。它既是构成菌体细胞和代谢产物的主要元 素,又是提供微生物生命活动中所需能源的原料。
维生素B12 钴化物
青霉素V 苯氧乙酸
链霉素 金霉素色氨酸 Nhomakorabea吲哚、氨茴酸
2-羟基-4-甲基硫代丁 酸 D-苏氨酸
肌醇、精氨酸等 蛋氨酸 氯化物等 异亮氨酸
红霉素
丙酸、丙醇等
苏氨酸
高丝氨酸
灰黄霉素 氯化物
六、产物促进剂
所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物, 又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。
一些维生素生长因子及其生理功能
维生素 生理功能 维生素B1(硫胺素) 脱羧酶辅酶,与酮基转移有关 维生素B2(核黄素) 构成黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸, 作为电子传递链中的递H体 维生素B3(泛酸) 维生素B5(烟酸) 辅酶A(CoA)的前体物质之一,递酰基体, 是细胞内多种酶的辅酶 又称尼克酸,是辅酶I,辅酶II的前体,参与 细胞内很多氧化还原反应
促进剂提高产量的机制:
有些促进剂本身是酶的诱导物; 有些促进剂是表面活性剂,可改善细胞的透性,改善 细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产, 也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用; 有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。
发酵——种子的扩大培养
孢子培养
母瓶:活化、纯化,使保藏菌种生长,并去处变异株。 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落。
子瓶: 大量繁殖,得到大量孢子。 接种:①从母斜面上点接种,选取生长好的单 菌落 ②接种时密一点,得到大量的孢子。
孢子培养时注意湿度,子斜面使用一般不超过1个月
三、生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段,最终一般都是获得一定数量的菌丝体。 菌丝体比孢子要有利: 缩短发酵时间 有利于获得好的发酵结果
✓ 培养时间为5~14天。
对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种,如产 链霉素的灰色链霉菌、产卡那霉素的卡那链霉菌 可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养 基的摇瓶中,于摇瓶机上恒温振荡培养,获得菌 丝体,作为种子。
试管→三角瓶→摇床→种子罐
2,厌氧培养:对于酵母菌(啤酒,葡萄酒,清酒等) 试管→三角瓶→卡式罐→种子罐
常用微生物发酵级数:
✓ 细菌:二级发酵 茄子瓶→种子罐→发酵罐
✓ 霉菌:如青霉菌,三级发酵 孢子悬浮液→一级种子罐(27˚C,40小时孢子发
芽)→二级种子罐( 27˚C,10~24小时)→发酵罐 ✓ 放线菌:四级发酵
✓ 酵母:比细菌慢,比霉菌,放线菌快,通常用一级种子
4、接种量的确定
移入种子的体积 接种量= —————————
2、培养基选择的原则
培养基的选择应该是有利于菌体的生长,对孢子培养基 应该是有利于孢子的生长。
在原料方面,实验室种子培养阶段,规模一般比较小, 因此为了保证培养基的质量,培养基的原料一般都比较 精细。
3、起始接种物的传代问题 细菌 保藏斜面 → 活化斜面 产孢子 保藏 → 母斜面 → 子斜面
种龄短:菌体太少;种龄长:易老化。
发酵培养基及制备
同理,可以计算并确定B3、C3、D1分别为B、 C、D因素的优水平。四个因素的优水平组合 A2B3C3D1为本试验的最优水平组合,即酶法 液化生产山楂清汁的最优工艺条件为加水量 50mL/100g,加酶量7mL/100g,酶解 温度为50℃,酶解时间为1.5h。
• 根据生产实践和科学试验的不同要求选择 • 根据经济效益分析选择培养基
–价廉、来源Βιβλιοθήκη 富、运输方便、就地取材、无毒二、发酵培养基成分选择的原则
• 不同的微生物所需要的培养基成分是不同 的,要确定一个合适的培养基,就需要了 解生产根据不同生产菌种的培养条件、生 物合成的代谢途径、代谢产物的化学性质 等确定培养基。
3
2
1
3
2
1
3
18
3
3
2
1
42
不考察交互作用的试验结果分析
(1) 确定试验因素的优水平和最优水平组合
分析A因素各水平对试验指标的影响。由表3可以看出,A1 的影响反映在第1、2、3号试验中,A2的影响反映在第4、5、 6号试验中,A3的影响反映在第7、8、9号试验中。
A因素的1水平所对应的试验指标之和为
度。Rj越大,说明该因素对试验指
标判的断影因响素越的大主。次根顺据 序。Rj大1小. ,计可算以
Kjm,kjm
极差分析法-R法
Rj 因素主次
2. 判断 优水平
优组合
试验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
因素
液化率
A
B
C
D
%
1
1
1
1
0
1
2
2
多杀菌素种子培养基及发酵培养基的优化
( 1华东理工大学 生物反应器工程 国家重点实验室 ,国家生化工程技术研 究中心( 上海) ,上海 2 0 3 ; 027
2国家粮 食局科 学研 究院, 北 京 10 3 ) 0 0 7
摘 要 : 目的 以刺 糖 多孢 菌 C 1 试 验 菌 株 , 以发 酵 培 养 基 菌 体 浓 度 和 多 杀 菌 素 产 量 为 指 标 , 通 过 单 因素 实 验 和 正 交 试 B1为 验 对 多 杀 菌 素 发 酵 的种 子 培养 基 的 碳 氮 源 成 分 进 行 优 化 ,在 此 基 础 上 通 过 响 应 面 分 析 试 验 优 化 发 酵 培 养 基 ,找 出最 显 著 因素 并 确 定 其 最 佳 值 。方 法 种 子培 养基 碳 氮 源 成 分 单 素 实 验 和 正 交 试 验 ,发 酵培 养基 响应 面 试验 。结 果 得到 最 优 种 子 培 养 基 配
S a g a 2 0 3 ; a e f ttAd ns aino Gri, e ig10 3 ) h n h i 0 2 7 2Acd myo Sae mii rt f an B in 0 0 7 t o j Abtat 0bet e S ch r o s oas ioaC a sda io a rd cn ri. a ig imas s c r jci ac ao l p r n s Bl w s e s n sd o u igs an T kn o s v p y p 1 u sp p t b
中 国抗 生 素 杂 志 2 1年 l月 第 3 卷第 1 期 02 0 7 0ຫໍສະໝຸດ 75 4 h》 0
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发酵工艺原理知识点归纳
所学内容:1、菌种:选育、培养、保藏;2、发酵的概念、原理、参数控制;3、介绍一些产品的发酵过程第一章绪论一、发酵1、发酵的定义:培养生物细胞(包括动物细胞、植物细胞和微生物)来制得产物的过程。
2、发酵工业:根据有无风味要求分为酿造工业和发酵工业。
3、实现发酵需具备的条件:①适宜的微生物;②保证微生物进行代谢的条件(pH、营养、温度等);③进行发酵的设备;④有提取精制产品的方法和设备二、发酵工业的沿革①天然发酵阶段:嫌气发酵、非纯种培养(靠的是经验),质量不稳定。
②纯种培养技术的建立:巴斯德认识到发酵是由微生物所进行的化学反应;柯赫建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
——表面培养、产量少③通气搅拌发酵技术的建立:青霉素④代谢控制发酵技术:运用动态生物化学、遗传学知识,控制生物合理代谢。
⑤开拓发酵原料时期;⑥基因工程阶段三、发酵工业的范围1、微生物菌体发酵:酵母、微生物菌体蛋白(scp 单细胞蛋白)、藻类、活性乳酸菌制剂、真菌、生物杀虫剂。
2、微生物酶发酵:工业应用的酶大都来自微生物发酵。
3、微生物代谢产物发酵初级代谢产物:对数生长期所产生的产物,是菌体生长繁殖所必需的,如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等次级代谢产物:菌体生长静止期中,某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特性的产物,如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等4、微生物转化发酵:利用微生物细胞的一种或多种酶把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物的生化反应,特点是特异性强,包括反应特异性、结构位置特异性和立体特异性。
最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。
5、利用生物技术所得的生物细胞发酵①消除环境污染;②保持生态平衡;③湿法冶金;④利用生物技术所得的生物细胞发酵四、发酵工业的特征1、发酵原料的选择和预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选择及工艺条件控制4、发酵产物的分离纯化5、发酵废弃物的回收利用五、发展趋势第二章工业微生物的生长与产物的生物合成微生物的特点:体积小、繁殖快、吸收转化快、适应性强、容易变异、分布广、种类多、代谢类型多。
发酵种子培养实验报告
发酵种子培养实验报告一、实验目的通过培养和发酵种子,探究发酵过程中微生物生长的特点,以及不同条件对发酵效果的影响。
二、实验原理发酵是一种通过微生物代谢作用产生有用产物的过程。
在发酵过程中,微生物以发酵物质作为碳源进行能量代谢,产生气体、乳酸、醇类等有机物。
种子培养是通过选用优良的菌种,将其在特定的培养基上培养,使其繁殖和生长。
三、实验仪器和试剂- 试验仪器:恒温培养箱,pH计,发酵罐等。
- 试剂:培养基,发酵物质。
四、实验步骤1. 制备培养基:根据实验需求,制备适当的培养基。
选择适合菌种生长的基础培养基,并添加适量的碳、氮、无机盐等。
2. 选取菌种:根据实验需求,选择合适的菌种。
在无菌条件下,将菌种接入试管中,进行预培养。
3. 制备发酵罐:将发酵罐清洗消毒,并装入培养基。
调节pH值,使其适合菌种生长。
4. 注入种子:将预培养的菌种接种到发酵罐中。
注意无菌操作,避免杂菌污染。
6. 发酵条件控制:放入恒温培养箱中,控制温度和湿度恒定。
同时,根据实验需求,对培养环境中的氧气浓度、搅拌速度等进行调节和控制。
7. 采样观察:定期取出发酵液进行采样观察,记录菌种的生长情况,以及发酵产物的变化。
8. 结果分析:根据实验数据,对发酵过程中微生物生长特点进行分析,探究不同条件对发酵效果的影响。
五、实验结果与讨论通过对发酵种子的培养实验,我们观察到以下现象:1. 生长曲线:在发酵开始后的一段时间内,菌种的生长逐渐处于对数生长阶段,此时细胞数量呈指数增长。
随着时间的推移,细胞数量达到一定阈值后,生长速率逐渐减慢,维持在稳态生长阶段。
2. 生理代谢变化:在发酵过程中,菌种的代谢产物会发生相应的变化。
例如,酵母菌的发酵过程中会产生乙醇和二氧化碳,乳酸菌的发酵过程中会产生乳酸。
通过对代谢产物的检测,可以了解发酵过程的进行情况。
3. 发酵条件的影响:发酵过程中,温度、湿度、氧气浓度、搅拌速度等条件对发酵结果有重要影响。
适宜的温度、湿度可以提供较好的生长环境,有利于微生物的生长繁殖。
生物发酵过程中有哪些关键调控因素
影响微生物发酵能否成功的因素有1、是菌种的选取。
2、是菌体浓度的控制。
3、是基质的控制,包括碳源、氮源和磷酸盐的量的控制。
4、是溶氧量的控制。
5、酸碱度的控制。
下面是微生物发酵过程的一篇文章,希望对你有帮助!微生物发酵过程即微生物反应过程,是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。
根据微生物的种类不同(好氧、厌氧、兼性厌氧),可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。
(1)好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气,如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。
(2)厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气,如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。
(3)兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精,而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵,大量繁殖菌体细胞。
按照设备来分,发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。
一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型,如酵母生产,由于其菌体迅速而大量繁殖,可抑制其他杂菌生长。
所以敞口发酵设备要求简单。
相反,密闭发酵是在密闭的设备内进行,所以设备要求严格,工艺也较复杂。
浅盘发酵(表面培养法)是利用浅盘仅装一薄层培养液,接人菌种后进行表面培养,在液体上面形成一层菌膜。
在缺乏通气设备时,对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。
深层发酵法是指在液体培养基内部(不仅仅在表面)进行的微生物培养过程。
液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。
同其他发酵方法相比,它具有很多优点:①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。
②在液体中,菌体及营养物、产物(包括热量)易于扩散,使发酵可在均质或拟均质条件下进行,便于控制,易于扩大生产规模。
③液体输送方便,易于机械化操作。
④厂房面积小,生产效率高,易进行自动化控制,产品质量稳定。
⑤产品易于提取、精制等。
因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。
什么是种子培养基和发酵培养基
按用途培养基按其用途可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基三种。
a 孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基,对这种培养基的要求是能使菌体迅速生长,产生较多优质的孢子,并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。
所以对孢子培养基的基本配制要求是:第一,营养不要太丰富(特别是有机氮源),否则不易产孢子。
如灰色链霉在葡萄糖-硝酸盐-其它盐类的培养基上都能很好地生长和产孢子,但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后,就只长菌丝而不长孢子。
第二,所用无机盐的浓度要适量,不然也会影响孢子量和孢子颜色。
第三,要注意孢子培养基的pH和湿度。
生产上常用的孢子培养基有:麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制成的琼脂斜面培养基。
大米和小米常用作霉菌孢子培养基,因为它们含氮量少,疏松、表面积大,所以是较好孢子培养基。
大米培养基的水分需控制在21%-50%,而曲房空气湿度需控制在90%-100%。
b 种子培养基种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌体长得粗壮,成为活力强的“种子”。
所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全,氮源和维生素的含量也要高些,但总浓度以略稀薄为好,这样可达到较高的溶解氧,供大量菌体生长繁殖。
种子培养基的成分要考虑在微生物代谢过程中能维持稳定的pH,其组成还要根据不同菌种的生理特征而定。
一般种子培养基都用营养丰富而完全的天然有机氮源,因为有些氨基酸能刺激孢子发芽。
但无机氮源容易利用,有利于菌体迅速生长,所以在种子培养基中常包括有机及无机氮源。
最后一级的种子培养基的成分最好能较接近发酵培养基,这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应,快速生长。
c 发酵培养基发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
它既要使种子接种后能迅速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。
因此,发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外,还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。
发酵生产的过程及控制
死亡期
2、补料分批培养
在分批培养过程中补入新鲜的料液,以克服营养不足而导致 的发酵过早结束的缺点。 在此过程中只有料液的加入没有料液的取出,所以发酵结束 时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中 采用这种方法很多。
简单的过程,培养基中接入菌种以后,没有物料的加入和取出, 除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓 度和产物浓度等参数都随时间变化。
优点: 操作简单,周期短,染菌机会少,生产过程和产品质量 容易掌握 缺点: 产率低,不适于测定动力学数据
分批培养中微生物的生长
迟滞期 对数生长期
稳 定期
发酵级数确定的依据
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。
级数大,难控制、易染菌、易变异,管理困难,一 般2-4级。
在发酵产品的放大中,反应级数的确定是非常重要 的一个方面。
3、接种量的确定
移入种子的体积 接种量= —————————
接种后培养液的体积
过大过小都不好,最终以实践定,如大多数抗生素为7-15%。 但是一般认为大一点好。
7 种子的质量标准
• 菌丝形态、菌体浓度和培养基外观(色素、颗粒等); • pH; • 糖氮代谢速度; • 其它参数,如接种前的抗生素含量、某种酶活等。
8 影响种子质量的因素:
1)原材料的质量:
一般选择一些有利于孢子发芽和菌丝生长的培养基,在营养 上容易被菌体直接吸收利用,营养成分要适当地丰富和完全, 氮源和维生素含量较高,这样可以使菌丝粗壮,并且具有较 强的活力。
另一方面,种子培养基中的营养成分要尽可能和发酵培养基 接近以适合发酵的需要,这样的种子移入发酵罐后能比较容 易适应发酵罐的培养条件如微量元素Mg、Ca、Ba能刺激孢子 的生长。 2)、培养温度:过低?过高?
发酵工业产品培养基配方大全
青霉素菌种:产黄青霉 H 一 110 ;培养基:发酵培养基,一玉米浆,磷酸二氢 钾,碳酸钙,麸质粉,葡萄糖。将长好的种子移入 5m。自动发酵罐。发酵过程 各参数控制:PH 值 6.0~6.5,空气流量 6L/min,转速 300r/min,培养温 度 25℃ ,单糖浓度 46.8%,发酵全过程采用控制补料。从 60 小时带放后每 4 小时补加一次玉米浆,每次补入 35ml 直到放罐。发酵单位测定是利用高压液 相色谱仪用外标法测定。 发酵培养:种子培养基移入发酵罐后(接种量为:1O%),培养温度维持在 26℃, 通气率为 Ivvm, 罐顶压力 0.06Mpa,用 4mol/LN aoH 和 1mol/L H2SO4 维持 PH6.5 左右。 江西东风发酵培养基:黄豆粉 1.5%,棉籽粉 2%,花生粉 3%,磷酸二氢钾 0.15 %,硫酸铵 1%,碳酸钙 0.15%,葡萄糖 0.30%,苯氧乙酸 0.57%,硫酸钠 0.54%, 发酵菌种:产黄青霉,发酵周期 140 小时。 种子培养阶段通风 1:0.5/min.
被利用后,将释放出游离 NH 使 pH 值上升。同样,一次补人糖和硫酸铵量的多 少,也会使发酵液的 pH 值发生波动。因此,为了使产生菌生命活动及合成新 霉素的各种酶活力发挥得好,必须控制一定的补入量,以补充产生菌正常营养, 调节发酵液 pH 值适合菌体的生长,发育,繁殖和新霉素的合成。在生产中控 制 pH 值的最佳适宜范围在 6.5~6.8 之间。
红霉素发酵参考环境:10~100 吨罐,搅拌转速 115 转/分,最高通风量 1:1/ 分,pH 自然,发酵菌种采用红色链霉菌;培养基主要成分 A:液化淀粉 4%,葡 萄糖 4%,黄豆饼粉 4%,正丙醇 1%,无机盐适量 B:黄豆饼粉 4.0%、葡萄糖 4. 0%、淀粉 4.0%、糊精பைடு நூலகம்2.0% 、CaCO3 0.6% 、(NH4)2SO4 0.15%、KH2PO4 0. 02%、NaC1 0.2% 、MgSO 0.02%,28℃,周期 160 小时。 推荐产品:DF204K。配合豆油使用。
发酵课后题
第一章1按照现代观点,发酵的定义是什么通过微生物的生长代谢活动,产生和积累人们所需代谢产物的一切微生物培养过程通称为发酵。
2历史上哪位科学家阐明了发酵的化学本质,按照他的观点,发酵的化学本质是什么1897年巴克纳(Buchner)阐明了微生物发酵的化学反映本质,证明了乙醇发酵是酵母细胞中的酶催化了一系列化学反应的结果。
3按发酵类型可将微生物发酵产品分为哪几类以微生物菌体为产品的微生物发酵;以酶制剂和酶调节剂为产品的微生物发酵;以微生物的代谢产物为产品的微生物发酵;此外,还包括微生物转化发酵、工程菌、工程细胞的产物的发酵等。
4采用液体深层培养法生产微生物发酵产品时,主要包括哪些工艺过程菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取精制→成品检验→成品包装第三章速效碳源与迟效碳源:葡萄糖、蔗糖等被微生物利用的速度较快的碳源为速效碳源;而乳糖、淀粉等被利用的速度相对较为缓慢的为迟效碳源。
速效氮源与迟效氮源:无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮可直接被菌体吸收利用,被称为速效氮源;花生饼粉、酵母膏等有机氮源中所含的氮存在于蛋白质中,必须在微生物分泌的蛋白酶作用下,水解成氨基酸和多肽以后,才能被菌体直接利用,被称为迟效氮源。
生理酸性物质与生理碱性物质:经过微生物代谢作用后,能形成酸性物质的营养成分称为生理酸性物质;同理。
诱导物(inducer):一般是指一些特殊的小分子物质,在微生物发酵过程中添加这些小分子物质后,能够诱导代谢产物的生物合成,从而显著提高发酵产物的产量。
前体(precursor):在微生物代谢产物的生物合成过程中,有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构本身的一部分,而化合物本身的结构没有多大变化。
促进剂(accelerant)在发酵培养基中加入某些微量的化学物质,可促进目的代谢产物的合成。
抑制剂(inhibitor)在发酵过程中加入某些化学物质会抑制某些代谢途径的进行,同时会使另一代谢途径活跃,从而获得人们所需的某种代谢产物,或使正常代谢的中间产物积累起来。
发酵工业产品培养基配方大全
发酵工业产品培养基配方大全1.酵母培养基配方:-加糖培养基配方:-酵母提取物10g-葡萄糖20g-氯化镁1g-磷酸二氢钾2g- H2O 1000ml-加酵母提取物培养基配方:-酵母提取物20g-葡萄糖10g-氯化镁1g-磷酸二氢钾2g- H2O 1000ml2.细菌培养基配方:-肉膏蛋白胨加入培养基配方:-肉挫3g-蛋白胨5g-NaCl5g- 纯净水 1000ml-牛肉精加入培养基配方:-牛肉精3g-NaCl10g- Agar 15g- 纯净水 1000ml3.真菌培养基配方:-绵白糖加入培养基配方:-麦芽提取物10g-蔗糖30g-K2HPO41g-MgSO40.5g- 纯净水 1000ml-麦芽提取物加入培养基配方:-麦芽提取物20g-FeSO40.1g-K2HPO42g-MgSO41g- 纯净水 1000ml4.菌丝体培养基配方:-淀粉加入培养基配方:-玉米粉20g-淀粉10g-NaCl5g-MgSO40.5g- 纯净水 1000ml-牛肉精加入培养基配方:-牛肉精3g-酵母提取物2g-NaCl5g-MgSO40.5g- 纯净水 1000ml5.发酵液培养基配方:-玉米加入培养基配方:-玉米粉100g-蛋白胨10g-NaCl5g-淀粉10g- 纯净水 1000ml-葡萄糖加入培养基配方:-玉米粉10g-蛋白胨5g-葡萄糖20g-淀粉10g- 纯净水 1000ml上述配方仅为其中几种常用的发酵工业产品培养基配方,不同的微生物和发酵过程需要有针对性地选择合适的配方。
在实际应用中,还需要根据具体情况进行调整和优化。
同时,培养基的制备过程中,要注意使用无菌操作,以确保微生物培养的纯净性和成功率。
什么是种子培养基和发酵培养基
按用途培养基按其用途可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基三种。
a 孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基,对这种培养基的要求是能使菌体迅速生长,产生较多优质的孢子,并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。
所以对孢子培养基的基本配制要求是:第一,营养不要太丰富(特别是有机氮源),否则不易产孢子。
如灰色链霉在葡萄糖-硝酸盐-其它盐类的培养基上都能很好地生长和产孢子,但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后,就只长菌丝而不长孢子。
第二,所用无机盐的浓度要适量,不然也会影响孢子量和孢子颜色。
第三,要注意孢子培养基的pH和湿度。
生产上常用的孢子培养基有:麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制成的琼脂斜面培养基。
大米和小米常用作霉菌孢子培养基,因为它们含氮量少,疏松、表面积大,所以是较好孢子培养基。
大米培养基的水分需控制在21%-50%,而曲房空气湿度需控制在90%-100%。
b 种子培养基种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌体长得粗壮,成为活力强的“种子”。
所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全,氮源和维生素的含量也要高些,但总浓度以略稀薄为好,这样可达到较高的溶解氧,供大量菌体生长繁殖。
种子培养基的成分要考虑在微生物代谢过程中能维持稳定的pH,其组成还要根据不同菌种的生理特征而定。
一般种子培养基都用营养丰富而完全的天然有机氮源,因为有些氨基酸能刺激孢子发芽。
但无机氮源容易利用,有利于菌体迅速生长,所以在种子培养基中常包括有机及无机氮源。
最后一级的种子培养基的成分最好能较接近发酵培养基,这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应,快速生长。
c 发酵培养基发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
它既要使种子接种后能迅速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。
因此,发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外,还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。
种子培养基发酵培养基补料培养基的组成特点及其如何衔接
A 卷参考答案一、填空(20分,每空1分)1.营养缺陷型2.胸腺嘧啶二聚体3.鸟枪法 cDNA 法 人工合成4.氨基酸 核苷酸5.操纵基因 启动基因 结构基因6.亚硫酸氢钠 甘油7.四环类 大环内酯类 安莎霉素类8.甲硫氨酸9. 限制型基质 10.牛顿型 非牛顿型二、选择题(以下四个选项中只有一个正确,请将正确答案填入括号中,共20分,每题2分)1.A2.C3.C4.C5.B6.A7.D8.C9.B 10.D三、名词解释(共16分,每题4分)1. 营养缺陷型是指丧失了合成某种营养物质的能力,在培养基中若不外加这种营养成分就不能正常生长的变异菌株。
营养缺陷型菌株不仅用于生产,在分子育种工作中常用作选择性标记。
SKs S μm +=μ2. 酵母Ⅱ型发酵是指酵母在有亚硫酸氢钠存在的情况下,亚硫酸氢钠和乙醛结合成复合物,致使乙醛不能作为受氢体,而迫使磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体,生成α-磷酸甘油。
α-磷酸甘油在α-磷酸甘油磷酸酯酶的催化下水解,除去磷酸,生成甘油。
3. 前体是指加入到发酵培养基中的某些化合物能被微生物直接结合到产物分子中去,而自身的结构无多大变化,且具有促进产物合成的作用。
4. 比生长速率在微生物分批培养的对数生长阶段,菌体的生长不受限制,菌体浓度随培养时间呈指数增长,菌体浓度的变化率与菌体浓度成正比,即dX/dt=μX。
μ称为比生长速率,反映的是单位体积的菌量(干重)在单位培养时间内所收获的菌量(干重)。
四、简答题(共24分,每题6分)1. 分析工程菌质粒不稳定产生的原因?答:工程菌质粒不稳定可分为分裂不稳定和结构不稳定两种情况。
质粒分裂不稳定是指工程菌分裂时,出现一定比例不含质粒的子代菌。
质粒结构不稳定是指外源基因从质粒上丢失、碱基重排或缺失,引起工程菌性能的改变。
质粒不稳定常见的是分裂不稳定,主要与两个因素有关:一是含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率,主要发生在含低拷贝数的工程菌中;二是含质粒菌和不含质粒菌的比生长速率差异的大小。
酵母养殖方法和注意事项
酵母养殖方法和注意事项摘要:酵母是一种常用于食品和饮料生产、发酵加工的微生物。
本文将介绍酵母的养殖方法和注意事项,包括种子培养、培养基配制、培养条件、存储和消毒等方面。
通过正确掌握这些方法和注意事项,可以有效提高酵母的养殖效果,并确保产品的质量和安全。
正文:酵母作为一种重要的微生物,被广泛应用于食品和饮料工业。
酵母的养殖方法和注意事项影响着酵母的生长繁殖,直接关系到酵母产量和质量。
下面将从种子培养、培养基配制、培养条件、存储和消毒等方面介绍酵母的养殖方法和注意事项。
首先,种子培养是酵母养殖的第一步。
选择合适的酵母菌株进行种子培养,进行最佳化的菌株选育。
菌种的接种量应适当,过多可能导致菌液间拉伸竞争,而影响到优势菌的繁殖;过少则可能造成所培养菌种的部分消亡。
控制好菌种的温度和培养时间,使得菌落生长活跃,适应后续培养的环境。
其次,培养基的配制也是酵母养殖的重要步骤。
培养基的营养成分应丰富、均衡,包括碳源、氮源、矿物盐等,并根据不同酵母株系的特点进行个性化配制。
在配制过程中要保持高温消毒并正确掌握培养基的PH值和温度。
同时,要对培养基进行适度的搅拌或摇匀操作,以确保培养基中各成分能充分混合,利于酵母菌的生长。
培养条件也是决定酵母养殖效果的重要因素。
酵母对温度、PH值、氧气含量和搅拌速度有一定要求。
一般来说,酵母的最适温度约为30-35摄氏度,PH值在4.5-5.5之间,氧气含量适宜维持在0.3-0.5VVM(体积意味着每分钟内氧气的瓶子数常数)左右。
搅拌速度要根据酵母株系和培养容器的大小适度调整,以保证酵母菌体均匀分布并充分受氧。
在酵母培养后,酵母的存储和消毒也是关键环节。
酵母可以通过冷冻保存、冷藏保存和干燥保存等方式进行长期保藏。
冷冻保存需要使用专门的冷冻剂,要控制好冷冻解冻的过程,避免对酵母产生不良影响。
冷藏保存要控制好温度,以防止酵母失活。
干燥保存时应将酵母转移到干燥剂中,并注意防潮措施。
此外,在整个存储过程中还要注意酵母菌株的编号和记录,用于后续的鉴定和利用。
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多杀菌素高产菌株发酵方面 研究现状
汇报人:王美玲 指导导师:卢文玉
多杀菌素的理化性质 刺糖多孢菌的诱变
发酵工艺优化 分批发酵动力学研究
多杀菌素类化合物是由刺糖多孢菌经有氧发酵 后的次级代谢产物。本质上属大环内酯类化合 物,且没有抑菌活性。纯多杀菌素包含6种成 分,其中组分A和D的活性最高。
初筛(菌块—TLC法)
步骤:涂布 培养 浸提 点样 层析 显色 比较
(1、原理:斑点的有无和深浅 (2、验证颜色的深浅与浓度相关(即可行性) (3、展开剂的选择(甲醇/丙酮) (4、检测最低浓度、检测范围的确定 (5、琼脂块的大小的确定 设想:如果培养基中含有在含脂肪,以中性红为检测剂, 测定脂肪酶的活性(产量和颜色成正比)
5、接种方式的影响:种子(挖块、菌丝、孢 子)、发酵(一级和二级种子)(阿维霉素) 6、短链脂肪酸(乙酸、丙酸等)作为缓效碳 源加入时间的确定及影响 7、DO、OUR、CER、RQ的相关分析 8、硝酸铵(促进生长,降低产量)、磷酸二氢钾(调节PH, ATP、磷酸酶)、正丙醇的影响 9、混合脂肪酸代替豆油 (螺旋霉素) 10、流加补料的时间、速率, 分批补料
刺糖多孢菌的培养温度约为24-32℃,而产 素的最适温度为28-30℃。大规模发酵时应通 过通气量和搅拌速度来维持罐内溶解氧在60% 以上,最好为65%以上。罐内压力为 0.034Mpa
复壮
单孢子悬 液
诱变/抗 性物质
单菌落 筛选
培养基优化 测定稳定 性、菌态、 性状
初筛
高产 菌株
发酵条件优化
复筛
诱变变剂,单独使用很少能收 到预期的效果。所以生产中多采用几种诱变剂复合处 理、交叉使用的方法 UV 和氯化锂(LiCl)复合诱变,硫酸二乙酯( D E S ) 诱 变,亚硝基胍(N T G) 诱变,D E S和LiCl 复合诱 变,60Co g 及137Cs g 诱变 、微波诱变、MNNG LiCl 本身无诱变作用
分批发酵动力学
测定生物量、培养液PH、葡萄糖消长、效价 的变化趋势利用MATLAB软件对实验数据进行 非线性拟合出细胞动力学模型、基质消耗动力 学模型、产物生成动力学模型.
培养基的优化(发酵和种子培养基)
(1)单一C(N)源、复合C(N)源、有(无)机 氮源、微量元素、均与设计实验、正交试验 (2)响应曲面法 单因素试验 P-B试验 SAS软件分析 显著因素 中 心组合设计 响应面回归分析 三维图 最优方案 (3)研究C/N比对菌丝形态和产量的影响(红霉素) (4)搜集剂(磷钙、沸石)对产量和PH影响 (铵离子)
原生质体制备条件和再生研究
(1)菌丝生长曲线(对数中期) (2)Gly对再生的影响(干扰细胞壁的形成) (3)溶菌酶、蜗牛酶、纤维素酶浓度、作用时间、 温度的影响(渗透压、稳定剂,Nacl、蔗糖) (4)原生质体的灭活(热、紫外) (5)融合: (种间和种内,与红色糖多孢菌?)(不同分子量和 浓度PEG、电融合) (6)再生培养基的选择(琼脂浓度)
植物油在大环内酯类抗生素中应用 (1)疏水性作为缓效碳源避免葡萄糖效应 (2)为短链脂肪酸的来源,为聚酮类提供前体 (3)分解为脂肪酸和甘油分别经β-氧化,EMP途径 合成乙酰辅酶A (4)消泡剂 (5)避免使用黄豆饼粉,粘度大,产泡多 (6)过量产生脂肪酸使PH下降 (7)磷酸镁的影响? (8)稳定剂对油的利用 (9)甲基丙二酰CoA羧基转移酶、柠檬酸脱氢酶、 脂肪酶活性大小 (10)脂肪酸种类、饱和程度、添加量和时间的影响
提取条件的优化:
单一溶媒(甲醇、丙酮、乙腈等) 混合溶媒提取(乙酸乙酯的作用) 提取时间 提取方法(超声波、静置) 萃取次数 被提物的选择取(发酵液、菌体)
高产菌株生理特性的描述
菌落形态、菌丝形态、遗传稳定性、 生化特性: 生物量的测定:干重法,测核酸 还原糖的测定:DNS法 可溶性氨基氮的测定:甲醛法/纳氏试剂分光光度法 磷酸盐的测定:氯化亚锡分光光度法 酸价的测定:游离脂肪酸的含量 效价、PH及其他系数的测定 成分A、D比重
1、诱变突变株:
菌丝诱变、萌发孢子诱变: 单一诱变和复合诱变
2、抗性突变株:
多杀菌素抗性突变株:(双层培养法筛选) 鼠李糖(初级代谢终产物、前体)
3、耐代谢产物结构类似物突变株:
庆大霉素、红霉素、安普霉素
4、诱变和抗性结合(多重迭代) 5、耐C源分解代谢物阻遏突变
2-脱氧-D-葡萄糖
6、原生质体融合技术
复筛(HPLC法)
发酵液的预处理:(油的多少) 发酵液 离心 弃上清 浸提 离心 微孔滤膜过滤 HPLC 根据分离度、拖尾因子确定:流动相、流速、进液量, 检测波长。
前体的推测研究
根据大环内酯类青霉素为例:(聚酮反应) 分支氨基酸和植物油分解产生短链脂肪酸 (1)Asp、Gly、Met、Leu、Val是丙酰CoA的来源。 异丁酸、丙酸、乙醇、甲醇、异丙醇、正丙醇、乙酸 铵、丙酸钠、丁酸钠、柠檬酸钠形成乙酰CoA、甲基 丙二酰CoA、丙酰CoA等前体 (2)最佳前体不同浓度和补加时间、补加方式的影 响
发酵条件优化
1、种子液的影响
接种量、种龄 2、摇瓶发酵条件的优化
发酵周期的确定 消前pH、摇瓶转速以及摇瓶装量进行正交设计实验 变温(4/5d)对产素的影响 (不)加玻璃珠对生物量和产量的影响 3、初始浓度葡萄糖、磷酸盐对菌体和产量的影响,磷酸盐对葡萄 糖的利用的影响 葡萄糖效应:补糖时间的确定(流加) 4、补加前体物质的影响:加入时间和量