发酵工程韦革宏杨祥
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1. 注意不要过量添加
三、无机盐及微量元素
? 特点：营养丰富，常为迟效氮源
二、氮源营养
2. 有机氮源
1. 玉米浆 – 概念：玉米浆是以玉米制淀粉或制糖中的玉米浸
泡水制得的。目前主要应用于抗生素工业。 – 玉米浆由于浸泡使得营养十分丰富 – 使用注意：酸性(pH值约为4)，质量波动
二、氮源营养
2. 尿素 – 亦称脲，CO(NH 2)2，相当于碳酸的二酰氨，外观
? 典型糖蜜的成分和性状，见下页表4-3.
表4-3 典型糖蜜的成分和性状
比较 项目
特点
含糖 量
45% ～ 50%
含水 量
18% ～ 36%
蛋白 含量
0.1% ～8%
灰分 (无机 盐)
4%～ 12.5 %
PH值
5～ 7.5
色泽
黄色 至褐 色
气味
糖味、 焦糖 味
一、碳源营养
? 由于我国制糖工业在南方和北方所用原料不同， 所以糖蜜也主要有甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两种。
? 糖蜜的品质因不同产地、不同产区土质、不同气 候、不同原料品种、不同收获季节、不同制糖方 法与工艺条件而有很大差异。
? 糖蜜主要应用在氨基酸、抗生素、酒精等发酵工 业上。
一、碳源营养
4. 脂类
? 含义：主要指各种长链脂肪酸 ? 常用物质：各种动物油和植物油，如各种菜油、
豆油、棉子油、葵花子油、猪油、鱼油等 ? 常用菌种：如解脂假丝酵母等 ? 使用注意事项：乳化问题、供氧问题
3. 钙元素
? 细胞内存在：二价离子(Ca 2+)形式 ? 作用：
1. 很多酶的辅因子或激活剂 2. 渗透压调节剂
? 供体：CaCl 2 ? 注意事项：
1. 不要与磷酸盐同时添加 2. 可以用CaCO 3作为备用碱
三、无机盐及微量元素
4. 镁元素
? 细胞内存在：二价离子(Mg2+)形式 ? 作用：
1. 调节渗透压 2. 某些特殊微生物所需
? 供体：NaH 2PO 4，Na2SO4，NaCl ? 注意事项：
1. 培养原生质体时注意盐浓度
三、无机盐及微量元素
7. 铁元素
? 细胞内存在：二价离子(Fe2+)形式存在，常与蛋白 质结合
? 作用：
1. 呼吸链重要组分
? 供体：FeSO 4·7H2O ? 注意事项：
一、碳源营养
5. 烃类
? 常用物质：常以石油各个组分为原料 ? 常用菌种：即“石油微生物”，如热带假丝酵母、
解脂假丝酵母、嗜油毕赤氏酵母、脱蜡球拟酵母 以及某些假单胞菌等 ? 发酵行业：石油脱蜡、SCP生产
二、氮源营养
? 凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮 素来源的营养物质称为氮源。微生物整体利用 的氮源范围则称氮源谱。
? 注意事项：
1. “磷酸盐调节”现象 2. 有机碳(氮)源的使用
三、无机盐及微量元素
2. 硫元素
? 细胞内存在：多以巯基或杂环硫形式存在 ? 作用：
1. 蛋白质构象形成必需 2. 构成含硫维生素
? 供体：硫酸盐 ? 注意事项：
1. 有机碳(氮)源的使用 2. 产物含硫的发酵
三、无机盐及微量元素
? 使用：大量元素：盐；微量元素：有机碳 (氮) 源、高倍贮液
三、无机盐及微量元素
1. 磷元素
? 细胞内存在：磷酸基团，以酯键与各种细胞组分 相连接
? 作用：
1. 细胞膜组分 2. 活化糖类分子 3. 共价修饰 4. 桥接核苷酸 5. 组成ATP
三、无机盐及微量元素
? 常用供体：K3PO4·3H2O、K3PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等
? 象碳源谱一样，微生物的氮源谱也比较广大， 但个体间差异较碳源谱小， NCHO型最易利用。
? 除极少数具有固氮能力的微生物以外，微生物 的氮源都来自自然界中的无机氮或有机氮物质， 因此我们可以将氮源分为 无机氮源 和有机氮源 两种。
二、氮源营养
1. 无机氮源
? 常用物质：氨水、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐等 ? 特点：利用速度快，很多是速效氮源
1. 营养成分的波动 2. 一般仅用于实验室 3. 防止吸潮
Байду номын сангаас
三、无机盐及微量元素
? 概念：指除碳、氮元素外其他各种重要元素及 其供体。
? 划分：大量元素 (10-3～10-4mol/L )
主要是P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等
微量元素(10-6～10-8mol/L )
主要是Cu、Zn、Mn、Mo和Co等
某些利用后会改变培养基pH值，称这些氮 源为生理酸、碱性物质 ? 氨水简介 ? 缺点：有些微生物不能利用
二、氮源营养
2. 有机氮源
? 常用物质：主要是各种成分复杂的工农业下脚料， 如各种豆粉、玉米粉、棉子饼粉、花生饼粉、各 种蛋白粉、鱼粉、蚕蛹粉、某些发酵的废菌丝体 粉、酿酒工业的酒糟以及实验室常用的牛肉膏、 蛋白胨等等
产物有干扰 ? 解决方法：流加或连续发酵
2. 其他糖类
? 果糖＞双糖＞多糖＞有机酸、醇、酯、烃 ? 常用价格便宜的，如淀粉，但需预处理
一、碳源营养
3. 糖蜜
? 糖蜜(molasses) 是制糖工业的下脚料。将提纯的 甘蔗汁或甜菜汁熬成带有结晶的糖膏，用离心机 分出结晶糖，重复多次，至不能结晶，此母液即 糖蜜。
1. 很多酶的辅因子或激活剂 2. 叶绿素组分
? 供体：MgSO 4 ? 注意事项：
1. 注意发酵培养基的pH值
三、无机盐及微量元素
5. 钾元素
? 细胞内存在：一价离子(K+)形式 ? 作用：
1. 很多酶的辅因子或激活剂
? 供体：KH 2PO 4和K2HPO 4
三、无机盐及微量元素
6. 钠元素
? 细胞内存在：一价离子(Na+)形式 ? 作用：
第一节 发酵营养基质的组成
一、碳源营养
? 微生物从总体上说几乎可以分解利用地球上的 一切有机物，但其 碳源谱个体差异较大。总的 来说，发酵上常用的碳源集中在糖类、脂类和 烃类三种，糖类最常用。
一、碳源营养
1. 葡萄糖
? 优势：广谱碳源，几乎所有的微生物都能利用 ? 劣势：初糖效应、影响DO，且其代谢对很多发酵
为白色晶体或粉末，是动物蛋白质代谢后的产物。 – 应用范围：广泛，尤其在抗生素和氨基酸发酵中 – 使用注意
1. 中性氮源 2. 含氮量高（46%） 3. 微生物必须能分泌脲酶 4. 营养简单
二、氮源营养
3. 蛋白胨 – 概念：外观呈淡黄色的粉剂，是具有某种类似肉
香的特殊气味，平均分子量在 2000左右的氮素混 合物。 – 使用注意
三、无机盐及微量元素
? 特点：营养丰富，常为迟效氮源
二、氮源营养
2. 有机氮源
1. 玉米浆 – 概念：玉米浆是以玉米制淀粉或制糖中的玉米浸
泡水制得的。目前主要应用于抗生素工业。 – 玉米浆由于浸泡使得营养十分丰富 – 使用注意：酸性(pH值约为4)，质量波动
二、氮源营养
2. 尿素 – 亦称脲，CO(NH 2)2，相当于碳酸的二酰氨，外观
? 典型糖蜜的成分和性状，见下页表4-3.
表4-3 典型糖蜜的成分和性状
比较 项目
特点
含糖 量
45% ～ 50%
含水 量
18% ～ 36%
蛋白 含量
0.1% ～8%
灰分 (无机 盐)
4%～ 12.5 %
PH值
5～ 7.5
色泽
黄色 至褐 色
气味
糖味、 焦糖 味
一、碳源营养
? 由于我国制糖工业在南方和北方所用原料不同， 所以糖蜜也主要有甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两种。
? 糖蜜的品质因不同产地、不同产区土质、不同气 候、不同原料品种、不同收获季节、不同制糖方 法与工艺条件而有很大差异。
? 糖蜜主要应用在氨基酸、抗生素、酒精等发酵工 业上。
一、碳源营养
4. 脂类
? 含义：主要指各种长链脂肪酸 ? 常用物质：各种动物油和植物油，如各种菜油、
豆油、棉子油、葵花子油、猪油、鱼油等 ? 常用菌种：如解脂假丝酵母等 ? 使用注意事项：乳化问题、供氧问题
3. 钙元素
? 细胞内存在：二价离子(Ca 2+)形式 ? 作用：
1. 很多酶的辅因子或激活剂 2. 渗透压调节剂
? 供体：CaCl 2 ? 注意事项：
1. 不要与磷酸盐同时添加 2. 可以用CaCO 3作为备用碱
三、无机盐及微量元素
4. 镁元素
? 细胞内存在：二价离子(Mg2+)形式 ? 作用：
1. 调节渗透压 2. 某些特殊微生物所需
? 供体：NaH 2PO 4，Na2SO4，NaCl ? 注意事项：
1. 培养原生质体时注意盐浓度
三、无机盐及微量元素
7. 铁元素
? 细胞内存在：二价离子(Fe2+)形式存在，常与蛋白 质结合
? 作用：
1. 呼吸链重要组分
? 供体：FeSO 4·7H2O ? 注意事项：
一、碳源营养
5. 烃类
? 常用物质：常以石油各个组分为原料 ? 常用菌种：即“石油微生物”，如热带假丝酵母、
解脂假丝酵母、嗜油毕赤氏酵母、脱蜡球拟酵母 以及某些假单胞菌等 ? 发酵行业：石油脱蜡、SCP生产
二、氮源营养
? 凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮 素来源的营养物质称为氮源。微生物整体利用 的氮源范围则称氮源谱。
? 注意事项：
1. “磷酸盐调节”现象 2. 有机碳(氮)源的使用
三、无机盐及微量元素
2. 硫元素
? 细胞内存在：多以巯基或杂环硫形式存在 ? 作用：
1. 蛋白质构象形成必需 2. 构成含硫维生素
? 供体：硫酸盐 ? 注意事项：
1. 有机碳(氮)源的使用 2. 产物含硫的发酵
三、无机盐及微量元素
? 使用：大量元素：盐；微量元素：有机碳 (氮) 源、高倍贮液
三、无机盐及微量元素
1. 磷元素
? 细胞内存在：磷酸基团，以酯键与各种细胞组分 相连接
? 作用：
1. 细胞膜组分 2. 活化糖类分子 3. 共价修饰 4. 桥接核苷酸 5. 组成ATP
三、无机盐及微量元素
? 常用供体：K3PO4·3H2O、K3PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等
? 象碳源谱一样，微生物的氮源谱也比较广大， 但个体间差异较碳源谱小， NCHO型最易利用。
? 除极少数具有固氮能力的微生物以外，微生物 的氮源都来自自然界中的无机氮或有机氮物质， 因此我们可以将氮源分为 无机氮源 和有机氮源 两种。
二、氮源营养
1. 无机氮源
? 常用物质：氨水、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐等 ? 特点：利用速度快，很多是速效氮源
1. 营养成分的波动 2. 一般仅用于实验室 3. 防止吸潮
Байду номын сангаас
三、无机盐及微量元素
? 概念：指除碳、氮元素外其他各种重要元素及 其供体。
? 划分：大量元素 (10-3～10-4mol/L )
主要是P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等
微量元素(10-6～10-8mol/L )
主要是Cu、Zn、Mn、Mo和Co等
某些利用后会改变培养基pH值，称这些氮 源为生理酸、碱性物质 ? 氨水简介 ? 缺点：有些微生物不能利用
二、氮源营养
2. 有机氮源
? 常用物质：主要是各种成分复杂的工农业下脚料， 如各种豆粉、玉米粉、棉子饼粉、花生饼粉、各 种蛋白粉、鱼粉、蚕蛹粉、某些发酵的废菌丝体 粉、酿酒工业的酒糟以及实验室常用的牛肉膏、 蛋白胨等等
产物有干扰 ? 解决方法：流加或连续发酵
2. 其他糖类
? 果糖＞双糖＞多糖＞有机酸、醇、酯、烃 ? 常用价格便宜的，如淀粉，但需预处理
一、碳源营养
3. 糖蜜
? 糖蜜(molasses) 是制糖工业的下脚料。将提纯的 甘蔗汁或甜菜汁熬成带有结晶的糖膏，用离心机 分出结晶糖，重复多次，至不能结晶，此母液即 糖蜜。
1. 很多酶的辅因子或激活剂 2. 叶绿素组分
? 供体：MgSO 4 ? 注意事项：
1. 注意发酵培养基的pH值
三、无机盐及微量元素
5. 钾元素
? 细胞内存在：一价离子(K+)形式 ? 作用：
1. 很多酶的辅因子或激活剂
? 供体：KH 2PO 4和K2HPO 4
三、无机盐及微量元素
6. 钠元素
? 细胞内存在：一价离子(Na+)形式 ? 作用：
第一节 发酵营养基质的组成
一、碳源营养
? 微生物从总体上说几乎可以分解利用地球上的 一切有机物，但其 碳源谱个体差异较大。总的 来说，发酵上常用的碳源集中在糖类、脂类和 烃类三种，糖类最常用。
一、碳源营养
1. 葡萄糖
? 优势：广谱碳源，几乎所有的微生物都能利用 ? 劣势：初糖效应、影响DO，且其代谢对很多发酵
为白色晶体或粉末，是动物蛋白质代谢后的产物。 – 应用范围：广泛，尤其在抗生素和氨基酸发酵中 – 使用注意
1. 中性氮源 2. 含氮量高（46%） 3. 微生物必须能分泌脲酶 4. 营养简单
二、氮源营养
3. 蛋白胨 – 概念：外观呈淡黄色的粉剂，是具有某种类似肉
香的特殊气味，平均分子量在 2000左右的氮素混 合物。 – 使用注意