培养基及其制备
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原则：以废代好（废糖蜜、农业废料等）
以可再生代替不可再生（野生植物淀 粉、纤维水解物）
节约原料：使发酵稳定、高产
培养基及其制备
第二节 淀粉水解糖的制备
多数微生物不能直接利用淀粉 淀粉水解糖已应用于谷氨酸发酵等
工业 淀粉水解后的糖液主要是葡萄糖，
少量二糖、低聚糖等 提高出糖率、糖的质量
培养基及其制备
1、淀粉的水解反应及其影响因素
淀粉：直链（a-1，4键缩合）、支链（a-1，6 键缩合），聚合度高
α-淀粉酶 ：又称为淀粉液化酶，只作用于淀粉 α-1，4葡萄糖苷健，其作用特点是可以快速将 长链的淀粉水解成短链糊精；
淀粉α-1，4；1，6葡萄糖苷酶，又称为糖化酶， 可以水解淀粉分子的α-1，4；或α-1，6葡萄糖 苷健，其作用特点是，淀粉的分子链越短水解速 度越快，水解产物为葡萄糖。
（2）用1mol氢氧化钠矫正pH7.2～7.6，煮沸3～５分 钟。用滤纸滤过，补足失掉的水分。
（3）分装于烧瓶或试管中，瓶口或管口塞好棉塞包装 后，高压蒸气灭菌，121℃灭菌20分钟。
（4）灭菌后放于阴凉处，或放冷后存于冰箱中备用。
培养基及其制备
土豆葡萄糖琼脂培养基
土豆 500g 葡萄糖 20.0g 琼脂 20.0g
影响复合反应的因素：
1）淀粉浓度的影响：淀粉乳浓度高，水解所得葡萄糖浓 度也高，复合反应也强。 2）酸的影响：酸浓度高培，养基复及其合制备反应强；盐酸>硫酸>草酸
培养基及其制备
二、培养基的类型 1.依营养物质的来源分类
①天然培养基；（麦芽汁、玉米粉、麸皮、锯末等） ②合成培养基； （高氏培养基、察氏培养基等 ） ③半合成培养基； （牛肉膏蛋白胨、土豆葡萄糖培养基）
2.依培养基制成的形式分：
①液体培养基； ②固体培养基；
3.依培养基主要成分和使用目的来分
①基础培养基 ②完全培养基
培养基及其制备
③鉴别培养基（pH指示剂：不同微生物颜色） ④选择培养基（如加抗生素）
4.根据生产工艺来分
①孢子培养基 ②种子培养基 ③发酵培养基
附：培养基配方举例
培养基及其制备
肉汤培养基
1、成份：牛肉膏 5克
蛋白胨 10克
氯化钠 5克
2、制法：
（1）于1000毫升水中，加入上述成分，混合加热溶解。
培养基及其制备
不同糖化工艺所得糖化液 质量比较
醛
培养基及其制备
二、淀粉酸水解理论基础
淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生：水解 反应、复合反应、分解反应；其中水解反应是主要的。
在淀粉糖化过程中，这三种化学反应的关系如下：
淀粉 水解 盐酸
葡萄糖 分解
复合二糖
5‘-羟甲基糠醛
复合低聚糖 培养基及有其制机备 酸、有色物质等
一、淀粉水解糖的制备方法 1.酸解法：以酸为催化剂，高温高压转化
优点：简单、设备少、时间短 缺点：设备易腐蚀、要耐高温高压，有 副反应；淀粉粒小、浓度不能太高。 水解条件：第19页 2.酶解法：淀粉酶，包括液化（α-淀粉酶） 和糖化（糖化酶）两步 水解条件：第20页
培养基及其制备
双酶水解法制葡萄糖的优点 ：
称取500克土豆，去皮切成丁，立即加入 1000ml水，充分煮沸，用棉布过滤。滤 液用水定容至1000ml，再加入其它成分。 高压灭菌：115℃，20分钟。
培养基及其制备
三、发酵培养基的选择
发酵培养基的用途与要求、成分、 配比经实验确定，配制时兼顾原料来源、 成本及工艺管理；
工业上确定发酵培养基的方法：
双酶水解法制葡萄糖的缺点：
时间长（2－3天）、设备多、条件（适合酶水解）较多、
过滤困难
培养基及其制备
3.酸酶结合法
①酸酶法：先将淀粉酸水解为糊精或低聚 糖，再用糖化酶水解为葡萄糖。
应用：玉米、小麦等谷类淀粉，坚实。 ②酶酸法：先用ɑ-淀粉酶液化，再用酸水 解为葡萄糖。
应用：碎米淀粉等，酸水解不均匀。
（1）淀粉水解是在酶的作用下进行的，酶解的反应条件 比较温和。
（2）酶作用的专一性强，淀粉的水解副反应少，因而水 解糖液纯度高，淀粉的转化率高。
（3）可在较高淀粉浓度下水解（40%比酸水解高一倍）。
（4）由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶，糖液的营养 物质较丰富，发酵培养基的组成可简化。
（5）用酶法制得的糖液颜色浅、较纯净、无苦味、质量 高，有利于糖液的精制。
第二章 培养基及其制备
重点：培养基的原料；培养基的营养成分；发 酵培养基的选择；淀粉水解糖的制备；
难点：淀粉水解理论基础；生物合成的前体 物质
培养基及其制备
第一节 培养基的原材料
一、培养基的营养成分及用途
微生物的养料来源
Ⅰ.能源
光
光能自养
氢、硫、氨
亚硝酸盐、亚铁盐 化能自养
碳水化合物等有机物
石油天然气和石油化工产品
酸的种类：盐酸>硫酸>磷酸
酸水解主要因素 酸浓度：高利于水解，但应适当
水培解养基温及其度制备：温度加速水解
2、葡萄糖的复合反应及其影响因素
复合反应：葡萄糖分子间经1-6糖苷键结合成龙胆 二糖（有苦味）、异麦芽糖和其他低聚糖（合称复合低 聚糖）。
在淀粉的酸水解过程中，水解生成的葡萄糖受酸和 热的影响，葡萄糖分子之间通过糖苷键相聚合，生成二 糖、三糖及其他低聚糖。
功能：构成菌体、含氮代谢物；
培养基及其制备
磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐 Ⅳ.无机盐
铁、锰、钴等微量元素
功能：构成菌体，参与酶的组成，维持酶活性，调节渗 透压，调节pH值，维持氧化还原电位；
Ⅴ.特殊生长因子：硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌 醇等 功能：酶的辅助部分，维持生命活动；
Ⅵ.水分 功能：生化反应均在水溶液中进行
1、了解菌种的营养要求； 2、了解菌种的培养条件； 3、先进行小试验，摸索菌种对碳源和氮源的 利用情况。
培养基及其制备
四、原料转换及意义
发酵培养基中所用原材料，大部分属于粮食、 油脂、蛋白质和农用肥料，其中山芋粉、玉米粉、 淀粉、糊精、麦芽糖等都是可供人畜食用的粮食、 油料或以粮食为原料的产品；我国人口众多，发 酵产品的品种和产量与日俱增，每年都要消耗大 量粮食、油料和蛋白质原料。
自养菌 异养菌
功能：生长、繁殖需要；
培养基及其制备
碳酸气
Ⅱ.碳源
淀粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等 石油、正构石蜡、天然气
醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
功பைடு நூலகம்：提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础；
豆饼或蚕蛹水解液、味精废液 Ⅲ.氮源 玉米浆、酒糟水等有机氮
尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐等无机氮、气态氮
以可再生代替不可再生（野生植物淀 粉、纤维水解物）
节约原料：使发酵稳定、高产
培养基及其制备
第二节 淀粉水解糖的制备
多数微生物不能直接利用淀粉 淀粉水解糖已应用于谷氨酸发酵等
工业 淀粉水解后的糖液主要是葡萄糖，
少量二糖、低聚糖等 提高出糖率、糖的质量
培养基及其制备
1、淀粉的水解反应及其影响因素
淀粉：直链（a-1，4键缩合）、支链（a-1，6 键缩合），聚合度高
α-淀粉酶 ：又称为淀粉液化酶，只作用于淀粉 α-1，4葡萄糖苷健，其作用特点是可以快速将 长链的淀粉水解成短链糊精；
淀粉α-1，4；1，6葡萄糖苷酶，又称为糖化酶， 可以水解淀粉分子的α-1，4；或α-1，6葡萄糖 苷健，其作用特点是，淀粉的分子链越短水解速 度越快，水解产物为葡萄糖。
（2）用1mol氢氧化钠矫正pH7.2～7.6，煮沸3～５分 钟。用滤纸滤过，补足失掉的水分。
（3）分装于烧瓶或试管中，瓶口或管口塞好棉塞包装 后，高压蒸气灭菌，121℃灭菌20分钟。
（4）灭菌后放于阴凉处，或放冷后存于冰箱中备用。
培养基及其制备
土豆葡萄糖琼脂培养基
土豆 500g 葡萄糖 20.0g 琼脂 20.0g
影响复合反应的因素：
1）淀粉浓度的影响：淀粉乳浓度高，水解所得葡萄糖浓 度也高，复合反应也强。 2）酸的影响：酸浓度高培，养基复及其合制备反应强；盐酸>硫酸>草酸
培养基及其制备
二、培养基的类型 1.依营养物质的来源分类
①天然培养基；（麦芽汁、玉米粉、麸皮、锯末等） ②合成培养基； （高氏培养基、察氏培养基等 ） ③半合成培养基； （牛肉膏蛋白胨、土豆葡萄糖培养基）
2.依培养基制成的形式分：
①液体培养基； ②固体培养基；
3.依培养基主要成分和使用目的来分
①基础培养基 ②完全培养基
培养基及其制备
③鉴别培养基（pH指示剂：不同微生物颜色） ④选择培养基（如加抗生素）
4.根据生产工艺来分
①孢子培养基 ②种子培养基 ③发酵培养基
附：培养基配方举例
培养基及其制备
肉汤培养基
1、成份：牛肉膏 5克
蛋白胨 10克
氯化钠 5克
2、制法：
（1）于1000毫升水中，加入上述成分，混合加热溶解。
培养基及其制备
不同糖化工艺所得糖化液 质量比较
醛
培养基及其制备
二、淀粉酸水解理论基础
淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生：水解 反应、复合反应、分解反应；其中水解反应是主要的。
在淀粉糖化过程中，这三种化学反应的关系如下：
淀粉 水解 盐酸
葡萄糖 分解
复合二糖
5‘-羟甲基糠醛
复合低聚糖 培养基及有其制机备 酸、有色物质等
一、淀粉水解糖的制备方法 1.酸解法：以酸为催化剂，高温高压转化
优点：简单、设备少、时间短 缺点：设备易腐蚀、要耐高温高压，有 副反应；淀粉粒小、浓度不能太高。 水解条件：第19页 2.酶解法：淀粉酶，包括液化（α-淀粉酶） 和糖化（糖化酶）两步 水解条件：第20页
培养基及其制备
双酶水解法制葡萄糖的优点 ：
称取500克土豆，去皮切成丁，立即加入 1000ml水，充分煮沸，用棉布过滤。滤 液用水定容至1000ml，再加入其它成分。 高压灭菌：115℃，20分钟。
培养基及其制备
三、发酵培养基的选择
发酵培养基的用途与要求、成分、 配比经实验确定，配制时兼顾原料来源、 成本及工艺管理；
工业上确定发酵培养基的方法：
双酶水解法制葡萄糖的缺点：
时间长（2－3天）、设备多、条件（适合酶水解）较多、
过滤困难
培养基及其制备
3.酸酶结合法
①酸酶法：先将淀粉酸水解为糊精或低聚 糖，再用糖化酶水解为葡萄糖。
应用：玉米、小麦等谷类淀粉，坚实。 ②酶酸法：先用ɑ-淀粉酶液化，再用酸水 解为葡萄糖。
应用：碎米淀粉等，酸水解不均匀。
（1）淀粉水解是在酶的作用下进行的，酶解的反应条件 比较温和。
（2）酶作用的专一性强，淀粉的水解副反应少，因而水 解糖液纯度高，淀粉的转化率高。
（3）可在较高淀粉浓度下水解（40%比酸水解高一倍）。
（4）由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶，糖液的营养 物质较丰富，发酵培养基的组成可简化。
（5）用酶法制得的糖液颜色浅、较纯净、无苦味、质量 高，有利于糖液的精制。
第二章 培养基及其制备
重点：培养基的原料；培养基的营养成分；发 酵培养基的选择；淀粉水解糖的制备；
难点：淀粉水解理论基础；生物合成的前体 物质
培养基及其制备
第一节 培养基的原材料
一、培养基的营养成分及用途
微生物的养料来源
Ⅰ.能源
光
光能自养
氢、硫、氨
亚硝酸盐、亚铁盐 化能自养
碳水化合物等有机物
石油天然气和石油化工产品
酸的种类：盐酸>硫酸>磷酸
酸水解主要因素 酸浓度：高利于水解，但应适当
水培解养基温及其度制备：温度加速水解
2、葡萄糖的复合反应及其影响因素
复合反应：葡萄糖分子间经1-6糖苷键结合成龙胆 二糖（有苦味）、异麦芽糖和其他低聚糖（合称复合低 聚糖）。
在淀粉的酸水解过程中，水解生成的葡萄糖受酸和 热的影响，葡萄糖分子之间通过糖苷键相聚合，生成二 糖、三糖及其他低聚糖。
功能：构成菌体、含氮代谢物；
培养基及其制备
磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐 Ⅳ.无机盐
铁、锰、钴等微量元素
功能：构成菌体，参与酶的组成，维持酶活性，调节渗 透压，调节pH值，维持氧化还原电位；
Ⅴ.特殊生长因子：硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌 醇等 功能：酶的辅助部分，维持生命活动；
Ⅵ.水分 功能：生化反应均在水溶液中进行
1、了解菌种的营养要求； 2、了解菌种的培养条件； 3、先进行小试验，摸索菌种对碳源和氮源的 利用情况。
培养基及其制备
四、原料转换及意义
发酵培养基中所用原材料，大部分属于粮食、 油脂、蛋白质和农用肥料，其中山芋粉、玉米粉、 淀粉、糊精、麦芽糖等都是可供人畜食用的粮食、 油料或以粮食为原料的产品；我国人口众多，发 酵产品的品种和产量与日俱增，每年都要消耗大 量粮食、油料和蛋白质原料。
自养菌 异养菌
功能：生长、繁殖需要；
培养基及其制备
碳酸气
Ⅱ.碳源
淀粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等 石油、正构石蜡、天然气
醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
功பைடு நூலகம்：提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础；
豆饼或蚕蛹水解液、味精废液 Ⅲ.氮源 玉米浆、酒糟水等有机氮
尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐等无机氮、气态氮