微生物发酵培养
(整理)微生物发酵培养基概述
微生物发酵培养基概述一．培养基的分类：1.按照培养基的成分来分培养基按其所含成分，可分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基三类。
2.按照培养基的物理状态分培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
3.按照微生物的种类分培养基按微生物的种类可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基和霉菌培养基等四类。
4.按照培养基用途分培养基按其特殊用途可分为加富培养基、选择性培养基和鉴别培养基。
(1)合成培养基。
合成培养基的各种成分完全是已知的各种化学物质。
这种培养基的化学成分清楚，组成成分精确，重复性强，但价格较贵，而且微生物在这类培养基中生长较慢。
如高氏一号合成培养基、察氏（Czapek）培养基等。
(2)天然培养基。
由天然物质制成，如蒸熟的马铃薯和普通牛肉汤，前者用于培养霉菌，后者用于培养细菌。
这类培养基的化学成分很不恒定，也难以确定，但配制方便，营养丰富，所以常被采用。
(3)半合成培养基。
在天然有机物的基础上适当加入已知成分的无机盐类，或在合成培养基的基础上添加某些天然成分，如培养霉菌用的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。
这类培养基能更有效地满足微生物对营养物质的需要。
2.按照培养基的物理状态培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
(1)固体培养基。
是在培养基中加入凝固剂，有琼脂、明胶、硅胶等。
固体培养基常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等方面。
(2)液体培养基。
液体培养基中不加任何凝固剂。
这种培养基的成分均匀，微生物能充分接触和利用培养基中的养料，适于作生理等研究，由于发酵率高，操作方便，也常用于发酵工业。
(3)半固体培养基。
是在液体培养基中加入少量凝固剂而呈半固体状态。
可用于观察细菌的运动、鉴定菌种和测定噬菌体的效价等方面。
3.按照微生物的种类培养基按微生物的种类可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基和霉菌培养基等四类。
常用的细菌培养基有营养肉汤和营养琼脂培养基；常用的放线菌培养基为高氏1号培养基；常用的酵母菌培养基有马铃薯蔗糖培养基和麦芽汁培养基；常用的霉菌培养基有马铃薯蔗糖培养基、豆芽汁葡萄糖（或蔗糖）琼脂培养基和察氏培养基等。
简述发酵培养的四种操作方式的概念及特点
简述发酵培养的四种操作方式的概念及特点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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微生物发酵培养技术
微生物发酵培养技术具有高效、环保、可实现工业化生产等优点 ，是现代生物技术的重要组成部分。
微生物发酵培养技术的应用领域
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食品工业
用于生产各种发酵食品，如酸 奶、面包、酱油、醋等。
医药工业
用于生产抗生素、疫苗、生长 因子等生物药物。
农业领域
用于生产生物肥料、生物农药 等，提高农作物的产量和品质 。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
酶制剂的生产
酶制剂是指通过微生物发酵培养获得的酶的制品 ，广泛应用于生物工程、医药、食品等领域。
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连续发酵
在一定的时间内，连续向发酵罐中补 充新鲜培养基，同时排出部分发酵液， 使发酵罐内的微生物始终处于生长或 代谢状态。
应用
广泛应用于酒精、酵母、丙酮等产品的生产。
固定化细胞与酶技术
固定化细胞技术
将微生物细胞固定在一定载体上，使其保持 活性并反复利用。
优点
细胞固定后稳定性好，可多次重复利用，适合 于连续生产和反应。
培养基的制备需要考虑微生物 的营养需求、底物浓度、pH值 、温度和通气量等因素。
不同的微生物需要不同的培养 基，因此需要根据具体的微生 物种类和发酵需求来选择和制 备培养基。
微生物发酵的培养条件控制
微生物发酵的培养条件对产物的产量和质量有很大的影响。
培养条件包括温度、pH值、通气量和搅拌速度等，这些条件需要控制在适当的范围 内，以保证微生物的正常生长和代谢。
微生物发酵
是把两个亲本的细胞经酶法除去细胞壁得到两个球状原生质体或原生质体球，然后置于高渗溶液中，通过生 物法、化学法或物理法等诱导融合法，促使两者互相凝集并发生细胞之间的融合，进而导致基因重组，获得新的 重组子（菌株）。这种融合又称为原生质体融合。
是指通过培养单细胞蛋白生物而获得的菌体蛋白质。
通过基因工程改造后的菌株称为“工程菌”。
工业发酵中用于消除发酵中产生的泡沫，防止逃液和染菌，保证生产的正常运转。
是把无菌空气引入发酵罐中并分布均匀的装置，有单孔管、多孔环管及多孔分支环管等几种。
一般指两个基因型不同的菌株通过结合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性 状的菌株。
是应用基因工程手段进行的，基因工程师一种DNA体外重组技术，是在分子水平上，根据需要，用人工方法 取得供体DNA上的基因，在体外重组于载体DNA上，再转移入受体细胞，使其复制、转录和翻译，表达出供体基因 原有的遗传性状。
由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人பைடு நூலகம்增加分离的概率， 增加该菌种的数量。
用酶法将细胞膜外侧的细胞壁除掉，制备成无细胞壁的球状细胞体即原生质体，将两种来源于微生物细胞A和 B的原生质体，在融合诱导剂的存在下等量混合起来，可使原生质体表面形成电极性，相互之间容易吸引、脱水黏 合而形成聚合物，进而使原生质体收缩变形，紧密接触处的膜先形成原生质桥，逐渐增大而实现融合。融合的原 生质体在适当条件下可再生出细胞壁而形成一个新细胞。（用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，制成原生质体， 再用聚乙二醇促使原生质体发生融合，从而获得异核体或重组合子。）
按被灭菌物品的性质不同，选择不同温度的湿热蒸汽进行灭菌，此法在同一温度下比干热杀菌效力大。
简述微生物发酵制药的基本过程
简述微生物发酵制药的基本过程
微生物发酵制药的基本过程可以概括为以下几个步骤:
1. 微生物培养:选择具有生长潜力的微生物,并将其培养在适当的培养基中。
2. 发酵反应:将培养的微生物在高温高压下(通常是100°C至150°C)进行发酵,以产生相应的代谢产物。
3. 分离和纯化:通过发酵产物的化学分析和分离技术,将发酵产物进行分离和纯化,获得所需的代谢产物。
4. 制剂化:将纯化的代谢产物制成药物制剂,包括口服溶液、胶囊、颗粒、注射剂等。
5. 质量控制:对制备的药物制剂进行质量控制,包括重量、密度、颜色、pH值、溶解度、稳定性等。
6. 生产和运输:根据药品标准和法规的要求,对生产和运输过程进行监控和控制,确保制备的药物符合要求。
7. 销售和使用:将制备的药物销售给的患者,并指导患者正确使
用药物。
微生物发酵制药是一种具有发展前景的制药途径,具有高效、低毒、可控性强等优点,可以解决传统药物制备过程中存在的问题。
微生物发酵工艺流程
微生物发酵工艺流程主要包括以下步骤：
1.菌种选择与培养：根据生产需要，选择适合的微生物菌种，并进行培养，以获得大量活菌体。
2.种子扩大培养：将选择的菌种进行扩大培养，以获得足够数量的菌体。
3.发酵原料准备：根据生产需要，准备适量的发酵原料，如葡萄糖、淀粉、蛋白质等。
4.灭菌处理：对发酵原料进行灭菌处理，以消除杂菌和有害微生物。
5.接种与发酵：将培养好的菌种按照一定比例接入灭菌后的原料中，在适宜的发酵条件下进行发酵。
6.产物提取与精制：发酵结束后，通过适当的提取和精制方法，将目标产物从发酵液中提取出来并进行精制。
7.产品质量检测与质量控制：对提取的产物进行质量检测和质量控制，以确保产品质量符合相关标准和客户要求。
8.废水处理：对发酵过程中产生的废水进行处理，以消除有害物质和异味。
以上是微生物发酵工艺流程的一般步骤，具体的工艺流程可能会因不同的微生物、不同的原料和不同的产品而有所差异。
在实际生产中，需要根据具体情况进行选择和调整。
微生物发酵培养基的优化方法
微生物发酵培养基的优化方法微生物发酵培养基是指为微生物提供合适的生长环境、碳源、氮源以及其他必需营养物质的复杂液体或固体介质。
优化培养基是通过调整培养基成分来提高微生物的生长速度和产物产量，保证产物质量和生产效率。
本文将介绍一些优化微生物发酵培养基的方法。
1.确定微生物的需求不同的微生物对培养基的成分有着不同的要求，包括碳源、氮源、矿物质以及其他生长因子等。
因此，首先需要明确所需微生物对营养物质的需求，有助于指导后续优化工作。
2.碳源优化3.氮源优化氮源对微生物生长和代谢至关重要，可以通过改变氮源种类和浓度来优化培养基。
常用的氮源包括氨基酸、尿素、硝酸盐等。
可以试验不同的氮源和浓度，根据微生物生长状况和产物产量来确定最佳氮源。
4.矿物质优化5.添加生长因子一些微生物需要特定的生长因子才能生长和产生产物，如一些维生素、辅酶等。
了解微生物所需的生长因子并添加到培养基中，可以提高微生物的生长速度和产物产量。
6.调整pH值和温度微生物对pH值和温度的要求较为敏感，因此需要优化培养基的pH值和温度来提供最适宜的生长条件。
通过试验不同pH值和温度对微生物的影响，选择最佳的pH值和温度来优化培养基。
7.添加表面活性剂表面活性剂可以增强微生物与培养基之间的接触，促进培养基中的气液传质。
添加适量的表面活性剂，可以提高微生物的生长速率和产物产量。
8.优化培养条件除了调整培养基的成分外，优化微生物发酵培养基还需要考虑一些培养条件，如培养基的搅拌速度、培养温度、空气进气率等。
通过优化这些培养条件，可以提高微生物的生长速度和产物产量。
综上所述，优化微生物发酵培养基是一个复杂而繁琐的过程，需要根据具体微生物的要求和反应机制来选择合适的调整方法。
通过调整培养基成分、添加生长因子、调整pH值和温度、添加表面活性剂以及优化培养条件等方法，可以提高微生物的生长速率和产物产量，保证产品质量和生产效率。
发酵工程技术
发酵工程技术一、引言发酵工程技术是指利用微生物进行生物化学反应的技术，是现代生物工程领域中的重要分支之一。
随着人们对生命科学认识的不断深入，发酵工程技术在食品、医药、化工等领域的应用也越来越广泛。
本文将从发酵过程、微生物选育、发酵设备和控制等方面详细介绍发酵工程技术。
二、发酵过程发酵过程是指利用微生物进行代谢反应，产生有用产物的过程。
发酵过程一般包括以下几个步骤：1.微生物培养：选取适合的微生物菌株进行培养，使其达到最佳状态。
2.接种：将培养好的微生物菌株加入到合适的基质中。
3.发酵：在适宜的条件下进行反应，如温度、气体含量、pH值等。
4.收获：收集并处理有用产物。
三、微生物选育微生物选育是指通过筛选和改良微生物菌株，获得更优良的特性和功能的过程。
微生物选育可以通过以下几个方面来进行：1.筛选：从自然界中或已有菌株中筛选出具有所需特性的菌株。
2.改良：通过基因工程等手段对微生物进行改良，使其具有更优异的性能。
3.培育：对已筛选或改良好的微生物菌株进行培养和保存，以便后续使用。
四、发酵设备发酵设备是指用于进行发酵反应的设备。
发酵设备一般包括以下几个部分：1.发酵罐：用于容纳微生物和基质，并提供适宜的环境条件，如温度、气体含量、pH值等。
2.搅拌器：用于将微生物和基质充分混合，以加速反应速率。
3.通气系统：用于提供适宜的气体含量和流速，以保证反应过程中氧气充足。
4.控制系统：用于监测和控制反应过程中各项参数，如温度、pH值、搅拌速度等。
五、发酵控制发酵控制是指对发酵过程中各项参数进行监测和控制的过程。
发酵控制可以通过以下几个方面来进行：1.温度控制：保持适宜的温度，以保证微生物菌株处于最佳状态。
2.pH值控制：保持适宜的pH值，以维持反应环境的稳定。
3.气体含量控制：保持适宜的气体含量和流速，以保证反应过程中氧气充足。
4.搅拌速度控制：调节搅拌速度，以加速反应速率。
5.在线监测：通过在线监测各项参数，及时调整反应条件，以提高产物质量和产量。
微生物发酵技术概述
微生物发酵技术概述微生物发酵技术是一种利用微生物代谢产物进行生产的生物技术。
它是将有利用价值的微生物（包括细菌、真菌、酵母等）进行培养，并在合适的条件下进行代谢产物的生产。
微生物发酵技术通常被用于生产食品添加剂、医药品、酶制剂、生物燃料及化妆品等。
微生物发酵技术的基本原理是将有利微生物放入发酵中的培养基中，经过一段时间的培养，微生物发酵代谢开始产生活性物质。
这些活性物质可以是有机酸、酒精、酵素、抗生素等。
微生物发酵技术的成功与否，取决于微生物的选材、培养基的配制、发酵条件的调节等多个因素。
微生物发酵技术的应用非常广泛。
在食品工业中，微生物发酵技术被用于生产食品添加剂。
例如，一些酵母菌可以发酵糖类产生酒精，酒酵母可以制作酒类饮料。
在医药工业中，微生物发酵技术被用于生产抗生素、激素、维生素等。
例如，放线菌可以产生青霉素，真菌可以产生激素。
在环境工程中，微生物发酵技术被用于处理废水、废气等污染物。
例如，厌氧发酵可以将有机废水转化为甲烷。
微生物发酵技术的成功关键在于微生物的选材。
不同的微生物有不同的代谢途径和特定的产物。
因此，在选择微生物时需要考虑其代谢途径和产物的适用性。
例如，当需要产生其中一种有机酸时，酵母菌可以产生乙酸，乳酸菌可以产生乳酸。
与此同时，还需要考虑微生物的生长速度、菌种的活跃度、对外界条件的耐受能力等因素。
同时，培养基的配制也是微生物发酵技术的关键。
培养基通常是由一些有机物质（如糖、氨基酸）和无机盐组成。
它们提供了微生物发酵所需要的营养物质。
合理选择和控制这些成分的含量，可以提高产物的产率和纯度。
微生物发酵技术的发展还受到发酵条件的影响。
发酵条件包括温度、pH、气体气氛、培养时间等。
这些条件对微生物的生长和代谢产物的产生有着重要影响。
例如，温度过高或过低都会抑制微生物的生长，影响产物的产量和质量。
因此，在微生物发酵过程中，需要根据不同微生物的要求，调节这些环境因素的值，以获得最佳的发酵效果。
微生物发酵工艺流程图
微生物发酵工艺流程图微生物发酵工艺流程图微生物发酵工艺是利用微生物的生理代谢过程，通过对发酵菌种的培养、营养条件的调控，实现对特定物质的生产。
下面是一个典型的微生物发酵工艺流程图。
1. 菌种的制备通过接种活化培养物，并进行连续传代，获得纯菌株。
经过鉴定后，选择适宜的菌株用于发酵。
2. 初始培养将菌株接种至培养基中，利用适宜的培养条件（温度、pH值、氧气供应等）进行初级培养。
通过观察生长曲线，确定最佳的培养时间。
3. 大规模培养将初级培养物转移到大规模发酵罐中，增加培养基的体积和营养成分，并控制好培养条件，以保证菌株的最大生长率。
4. 发酵产物的分离和提取经过一定时间的培养，菌株会产生目标产品。
通过对发酵液进行采样分析，确定产物质量。
接下来需要对发酵液进行分离和提取。
常见的分离方法包括离心、过滤或电渗析。
5. 产品的纯化和提纯通过各种分离方法，如层析、絮凝处理、结晶、蒸馏等，提取和纯化目标产物。
确保产品的纯度和质量符合要求，以便后续的加工和应用。
6. 产品的包装和存储经过纯化和提纯的产物可以进行包装和存储。
根据产品的性质，采取适当的包装材料，以保护产品的质量。
存储条件根据产品的稳定性要求进行调控。
7. 流程监控和质量控制在整个发酵过程中，需要对各个环节进行监控和控制。
通过采样分析、物理参数监测和微生物学检测，确保工艺的稳定性和产品的质量一致性。
8. 清洁和消毒发酵过程结束后，需要对发酵罐和其他设备进行彻底的清洁和消毒，以防止可能的污染和交叉感染。
9. 废物处理废弃物和废水需要经过适当的处理，符合环境保护的要求，并确保不会对周围环境和人体健康造成污染。
微生物发酵工艺流程图是微生物发酵过程的一个简化表示。
通过这个流程图，可以清晰地了解整个发酵工艺的步骤和各个环节的关系。
同时，流程图也是指导实施者进行工艺操作和控制的重要依据。
微生物发酵工艺
第六章微生物发酵制药工艺6.1 微生物发酵与制药6.2 微生物生长与生产的关系6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备6.4 发酵培养基制备• 概念（medium）供微生物生长繁殖和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。
• 培养基的组成和比例是否恰当，直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。
6.4.1 培养基的成分碳源氮源无机盐水生长因子前体与促进剂消泡剂1、碳源(carbon sources)概念：构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。
作用：为正常生理活动和过程提供能量来源，为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。
碳源种类糖类：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜脂肪：豆油、棉籽油和猪油醇类：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖类、有机酸迟效碳源：酪蛋白水解产生的脂肪酸2、氮源（nitrogen sources）概念：构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。
作用：为生长和代谢主要提供氮素来源。
种类：无机氮源、有机氮源有机氮源几乎所有微生物都能利用有机氮源黄豆饼粉、花生饼粉棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素无机氮源氨水、铵盐和硝酸盐等。
氨盐比硝酸盐更快被利用。
工业应用：主要氮源或辅助氮源；调节pH值生理酸性物质：代谢后能产生酸性残留物质。
（NH4）2SO4利用后，产生硫酸生理碱性物质：代谢后能产生碱性残留物质。
硝酸钠利用后，产生氢氧化钠。
3、无机盐和微量元素• 概念：组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质• 作用方式：低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。
• 种类：盐离子磷、硫、钾、钠、镁、钙，常常添加铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯，一般不加。
4、水菌体细胞的主要成分。
营养传递的介质。
良好导体，调节细胞生长环境温度。
培养基的主要成分之一。
5、生长因子（growth factor）概念：维持微生物生长所必需的微量有机物，不起碳源和氮源作用。
发酵微生物的扩大培养
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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
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二、生产车间种子制备
• 实验室制备的孢子或液体种子移种至种 子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不 同菌种而异，但其原则为采用易被菌利 用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等 ，如果是需氧菌，同时还需供给足够的 无菌空气，并不断搅拌，使菌（丝）体 在培养液中均匀分布，获得相同的培养 条件。
第四章
发酵微生物的扩大培养
1
本章内容
第一节 发酵工业微生物菌种
第二节 工业微生物菌种的分离和选育
第三节 发酵微生物扩大培养技术
第四节 发酵微生物菌种质量
第五节 发酵微生物菌种的保藏
2
第一节 发酵工业微生物菌种 一、工业发酵对微生物菌种的要求
我们把用于发酵工业的微生物也叫做工业微生物。 工业微生物具备个体小、种类多、繁殖快、分布广、代谢 强和易变异等特点。 发酵工程是以微生物的生命活动为中心的，各种发酵生产 都必须有相应的微生物。 所以微生物对于发酵过程就十分 重要。 微生物菌种能否满足工业生产的实际需求，是否有工业生 产价值是极为重要的。
相对湿度（%） 斜面外观 16.5-19 上部稀薄,下部略黄 25-36 上部薄,中部均匀发白 40-45 一片白,孢子丰富
活孢子计数(亿/支) 1.2 2.3 5.7
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3，培养时间和冷藏时间
（1）培养时间 • 一般来说，衰老的孢子不如年轻的孢子 ，因为衰老的孢子已在逐步进入发芽阶 段，核物质趋于分化状态。过于衰老的 孢子会导致生产能力的下降。 • 措施：孢子培养的时间应该控制在孢子 量多、孢子成熟、发酵产量正常的阶段 终止培养。
3
微生物培养与发酵工艺优化
微生物培养与发酵工艺优化微生物培养和发酵工艺是生物过程的重要组成部分，对于生物工程、食品加工、药物生产等行业具有极为重要的意义。
微生物通过发酵等过程，可以将复杂的有机物转化为有用的产物，赋予生活和工业生产带来了无限可能。
因此，本文旨在阐述微生物培养和发酵工艺的区别、优化策略以及发酵工艺的未来发展。
一、微生物培养和发酵工艺的区别微生物培养和发酵工艺是微生物在不同阶段的生长过程，在培养阶段，培养基中提供养分和环境条件，使微生物生长繁殖，达到一定的数量和生长程度；而在发酵过程中，微生物在产生的代谢产物中利用培养基中的有机物、酸、碱等进行代谢和转化。
因此，微生物培养强调细胞的生长和繁殖，而发酵则强调代谢产物和产量的产生。
二、微生物培养和发酵工艺的优化策略1、培养基优化培养基是微生物培养和发酵的基础，培养基的优化可以提高微生物的生长速度和代谢能力。
强化培养基中营养元素的需求，使基质可以快速转化为微生物生长需要的代谢产物，例如氮源、碳源、矿物质、维生素等；同时，培养基的酸碱平衡、温度、氧气含量和微量元素配比也是优化的重点。
2、发酵条件调节发酵条件的优化对于微生物的代谢能力、代谢途径和代谢产物具有决定性的影响，常用的调节措施包括：（1）温度调节：适当的温度可以提高微生物的生长速度和代谢活性，但过高或过低的温度会导致微生物的死亡和生长受阻。
（2）pH值调节：合理的pH值可以使微生物在适宜的酸碱环境下进行优化的代谢活动，促进微生物的代谢和生长。
（3）氧气含量调节：氧气是微生物代谢中必要的能量供应，在发酵过程中，适当提高氧气含量，则可以促进微生物生长和代谢产物的产生。
（4）搅拌速度调节：合适的搅拌速度可以提高培养基中营养元素的均匀混合，并且促进微生物的生长和代谢。
三、未来发酵工艺的发展趋势未来的发酵工艺将向着高效节能、低污染、多产物和筛选途径多样化的方向发展。
其中，发酵污染减少、产物纯度提高和新产物的开发是未来发酵工艺发展的核心。
第1章 发酵工程：第2节第1课时 微生物的基本培养技术
第1章 发酵工程：第2节 微生物的培养技术及应用 第1课时 微生物的基本培养技术一、理清主干知识一、培养基1．概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
2．种类(按物理性质分) 液体培养基――→加入凝固剂，常用琼脂固体培养基3．营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还要满足微生物生长对pH 、特殊营养物质以及O 2的需求。
二、无菌技术获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术主要包括消毒和灭菌。
二者的区别如下表所示。
三、微生物的纯培养1．相关概念(1)培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。
(2)纯培养物：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。
(3)纯培养：获得纯培养物的过程就是纯培养。
2．酵母菌的纯培养二、诊断自学效果1．判断下列叙述的正误(1)所有的培养基中都要加入琼脂(×)(2)微生物在液体培养基中生长可形成菌落(×)(3)获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染(√)(4)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用湿热灭菌法进行灭菌(×)(5)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(×)2．(2020·绵阳期末)下列关于无菌技术应用的叙述，正确的是()A．煮沸消毒可杀死物体内外所有的微生物B．使用后的培养基可以直接丢弃C．紫外线适用于物体表面和空气消毒D．金属器具只能采用灼烧灭菌法进行灭菌解析：选C煮沸消毒只能杀死物体内外一部分微生物，A错误；使用后的培养基要经过灭菌处理后才可以丢弃，否则会引起微生物污染，B错误；紫外线适用于物体表面和空气消毒，C正确；金属器具也可以采用干热灭菌法进行灭菌，D错误。
3．关于实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作，下列说法正确的是()A．配制培养基、倒平板、接种需要在酒精灯火焰旁进行B．倒平板时，打开培养皿将锥形瓶中的培养基倒入C．倒入培养基后立即将平板倒置，防止培养基受污染D．划线接种时，灼烧接种环冷却后进行再次划线解析：选D倒平板、接种需要在酒精灯火焰旁进行，而配制培养基不需要在酒精灯的火焰旁进行，A错误；倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基(10～20 mL)倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖，而不能打开皿盖，B错误；倒平板后，需等培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置，C错误；划线接种时，灼烧接种环后要等待其冷却后才能进行再次划线，D正确。
大肠杆菌发酵培养基及发酵培养方法
大肠杆菌发酵培养基及发酵培养方法大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的革兰氏阴性菌，广泛存在于人体和动物的肠道中。
大肠杆菌是一种非致病性菌株，也是一种重要的实验室模式细菌，广泛用于生物学、分子生物学和生物工程等领域的研究。
在研究中，为了培养大肠杆菌并使其生长繁殖，需要提供适宜的发酵培养基。
下面将介绍一种常用的大肠杆菌发酵培养基及发酵培养方法。
1. 碱性消化酪蛋白（Peptone）：提供菌体生长所需的氨基酸和碳氮源。
2. 天然酪蛋白（Tryptone）：提供菌体生长所需的氨基酸和碳氮源。
3.单质氯化钠（NaCl）：维持适宜的渗透压。
4.复合钠磷酸盐缓冲液：维持培养基的pH值。
5.复合钠酸盐或磷酸二钠：提供磷酸和其他离子。
6.葡萄糖：作为碳源供能。
7. 瓜尔豆胨（Yeast Extract）：提供维生素和微量元素。
8.氯化镁（MgCl2）：提供镁离子，促进细菌生长。
9. 镓氰酸（Glycerol）：提供细菌生长所需的能源。
10.硫酸镁（MgSO4）：提供硫酸和镁离子。
大肠杆菌的发酵培养方法如下：1.准备培养基：根据具体实验目的配制相应的发酵培养基，常用的是LB培养基。
首先称取适量的碱性消化酪蛋白、天然酪蛋白和葡萄糖，溶解于适量的水中，调整pH值为7.0。
然后加入其他成分，如NaCl、复合钠磷酸盐缓冲液等，再加入足够的水使总体积达到所需量。
最后将培养基加热至沸腾，搅拌溶解，然后用自动过滤器过滤除菌。
2.酸碱调节：将培养基分装到培养瓶中，每瓶约装200-250mL。
使用滤液灭菌器或高温高压灭菌，将培养基灭菌。
3.原液接种：取一天前培养好的大肠杆菌菌种，用直线均匀接种于含有发酵培养基的培养瓶中，可根据需要调整接种量。
4.接种培养：将培养瓶置于恒温摇床上适当温度的恒温箱中，保持适宜的温度（通常为37℃）和摇动速度。
等待一定的时间，观察细菌生长情况。
5.静置培养：可以将菌液经过适当的培养时间后进行离心，去掉上清液，留下细菌沉淀。
微生物发酵工程实验
3
❖ 周四上午，取样测定（细菌数量、pH、还原 糖、杂菌率等）
❖ 周四下午，取样测定（细菌数量、pH、还原 糖、杂菌率等）
❖ 周五上午，放罐，清洗发酵罐；计数摇瓶实验 结果
❖ 周五下午，喷雾干燥。
4
优化磷细菌发酵培养基的碳源（单因子实验）
❖ 菌种：无机磷细菌 ❖ 培养基
6
灭菌培养基无菌度测定
❖ （1）显微镜观察法
▪ 利用刚果红染色法可以在显微镜下快速区别死活菌。 ▪ 原理：活菌具有排斥染液的能力，而死菌失去了排斥染液的
能力，因此，无色透明的是活菌，死菌为蓝色或浅蓝色。 ▪ 方法：将待测稀释液与一滴刚果红染色液很薄的均匀涂在载
玻片上，风干后滴盐酸1-2滴，涂片变蓝，风干后在高倍镜或 油镜下观察。 ▪ 刚果红溶液：称取刚果红0.1-0.2 g，溶于10 mL水中。 ▪ 盐酸酒精溶液：95%酒精1-2 mL，蒸馏水10 mL，再加入浓 盐酸0.25-0.3 mL混合即成。
5
❖ 实验步骤
▪ 配制培养基，分装于150或250 mL三角瓶，包扎 后，115 ℃灭菌20 min。发酵培养基A/B/C/D各3 瓶。
▪ 接种，接种量1%。 ▪ 培养，28 ℃、150 rpm培养18-24 h. ▪ 测定细胞数量，取发酵液1 mL系列稀释，取0.1
mL菌液涂布无机磷培养基， 28 ℃恒温培养3 d 后计数。
① 问题：用于接种发酵罐，接种量5%，请问7L培 养基需要多少菌种用量？
8
❖ 种子接入发酵罐
▪ 种子质量检查（包括哪些项目？分别用什么方 法？）
▪ 接种前还需要做什么？
▪ 火圈接种法
培养基灭菌质量检查
① 接种后需要做什么？
2023年人教版高中生物选择性必修3第1章发酵工程第2节微生物的基本培养技术
第2节微生物的培养技术及应用一微生物的基本培养技术【课程标准】1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。
2.阐明无菌技术是在操作过程中,保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。
3.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。
【素养目标】1.生命观念:运用适应观,阐明培养基的营养构成。
2.科学思维:采用分析与比较、归纳与概括的方法,说明常用无菌技术的异同。
3.科学探究:尝试利用给定的实验方案,进行微生物的纯培养。
为教师备课、授课提供丰富教学资源新型冠状病毒引起的肺炎疫情还在持续,个人防护也让越来越多的人开始重视,尤其是消毒。
想要杀灭病毒和细菌,用哪类消毒剂管用呢?家里的各个角落,客厅、卫生间、厨房,各种生活用品,餐具、家具、被褥等该如何消毒?观看视频《疫情期间如何消毒?》。
思考:1.什么是消毒?它和灭菌有何不同?2.实验室如何培养细菌呢?一、培养基的配制1.概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。
2.作用:用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
3.种类:4.营养:(1)基本营养:选一选:将下列营养物质进行分类①CO2②纤维素③葡萄糖④蛋白胨⑤尿素⑥NaCl ⑦蒸馏水水:⑦碳源:①②③氮源:④⑤无机盐:⑥(2)特殊条件:思考:固体培养基中的琼脂成分是多糖,是否能被微生物利用?其作用是什么?提示:不能。
仅作为凝固剂,一般不能为微生物生长提供碳源和能量。
二、无菌技术1.类型:2.实例:连一连:将无菌技术类型和常用方法用线连起来三、微生物的纯培养1.原理:由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得纯培养物的过程就是纯培养2.方法:平板划线法和稀释涂布平板法。
3.过程:(1)制备培养基:配制培养基→灭菌→倒平板。
(2)接种和分离酵母菌:用平板划线法在马铃薯培养基表面接种酵母菌。
(3)培养酵母菌:待菌液被培养基吸收,将接种后的平板和一个未接种的平板倒置,放入28 ℃左右恒温箱中培养24~48 h。
1、微生物培养与发酵
第一部分 微生物形态与分类
1、微生物及其特点 2、几个基本概念 3、生物反应过程的特点 4、微生物工业产品类型 5、发酵工程的发展简史
微生物简介
• 微生物无处不在，我们无时不生活在“微生 物的海洋”中。
• 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计 为：1.0034 × 10 16 吨；
• 每张纸币带细菌：900万个；
(3) 免疫学——预防接种
首次制成狂犬疫
苗 (4)
其他贡献
巴斯德消毒法：60～65℃作短时间加热处理， 杀死有害微生物
2.柯赫
（1）微生物学基本操作技术方面的贡献
a）细菌纯培养方法的建立 土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂（平皿）
b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对 各种微生物的培养 c）流动蒸汽灭菌 d）染色观察和显微摄影
课程介绍
１.武汉大学微生物学教学网站 ２.江南大学微生物学教学网站 ３.华中农业大学微生物学微生物教学网站 ４.长春师范学院微生物学网络课程 ５.华南师范大学微生物学教学网站 ６.长春师范学院微生物学网络课程 ７.安徽科技学院微生物学网站
８.华中农业大学微生物学微生物教学网站 ９.江西农业大学精品课程 10.西北农林科技大学微生物学教学网站 11.山东大学生命科学院微生物学教学网站
疯牛病；
埃博拉病毒；
非典(萨斯病毒)
；禽流感病毒；
人类对微生物世界的认识过程
• 感性认识阶段（史前时期） • 形态学发展阶段（初创时期） • 生理学发展阶段（奠基时期） • 分子生物学发展阶段（成熟时期）
微生物的发现
• 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；
• 4000年前埃及人已学会 烘制面包和酿制果酒；
（二）微生物学的奠基
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发酵反应动力学的研究内容
研究反应速度及其影响因素并建 立反应速度与影响因素的关联
反应动力学模型
+
反应器特性
反 应 器 的 操 作 模 型
操作条件与反应结 果的关系，定量地 控制反应过程
发酵动力学研究的目的
• 通过发酵动力学的研究，可进一步了解微生物
的生理特征，菌体生长和产物形成的合适条件， 以及各种发酵参数之间的关系，为发酵过程的 工艺控制、发酵罐的设计放大和用计算机对发 酵过程的控制创造条件。
Yp/s —基质产物得率（g产物/g基质）或（mol产物/mol基质）
转化率：往往是指投入的原料与合成产物数量之比。
（二）理论得率和表观得率
理论得率：只考虑细胞合成时细胞对底物的 得率，YG 表观得率：既考虑细胞合成又考虑细胞维持 时细胞对底物的得率，YX/S 两者的关系：
μmax= 1.11 (h-1); Ks = 97.6 mg/L
td＝ln2/μmax＝0.64 h
0 0
s
三、产物形成动力学
• 产物生成速率
dP dx f( S , x, ,I) dt dt
• 比生产速率
1 dP Qp x dt
（一）产物形成与菌体生长的关系
1.生长联系型
产物的形成和菌体的生长相偶联 p x
小时，一级反应 ；
② 当限制性底物浓度很大
时，零级反应 ；
max S
Ks S
③ 存在高底物浓度抑制时，
1.2 V1m 0.8 0.6 V m/2 0.4 0.2 0 0K m
s v vmax km s
200 400 S 600 800 1000
与米氏方程比较
V
Monod方程的参数求解(双倒数法)：
Yx / s
x S x 菌体增加的量 /( ) t t S 消耗基质的量
Yx/s —基质生长得率（g菌体/g基质）或（g菌体/mol基质）
2. 产物得率：消耗单位数量基质所得到的产物量，称为基质的产 物得率，其定义为：
YP / S
P S P 产物增加的量 /( ) t t S 消耗基质的量
第六章
第一节 第二节 第三节 第四节
微生物发酵培养
发酵动力学 发酵培养方法的分类 影响发酵过程的主要因素 杂菌的污染与防治
第一节
微生物发酵动力学
化学动力学：
Chemical kinetics is the study of the speed with which a chemical reaction occurs and the factors that affect this speed.
QP
产物形成动力学模型举例
1.青霉素发酵
dp K3 x K4 P dx
dP bS dx a dt KS dt
2.谷氨酸发酵
3.酒精发酵
QP max dP S x d t 1 P / KP Ks S
四、生长得率和产物得率
1.生长得率：消耗单位数量基质所得到的菌体的量，称为基质的 生长得率。即：
如乙醇、丙酮 酸等初级代谢 产物的发酵
dP dx x dt dt
QP
2.非生长联系型
产物的形成和菌体的生长非偶联
p
x
多数抗生 素发酵
dP x dt
QP
3.复合型（部分生长联系型）
产物的形成和菌体的生长部分偶联 p
x 柠檬酸
dP x x dt
（二）比生长速率与基质浓度的关系
μ＝f (s, I, P, T, pH,……,)
• 1．Monod方程
– 只考虑一种基质限制 μ＝f (s)
1 d x max S x dt Ks S
式中：μmax — 最大比生长速率（1/h） Ks — 底物饱和常数（g/L）
① 当限制性底物浓度非常
发酵过程的反应描述及速度概念
发酵过程反应的描述
X
S（底物）
X（菌体） ＋ P（产物）
• 发酵动力学（fermentation kinetics):研究发酵
过程的反应速率和环境因素对速率的影响。
• • • • •
菌体生成速率－－－菌体生长动力学 产物生成速率－－－产物生成动力学 基质消耗速率－－－基质消耗动力学 三者之间的关系 单位时间内单位菌体消耗基质或形成产物（菌体）的 量称为比速，是生物反应中用于描述反应速度的常用 概念
max
1 1
S Ks S
或：
将Monod方程取倒数可得：
Ks 1 m m S
S
S
m
m
Ks
测定不同限制性基质浓度下，微生物的比生长速率， 通过回归分析计算出Monod方程的两个参数。
例：在一定条件下培养大肠杆菌，得如下数据：
S(mg/l) 6 33 64 153 221 μ(h-1) 0.06 0.24 0.43 0.66 0.70
二、微生物生长动力学
微生物细胞的生长速率和环境条件对生长速率 的影响。
（一）生长速率
菌体浓度的增加速率
dx f ( x, S , I ) dt
dx x dt
ln 2 0.693
比生长速率：单位菌体的生长速率 h-1
1 dx x dt
td
比生长速率μ与许多因素有关，当温度、pH、基 质浓度等条件改变时x，Ks和td?
解：将数据整理：
S/μ 100 137.5 192.5 231.8 311.3 S 6 33 64 153 221
S
S
m
m
Ks
400
S
300
1
S
m
m
Ks
/s
200
100
m 0.9
ks
m 108.4
100 200
What is meant by the speed of a reaction? The speed of a reaction is the rate at which the concentrations of reactants and products change. kinetics ：The branch of chemistry that is concerned with the rates of change in the concentration of reactants in a chemical reaction.