发酵工业培养基PPT课件
合集下载
发酵工程培养基
酒精生产中若用糖蜜代甘薯粉，可省去蒸煮、 制曲、糖化等过程，简化了工艺。
糖蜜使用的注意点：
除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的， 但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预 处理。
例：谷氨酸发酵
有害物资：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结 晶）、生物素（发酵控制）。
预处理：澄清→脱钙→脱除生物素 例：柠檬酸发酵 有害物质：铁离子含量高（导致异柠檬酸的生成）。 预处理：→黄血盐
但过多的初始葡萄糖会抑制微生物生长，引 起葡萄糖效应，这主要是葡萄糖的分解代谢 阻遏造成。
另外过多葡萄糖会过分加速菌体呼吸，以致 溶解氧不能满足需要，使一些中间代谢物积 累，pH下降，影响微生物生长和产物合成。
2.糖蜜 又称糖浆，俗称糖稀。
生物发酵工业所用的糖蜜，主要是指制糖工 业上的废糖蜜，它是甘蔗糖厂或甜菜糖厂的 一种副产品。
又如肠膜状明串珠菌的生长需要补充10种维 生素、19种氨基酸、3种嘌呤及嘧啶等。
2.前体
能直接结合到产物中，而自身结构没有多大 变化，但是产物产量却有较大提高。
青霉素：分子量356
苯乙酸:分子量136
如青霉素生产中，加入玉米浆，产量增加， 原因是玉米浆含有苯乙酸，被优先结合到青 霉素分子中去。
速效氮源。
无机氮源的迅速利用会引起pH的变化。 生理酸性物质：硫酸铵。 生理碱性物质：硝酸钠。
正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发 酵过程的pH有积极作用。
氨水：
在发酵中除可以调节pH外，它也是一种容易 被利用的氮源，在许多抗生素的生产中得到 普遍使用。
氨水因碱性较强，因此使用时要防止局部过 碱，加强搅拌，并少量多次地加入。
铁：
糖蜜使用的注意点：
除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的， 但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预 处理。
例：谷氨酸发酵
有害物资：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结 晶）、生物素（发酵控制）。
预处理：澄清→脱钙→脱除生物素 例：柠檬酸发酵 有害物质：铁离子含量高（导致异柠檬酸的生成）。 预处理：→黄血盐
但过多的初始葡萄糖会抑制微生物生长，引 起葡萄糖效应，这主要是葡萄糖的分解代谢 阻遏造成。
另外过多葡萄糖会过分加速菌体呼吸，以致 溶解氧不能满足需要，使一些中间代谢物积 累，pH下降，影响微生物生长和产物合成。
2.糖蜜 又称糖浆，俗称糖稀。
生物发酵工业所用的糖蜜，主要是指制糖工 业上的废糖蜜，它是甘蔗糖厂或甜菜糖厂的 一种副产品。
又如肠膜状明串珠菌的生长需要补充10种维 生素、19种氨基酸、3种嘌呤及嘧啶等。
2.前体
能直接结合到产物中，而自身结构没有多大 变化，但是产物产量却有较大提高。
青霉素：分子量356
苯乙酸:分子量136
如青霉素生产中，加入玉米浆，产量增加， 原因是玉米浆含有苯乙酸，被优先结合到青 霉素分子中去。
速效氮源。
无机氮源的迅速利用会引起pH的变化。 生理酸性物质：硫酸铵。 生理碱性物质：硝酸钠。
正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发 酵过程的pH有积极作用。
氨水：
在发酵中除可以调节pH外，它也是一种容易 被利用的氮源，在许多抗生素的生产中得到 普遍使用。
氨水因碱性较强，因此使用时要防止局部过 碱，加强搅拌，并少量多次地加入。
铁：
第五节发酵工程简介ppt课件
灭菌
• 发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种， 整个发酵过程中不能混入杂菌。为什么呢？
– 在发酵过程中如混入其他微生物，将与 菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良 影响。
– 例如：如果在谷氨酸发酵过程中混入放 线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量 的谷氨酸棒状杆菌死亡。
灭菌
• 那如何防止杂菌的污染呢？
发酵过程（中心阶段）
检测进程，满足营养需要； 严格控制温度、pH、溶氧、 转速等
灭菌
杀灭杂菌（胞体、 孢子及芽孢）
扩大培养和接种
2、培养基的配制
• 这种培养基从组成成分和物理性质上看属于 哪种培养基?
– 从物理性质上成看分是液体培养基，从化学酸成碱分度上看是天 然培养基。问题1：在工业生产过程中常采用这种天然成 豆分饼作水为解营液养、物玉质米的浆液、体尿培素养、基磷，酸这在发p酵H：生7产—中8有什么 二好氢处钾呢、？氧化钾、硫酸镁、生物素
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
谷氨酸棒状杆菌在一定 的条件下能够利用环境 中的营养物质来合成谷 氨酸。
在工厂里是 怎样应用谷氨酸 棒状杆菌来生产 谷氨酸的？
• 菌种选育
分离纯化
自然界选种、诱变育种、菌 体：过滤、沉淀
基因工程、细胞工程 代谢产物：蒸馏、萃取、离子
交换
培养基配制
根据培养基的配制原 则制备，实践中需多 次试验
– （1）根据不同的菌种，应选择不同的材料配 制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、 氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求， 并为微生物提供适宜的pH。
– （2）培养基的营养要协调，以利于产物的合 成。
3、灭菌
• 配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？
– 不能 – 需要进行灭菌
第二章发酵工业微生物菌种制备原理和技术-PPT
筛选一些具有特殊性质得微生物时,需根据该微生物独特 得生理特性到相应得地点采样(极端环境)。如:
高温酶产生菌:温度较高得南方,或温泉、火山爆发处 及北方得堆肥中采集样品;
低温酶产生菌:寒冷得地方,如南北极地区、冰窖、深 海中采样;
耐压菌:海洋底部采样。 耐高渗透压酵母菌:通常到甜果、蜜饯或甘蔗渣堆积处
菌种纯化就是指在特定环境中只让1种来自同一祖先得微生物 群体生存得技术。
菌株分离、筛选虽为两个环节,但却不能绝然分开,因为分离中 得一些措施本身就具有筛选作用。工业微生物产生菌得筛选 一般包括两大部分:一就是从自然界分离所需要得菌株,二就是 把分离到得野生型菌株进一步纯化并进行代谢产物鉴别。
3、分离思路
从自然界筛选
B、采样季节:以温度适中,雨量不多得秋初为好。
C、采土方式:在选好适当地点后,用小铲子除去表土,取 离地面5-15cm处得土约10g,盛入清洁得牛皮纸袋或塑 料袋中,扎好,标记,记录采样时间、地点、环境条件等, 以备查考。为了使土样中微生物得数量与类型尽少变 化,宜将样品逐步分批寄回,以便及时分离。
别出来。
抗生素筛选
6、生产性能得测定
由于纯种分离后,得到得菌株数量非常大,如果对每 一菌株都作全面或精确得性能测定,工作量十分巨大, 而且就是不必要得。一般采用两步法,即初筛与复筛, 经过多次重复筛选,直到获得1～3株较好得菌株,供 发酵条件得摸索与生产试验,进而作为育种得出发菌 株。这种直接从自然界分离得到得菌株称为野生型 菌株,以区别于用人工育种方法得到得变异菌株(亦 称突变株)。
采样。如有人曾在花蜜中分离到一株能耐30%高糖得耐 高渗透压得酵母菌。
(3)含微生物样品得富集培养(优化得过程) ----施加选择性压力分离法
发酵工程制药ppt课件
避光、缺少营养）； 尽可能采用多种不同的手段保藏同一菌株。
48
菌种保藏的常用方法
斜面低温保藏法 石蜡油封存法 砂土管保藏法 麸皮保藏法 甘油悬液保藏法 冷冻真空干燥保藏法 液氮超低温保藏法 宿主保藏法
49
方法名称 斜面低温保藏法 石蜡油封存法
砂土管保藏法
麸皮保藏法 甘油悬液保藏法 冷冻真空干燥保藏法
自然选育 诱变育种 杂交育种 原生质体融合 基因工程
39
从自然界中获得新菌种
土壤、空气、动植物等，严重污染的水域，极端 环境等
基本程序：
采样→预处理→富集培养→筛选→鉴定→野生型
菌株
40
诱变育种
物理或化学方法诱发突变。 物理诱变剂：紫外线、X-射线、γ-射线等 化学诱变剂：氮芥、亚硝酸、5-氟尿嘧啶等
50
第三节 发酵方式
（一）分批培养 （二）连续培养 （三）其它培养方法
51
（一）分批培养
•1、分批培养的定义 •2、分批培养的生长过程 •3、分批培养过程中影响细胞生长的因素
52
分批培养的设备要求较少 操作也较简单
工业微生物生产中经常采用
1、分批培养的定 义
• 分批培养是一种间 歇式的培养方法，
36
真菌之其它
牛肝菌属：含有人体必需的8种氨基酸，还含有腺膘呤、 胆碱和腐胺等生物碱。
灵芝属：灵芝多糖、灵芝多肽、三萜类、16种氨基酸(其 中含有七种人体必需氨基酸)、蛋白质、甾类、甘露醇、 香豆精苷、生物碱、有机酸（主含延胡索酸），以及微量 元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn等。
37
发酵菌种的选育要求
饲料工业（单细胞蛋白） (Antibiotics…)
48
菌种保藏的常用方法
斜面低温保藏法 石蜡油封存法 砂土管保藏法 麸皮保藏法 甘油悬液保藏法 冷冻真空干燥保藏法 液氮超低温保藏法 宿主保藏法
49
方法名称 斜面低温保藏法 石蜡油封存法
砂土管保藏法
麸皮保藏法 甘油悬液保藏法 冷冻真空干燥保藏法
自然选育 诱变育种 杂交育种 原生质体融合 基因工程
39
从自然界中获得新菌种
土壤、空气、动植物等，严重污染的水域，极端 环境等
基本程序：
采样→预处理→富集培养→筛选→鉴定→野生型
菌株
40
诱变育种
物理或化学方法诱发突变。 物理诱变剂：紫外线、X-射线、γ-射线等 化学诱变剂：氮芥、亚硝酸、5-氟尿嘧啶等
50
第三节 发酵方式
（一）分批培养 （二）连续培养 （三）其它培养方法
51
（一）分批培养
•1、分批培养的定义 •2、分批培养的生长过程 •3、分批培养过程中影响细胞生长的因素
52
分批培养的设备要求较少 操作也较简单
工业微生物生产中经常采用
1、分批培养的定 义
• 分批培养是一种间 歇式的培养方法，
36
真菌之其它
牛肝菌属：含有人体必需的8种氨基酸，还含有腺膘呤、 胆碱和腐胺等生物碱。
灵芝属：灵芝多糖、灵芝多肽、三萜类、16种氨基酸(其 中含有七种人体必需氨基酸)、蛋白质、甾类、甘露醇、 香豆精苷、生物碱、有机酸（主含延胡索酸），以及微量 元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn等。
37
发酵菌种的选育要求
饲料工业（单细胞蛋白） (Antibiotics…)
发酵工程第三章培养基
发酵工程第三章培养基
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
培养基：广义上讲培养基是指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
葡萄糖效应
这是大肠杆菌首先利用葡萄糖进展生长繁殖，在 葡萄糖耗尽后，过一段时间菌体才开场利用乳糖 再生长繁殖。后来的酶学试验证实，当葡萄糖存 在时，细菌不利用其他糖。在上述培养基中即使 参加乳糖酶诱导物，葡萄糖没耗尽，利用乳糖的 酶系也不能合成。
葡萄糖效应是由葡萄糖的某种分解代谢物引起的， 这种代谢物阻遏了细菌能够利用其他糖的酶的生 成。
气搅拌性能以及发酵产物的后期处理。
3.1 发酵工业培养基的根本要求
必须提供合成微生物细胞和发酵产物的根 本成分；
有利于减少培养基的单耗，即提高单位营 养物质的转化率；
有利于提高产物的浓度，以提高单位容积 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；
尽量减少副产物的形成，便于产物的别离 纯化，并尽可能减少产生“三废〞物质；
次参加，并强强搅拌； 二是氨水中含有多种嗜碱性微生物，因此在使用前要用石棉等
过滤介质进展过滤除菌，防止因通氨而引起的染菌。
毛霉产蛋白酶的研究
陈涛，中国酿造，2004
初始pH的影响: pH偏酸比较好，中性蛋白酶影响大
无机氮源的影响： 硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素
2、有机氮源
来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼 粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
培养基：广义上讲培养基是指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
葡萄糖效应
这是大肠杆菌首先利用葡萄糖进展生长繁殖，在 葡萄糖耗尽后，过一段时间菌体才开场利用乳糖 再生长繁殖。后来的酶学试验证实，当葡萄糖存 在时，细菌不利用其他糖。在上述培养基中即使 参加乳糖酶诱导物，葡萄糖没耗尽，利用乳糖的 酶系也不能合成。
葡萄糖效应是由葡萄糖的某种分解代谢物引起的， 这种代谢物阻遏了细菌能够利用其他糖的酶的生 成。
气搅拌性能以及发酵产物的后期处理。
3.1 发酵工业培养基的根本要求
必须提供合成微生物细胞和发酵产物的根 本成分；
有利于减少培养基的单耗，即提高单位营 养物质的转化率；
有利于提高产物的浓度，以提高单位容积 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；
尽量减少副产物的形成，便于产物的别离 纯化，并尽可能减少产生“三废〞物质；
次参加，并强强搅拌； 二是氨水中含有多种嗜碱性微生物，因此在使用前要用石棉等
过滤介质进展过滤除菌，防止因通氨而引起的染菌。
毛霉产蛋白酶的研究
陈涛，中国酿造，2004
初始pH的影响: pH偏酸比较好，中性蛋白酶影响大
无机氮源的影响： 硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素
2、有机氮源
来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼 粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、
发酵工程--ppt课件(2024版)
罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没 有物料交换。 ➢ 传统的生物产品发酵多用此过程。
分批发酵的优缺点
➢ 优点 操作简单 操作引起染菌的概率低 不会产生菌种老化和变异问题
➢ 缺点 非生产时间较长、设备利用率低
➢ 根据不同发酵类型，每批发酵需要十 几个小时到几周时间。
➢ 全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的 培养基、接种、发酵过程、放罐和洗 罐，所需时间的总和为一个发酵周期。
典型的分批发酵工艺流程图
微生物分批培养的生长曲线
1.延滞期 2.加速生长期 3.指数生长期 4.减速期 5.稳定期 6.衰亡期
4.3.1.2 连续发酵
以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基， 同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐 内的液量维持，微生物在稳定状态（恒定的基 质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定的 菌体浓度、恒定的比生长速率）下生长。
4 发酵工程
【学习目的】
1. 掌握发酵工程的基本类型和基本原理。 2. 了解典型发酵产品的生产工艺。 3. 认识发酵的基本过程及常用的发酵设备。
发酵（Fermentation）
最初来自拉丁语“发泡”（fervere），是指酵 母作用于果汁或者发芽谷物产生CO2的现象。
巴斯德：酵母在无氧环境下的呼吸过程。 生物化学：微生物在无氧时的代谢过程。
草莓栽培
微生物酶发酵 酶普遍存在于动植物中，在人类生活中发挥着
非常重要的作用。
微生物代谢产物发酵 ①氨基酸、蛋白质、核酸——初级代谢产物 ②抗生素、生长因子等——次级代谢产物
微生物转化发酵 利用微生物把一种化合物转变成结构相关的更
有经济价值的产物。 葡萄糖→Grapevine
生物工程发酵 DNA重组的“工程菌”理论上可以生产出多种代 谢产物。
分批发酵的优缺点
➢ 优点 操作简单 操作引起染菌的概率低 不会产生菌种老化和变异问题
➢ 缺点 非生产时间较长、设备利用率低
➢ 根据不同发酵类型，每批发酵需要十 几个小时到几周时间。
➢ 全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的 培养基、接种、发酵过程、放罐和洗 罐，所需时间的总和为一个发酵周期。
典型的分批发酵工艺流程图
微生物分批培养的生长曲线
1.延滞期 2.加速生长期 3.指数生长期 4.减速期 5.稳定期 6.衰亡期
4.3.1.2 连续发酵
以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基， 同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐 内的液量维持，微生物在稳定状态（恒定的基 质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定的 菌体浓度、恒定的比生长速率）下生长。
4 发酵工程
【学习目的】
1. 掌握发酵工程的基本类型和基本原理。 2. 了解典型发酵产品的生产工艺。 3. 认识发酵的基本过程及常用的发酵设备。
发酵（Fermentation）
最初来自拉丁语“发泡”（fervere），是指酵 母作用于果汁或者发芽谷物产生CO2的现象。
巴斯德：酵母在无氧环境下的呼吸过程。 生物化学：微生物在无氧时的代谢过程。
草莓栽培
微生物酶发酵 酶普遍存在于动植物中，在人类生活中发挥着
非常重要的作用。
微生物代谢产物发酵 ①氨基酸、蛋白质、核酸——初级代谢产物 ②抗生素、生长因子等——次级代谢产物
微生物转化发酵 利用微生物把一种化合物转变成结构相关的更
有经济价值的产物。 葡萄糖→Grapevine
生物工程发酵 DNA重组的“工程菌”理论上可以生产出多种代 谢产物。
发酵工业的培养基及原料处理jiang
(1)因为采用高温短时间灭菌，物料受热时间短，降 低营养成份旳破坏，有利于提升生产率。
(2)总旳灭菌时间比分批灭菌大为降低，缩短发酵罐 旳生产周期。
(3)蒸气负荷均衡，提升了锅炉效率。
(4)适应于自动化控制。
连续灭菌旳缺陷： 1、易产生泡沫 2、大颗粒物料易造成管道堵塞 3、大颗粒物料会造成局部灭菌不彻底 4、需要增长设备
有机氮源：
豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、酵母粉、 酵母膏、蛋白胨、玉米浆、鱼粉、蚕蛹 粉、尿素等
无机氮源：
铵 盐：如硫酸铵(生理酸性盐) 硝酸盐：如硝酸钠(中性盐)
无机盐：磷、硫、镁、钾、钙、铁、钠 等元素一般以无机盐旳形式加入。
微量元素：铜、锌、钴、锰、钼等微量 元素一般在复合培养基中都存在，无需 单独加入，某些特殊需要旳都是以无机 盐旳形式加入。
水解罐升温糖化
开始蒸汽压力0.3～0.5kg/cm2，进 料完毕后升压至2.8～3.0kg/cm2
保持15～30分钟
水解糖液 （DE=90～92%）
冷却至70℃
接下页
加NaOH中和至pH4.0～4.5
加0.1％活性炭脱色(60℃)
过滤
水解糖液
还原糖 DE = 干物质×100％
（二）、淀粉酶法水解工艺过程：
另外大型发酵罐采用这种措施，不甚合理， 因为发酵罐本身旳夹套或蛇管传热面积有限，做 不到高温度短时间旳原则。
夹层或蛇管加热至90℃， 开搅拌。
停搅拌，罐内进汽至要 求旳温度，维持1～2个 小时。
连续灭菌：是将培养基在发酵罐外连续不断进行加 热，维持和冷却，最终进入发酵罐。
连续灭菌适合于大规模工厂，它旳优点如下：
-淀粉酶：
又称液化酶，它对直链淀粉旳作 用是将直链旳淀粉分子-(1,4)-键任意 地、不规则旳分解为若干短链旳糊精， 糊精继续分解，最终反应产物为13％ 旳葡萄糖及87％麦芽糖，但是糊精变 为糖旳速度是极缓慢旳。
(2)总旳灭菌时间比分批灭菌大为降低，缩短发酵罐 旳生产周期。
(3)蒸气负荷均衡，提升了锅炉效率。
(4)适应于自动化控制。
连续灭菌旳缺陷： 1、易产生泡沫 2、大颗粒物料易造成管道堵塞 3、大颗粒物料会造成局部灭菌不彻底 4、需要增长设备
有机氮源：
豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、酵母粉、 酵母膏、蛋白胨、玉米浆、鱼粉、蚕蛹 粉、尿素等
无机氮源：
铵 盐：如硫酸铵(生理酸性盐) 硝酸盐：如硝酸钠(中性盐)
无机盐：磷、硫、镁、钾、钙、铁、钠 等元素一般以无机盐旳形式加入。
微量元素：铜、锌、钴、锰、钼等微量 元素一般在复合培养基中都存在，无需 单独加入，某些特殊需要旳都是以无机 盐旳形式加入。
水解罐升温糖化
开始蒸汽压力0.3～0.5kg/cm2，进 料完毕后升压至2.8～3.0kg/cm2
保持15～30分钟
水解糖液 （DE=90～92%）
冷却至70℃
接下页
加NaOH中和至pH4.0～4.5
加0.1％活性炭脱色(60℃)
过滤
水解糖液
还原糖 DE = 干物质×100％
（二）、淀粉酶法水解工艺过程：
另外大型发酵罐采用这种措施，不甚合理， 因为发酵罐本身旳夹套或蛇管传热面积有限，做 不到高温度短时间旳原则。
夹层或蛇管加热至90℃， 开搅拌。
停搅拌，罐内进汽至要 求旳温度，维持1～2个 小时。
连续灭菌：是将培养基在发酵罐外连续不断进行加 热，维持和冷却，最终进入发酵罐。
连续灭菌适合于大规模工厂，它旳优点如下：
-淀粉酶：
又称液化酶，它对直链淀粉旳作 用是将直链旳淀粉分子-(1,4)-键任意 地、不规则旳分解为若干短链旳糊精， 糊精继续分解，最终反应产物为13％ 旳葡萄糖及87％麦芽糖，但是糊精变 为糖旳速度是极缓慢旳。
第3章 发酵工业培养基的设计
明确试验目的与要求 试验方案设计：
选定试验指标
选因素、定水平 因素、水平确定 选择合适正交表 表头设计 列试验方案 试验结果分析
进行试验，记录试验结果 试验结果分析： 试验结果极差分析 试验结果方差分析
绘 制 因 素 指 标 趋 势 图
计 算 K 值
计 算 k 值
计 算 极 差 R
计算各列偏差平方和、 自由度 列方差分析表， 进行F 检验 分析检验结果， 写出结论
甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜中主要含蔗糖。
糖蜜中干物质的浓度很大，含5%~12%的胶体物质以 及10%~12%的灰分，如果不进行预处理，则微生物无法生 长和发酵。 1. 糖蜜的预处理
预处理步骤包括稀释、澄清、脱钙调pH、调节金属离 子浓度等。
2. 谷氨酸发酵的糖蜜预处理 一般谷氨酸发酵培养基以含生物素1μg·L－1 ~ 5μg·L －1为宜。 糖蜜中的生物素含量为0.04μg·L－1 ~10μg·L－1，如配 成含糖10%的培养基，每升培养基的生物素含量将达 8μg~2000μg。 解决的主要方法包括：糖蜜预处理法、添加化学药剂 法、追加糖蜜法及营养缺陷型变异株法等四种方法。
二、培养基的分类
①合成培养基
按组成分
②天然培养基
③半合成培养基 ①固体培养基
按物理状态分
②液体培养基 ③半固体培养基
①孢子培养基
按用途分 ②种子培养基 ③发酵培养基
第二节 淀粉水解糖的制备及糖蜜原料的处理
一、 淀粉水解糖的制备 淀粉在酸或酶的作用下水解成葡萄糖的过程称为糖化， 制得的水解糖液叫淀粉水解糖。 根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同，水 解淀粉转化为葡萄糖有三种方法。
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鳌合有害的金属离子。
发酵工程 ppt课件
同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培 养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵，获得所需的 发酵产品。
Louis Pasteur 1822-1895
• Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律
• 其后不久，科赫(Koch)建立了单种微生物分离和纯培养技 术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物的传染病是由 特定的细菌引起的。从而得知，微生物也和高等植物一样， 可以根据它们的种属关系明确地加以区分，从此以后，各 种微生物纯培养技术获得成功。单种微生物分离和纯培养 技术的建立，是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。
• 18世纪后期，Ha nsen在Calsberg 酿造厂建立了酵 母纯种培养技术
发酵工程 ppt课件
科赫 (Koch)
科赫的主要贡献
➢ 发明了固体培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立。
➢ 创造了细菌染色方法。 ➢ 发现了许多病原菌，为以后研究药物和寻找治疗方法提供了依据。
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌 发现结核病原菌—结核杆菌
spirillum (螺旋菌 )
spirochaeta 发酵工程 ppt课件 (螺旋体 )
Some particular bacteria morphology
亮发菌的形态 示丝状特殊形态
发酵工程 ppt课件
细菌分裂方式是裂殖，根据其核的分 裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。
❖生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活
它描述酵母作用于果汁 或麦芽浸出液时产生气泡 的现象。产生气泡的现象 是由浸出液中的糖在缺氧 条件下降解而产生的二氧 化碳所引起的。
发酵工程 ppt课件
发酵工程
发酵工程(fermentation engineering):研究发酵工业生产过程 中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学。具体包括菌种选 育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
Louis Pasteur 1822-1895
• Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律
• 其后不久，科赫(Koch)建立了单种微生物分离和纯培养技 术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物的传染病是由 特定的细菌引起的。从而得知，微生物也和高等植物一样， 可以根据它们的种属关系明确地加以区分，从此以后，各 种微生物纯培养技术获得成功。单种微生物分离和纯培养 技术的建立，是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。
• 18世纪后期，Ha nsen在Calsberg 酿造厂建立了酵 母纯种培养技术
发酵工程 ppt课件
科赫 (Koch)
科赫的主要贡献
➢ 发明了固体培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立。
➢ 创造了细菌染色方法。 ➢ 发现了许多病原菌，为以后研究药物和寻找治疗方法提供了依据。
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌 发现结核病原菌—结核杆菌
spirillum (螺旋菌 )
spirochaeta 发酵工程 ppt课件 (螺旋体 )
Some particular bacteria morphology
亮发菌的形态 示丝状特殊形态
发酵工程 ppt课件
细菌分裂方式是裂殖，根据其核的分 裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。
❖生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活
它描述酵母作用于果汁 或麦芽浸出液时产生气泡 的现象。产生气泡的现象 是由浸出液中的糖在缺氧 条件下降解而产生的二氧 化碳所引起的。
发酵工程 ppt课件
发酵工程
发酵工程(fermentation engineering):研究发酵工业生产过程 中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学。具体包括菌种选 育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵工程简介(共17张PPT)
利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。 如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。 豆饼水解液、玉米浆中的水
如：通过青霉发酵能生产青霉素。 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。 发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。 发酵工程能生产各种食品添加剂。
二、发酵工程概念
▪ 采用现代工程技术手段，利用 微生物的某些特定功能，为人 类生产有用的产品，或直接把 微生物应用于工业生产过程中 的一种新技术。
三、发酵工程的内容
▪ 发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：
1. 菌种的选育 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
20世纪80年代中期全世界的单细胞蛋白年产量已达2. 例如：通过发酵可获得大量的微生物菌体——单细胞蛋白。2.培Biblioteka 基的配置1.培养基配置的原则：
1. 根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。
▪ 配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐 等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。
2. 培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 3. 培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产
成本，以得到更高的经济效益。
培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
6. 分离提纯
1.菌种的选育
1.选育的方法：
1) 从自然界中先分离出相应的菌种；
2) 利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种 ；
3) 利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工 程菌。
2.举例：
▪ 可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结 合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞 内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛 素的菌种。
如：通过青霉发酵能生产青霉素。 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。 发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。 发酵工程能生产各种食品添加剂。
二、发酵工程概念
▪ 采用现代工程技术手段，利用 微生物的某些特定功能，为人 类生产有用的产品，或直接把 微生物应用于工业生产过程中 的一种新技术。
三、发酵工程的内容
▪ 发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：
1. 菌种的选育 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
20世纪80年代中期全世界的单细胞蛋白年产量已达2. 例如：通过发酵可获得大量的微生物菌体——单细胞蛋白。2.培Biblioteka 基的配置1.培养基配置的原则：
1. 根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。
▪ 配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐 等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。
2. 培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 3. 培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产
成本，以得到更高的经济效益。
培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
6. 分离提纯
1.菌种的选育
1.选育的方法：
1) 从自然界中先分离出相应的菌种；
2) 利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种 ；
3) 利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工 程菌。
2.举例：
▪ 可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结 合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞 内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛 素的菌种。
发酵工程PPT课件
一 、
有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化
概 的生物化学过程。
述
21、膜生物反应器：利用膜的阴留性能将生物催化剂限制
在膜组件的固定空间，供给所需的底物和营养物，即可在
固定空间内进行生物反应，而产生的产物造成真空膜，进
入膜的另一侧空间，脱离生物催化剂，达到了生物反应与
产物分离同时进行的目的。
15、分解代谢：又称异化作用，是指由复杂的营养物质分 解成简单化合物的过程。
16、合成代谢：又称同化作用，是指由简单化合物合成复 杂的细胞物质的过程。
一 17、代谢控制发酵：是利用遗传学的方法或其他生物化学
、 方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，
概 述
使有用目的产物大量生成和积累的发酵。
的
特别是丝状菌生长的情况 p198式（5－8）
内 容
C 、细胞死亡动力学
p198式（5－9）
② 产物形成动力学
a、 L-P模型：
二
、
p198式（5－10）
发 酵
b、菌龄模型
工 程
p199式（5－11、12）
的
c、 生化模型
内
容
1）基质抑制模型： p199式（5－13）
2）氧限制模型： p199式（5－14）
、 发
（恒定的必需营养）
酵
工
优点：稳定、自动化、利用率高、持续性好、体积
程
的
小、探头长寿、发酵产率高
内
容
缺点：成本高、杂菌污染、微生物易变异、粘性丝
状菌易结团、保持无菌难
（3）发酵动力学
研究方法 p195：宏观处理法、质量平衡法
二
宏观处理法：结构模型与非结构模型 p212
【发酵工程】第三章 发酵培养基3
灭菌
在大规模发酵中应该尽可能的采取连续灭菌的操作， 而且保证灭菌条件的稳定是保证发酵稳定的前提 有时避免营养物质在加热的条件下，相互作用， 可以将营养物质分开消毒。 Na2HPO4+CaCO3→CaHPO4+Na2CO3 有些物质由于挥发和对热非常敏感，就不能采用湿 热的灭菌方法
第四节、重组产品培养基的介绍
13．在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（ ） 培养基 A 基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基
15.要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用（ ）
A.加入青霉素的培养基 B．加入高浓度食盐的培
养基 C．固体培养基
D.液体培养基
C
16．根据培养基的物理状态，划分的发酵种类
是
（
）
第一节第一节发酵培养基的要求和种类发酵培养基的要求和种类第二节第二节发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源第三节第三节发酵培养基的设计原理与优化发酵培养基的设计原理与优化第二节发酵培养基的成分及来源一碳源1作用2来源有机氮源和无机氮源二氮源1作用2来源三无机盐及微量元素糖类油脂有机酸烃和醇类四生长因子前体和产物促进剂从广义上讲凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质如氨基酸嘌呤嘧啶维生素等均称生长因子
pH控制摇床：反应器水平上的摇瓶研究
五、培养基设计时注意的一些相关问题
原料及设备的预处理 原材料的质量
发酵特性的影响
在抗生素发酵生产中往往喜欢所谓的“稀配方”，因 为它既降低成本、灭菌容易、且使氧传递容易而有利 于目的产物的生物合成。如果营养成分缺乏，则可通 过中间补料方法予以弥补。
单因子实验
多因子实验：均匀设计、
正交实验设计、 响应面分析等。
3-工业发酵培养基
有机酸的利用常会使pH上升，尤其是有机酸盐氧化时，常 伴随着碱性物质的产生，使pH进一步上升。
如以醋酸盐为碳源时，反应如下： CH3COONa + 2O2 2CO2 + H2O + NaOH
4、烃和醇类
随着石油工业的发展，微生物工业的碳源也有所扩大。
正烷烃（一般指从石油裂解中得到的14-18碳的直链烷烃混 合物）已用于有机酸、氨基酸、维生素、抗生素和酶制剂的工 业发酵中。
代谢途径。一般5μg/L。
过量
不足
不产或少产 谷氨酸
产乳酸或琥 珀酸
长菌快， pH低，尿 素消耗多
菌体生长
生
不好
物
谷氨酸产
素
量低弱
发酵向乳 酸发酵转 换
2）维生素B1：对某些菌种发酵有促进作用。 3）天然原料：玉米浆， 0.4-0.8%
麸皮水解液， 1% 糖蜜， 0.1-0.4% 酵母
提供生长因子的农副产品原料
1）合成培养基
所用原料的化学成分明确、稳定 如葡萄糖、硫酸 2）天然铵培养基
原料适是于一研些究天菌然种动基、本植代物谢产和品过程如的花物生质饼粉变、化蛋等白科胨研等 工 作；在生产某些疫苗的过程中，为了防止异性蛋白质
来等源杂广质泛掺（入大，多也为常农用副合产成品培）养、基营；养丰富、价格低廉、 适于工营业养化单生一产、价格较高，不适于大规模生产
4) 酵母 酵母膏、酵母浸出液、酵母粉
5）其他 牛肉膏、蛋白胨、动物心、肝等组织浸液等都含 有丰富的生长因子
五．前体
❖ 某些化合物被加到培养基后，能够直接在生物合成过 程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大的 变化，却能提高产品的产量。这类小分子物质称为前体。
六．促进剂和抑制剂
如以醋酸盐为碳源时，反应如下： CH3COONa + 2O2 2CO2 + H2O + NaOH
4、烃和醇类
随着石油工业的发展，微生物工业的碳源也有所扩大。
正烷烃（一般指从石油裂解中得到的14-18碳的直链烷烃混 合物）已用于有机酸、氨基酸、维生素、抗生素和酶制剂的工 业发酵中。
代谢途径。一般5μg/L。
过量
不足
不产或少产 谷氨酸
产乳酸或琥 珀酸
长菌快， pH低，尿 素消耗多
菌体生长
生
不好
物
谷氨酸产
素
量低弱
发酵向乳 酸发酵转 换
2）维生素B1：对某些菌种发酵有促进作用。 3）天然原料：玉米浆， 0.4-0.8%
麸皮水解液， 1% 糖蜜， 0.1-0.4% 酵母
提供生长因子的农副产品原料
1）合成培养基
所用原料的化学成分明确、稳定 如葡萄糖、硫酸 2）天然铵培养基
原料适是于一研些究天菌然种动基、本植代物谢产和品过程如的花物生质饼粉变、化蛋等白科胨研等 工 作；在生产某些疫苗的过程中，为了防止异性蛋白质
来等源杂广质泛掺（入大，多也为常农用副合产成品培）养、基营；养丰富、价格低廉、 适于工营业养化单生一产、价格较高，不适于大规模生产
4) 酵母 酵母膏、酵母浸出液、酵母粉
5）其他 牛肉膏、蛋白胨、动物心、肝等组织浸液等都含 有丰富的生长因子
五．前体
❖ 某些化合物被加到培养基后，能够直接在生物合成过 程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大的 变化，却能提高产品的产量。这类小分子物质称为前体。
六．促进剂和抑制剂
工业发酵培养基发酵培养基的作用满足菌体的生长促进
02
酶酸法：先用-淀粉酶液化，再用酸水解。
适用：颗粒大小不一（如碎米淀粉）的淀粉原料，若用酸法，则水解不均匀。
（四）不同糖化工艺的比较
项目
酸解法
酸酶结合法
酶解法
DE值
91
95
98
羟甲基糠醛（％）
0.3
0.008
0.003
色度
10
0.3
0.2
淀粉转化率
90
95
98
工艺条件
高温加压
高温加压
液化（liquification） －淀粉酶水解底物内部的－1,4糖苷键，不能水解－1,6糖苷键，一般采用耐高温淀粉酶，使液化速度加快。85－90 。
液化程度的控制（液化后需糖化的原因） 糖液的DE值低（α-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷键） 液化在较高温度下进行，液化时间加长，淀粉老化，使糖化酶难以利用。 糖化酶水解的底物分子要求有一定的大小范围。
糖蜜使用的注意点：
工业上常用的氮源（nitrogen source） 无机氮(迅速利用的氮源) 种类：氨水、铵盐或硝酸盐、尿素 选择合适的无机氮源有两层意义： 满足菌体生长 稳定和调节发酵过程中的pH
毛霉产蛋白酶的研究
无机氮源的影响：硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素
2.有机氮：
来源：一些廉价的原料，如玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、鱼粉、酵母浸出膏等。 成分复杂：除提供氮源外，还提供大量的无机盐及生长因子。
微生物生长不可缺少的微量有机物质。如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素。
四、生长因子（growth factor）
02
硫酸盐、磷酸盐、氯化物及一些微量元素。
三、无机盐（inorganic mineral）
酶酸法：先用-淀粉酶液化，再用酸水解。
适用：颗粒大小不一（如碎米淀粉）的淀粉原料，若用酸法，则水解不均匀。
（四）不同糖化工艺的比较
项目
酸解法
酸酶结合法
酶解法
DE值
91
95
98
羟甲基糠醛（％）
0.3
0.008
0.003
色度
10
0.3
0.2
淀粉转化率
90
95
98
工艺条件
高温加压
高温加压
液化（liquification） －淀粉酶水解底物内部的－1,4糖苷键，不能水解－1,6糖苷键，一般采用耐高温淀粉酶，使液化速度加快。85－90 。
液化程度的控制（液化后需糖化的原因） 糖液的DE值低（α-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷键） 液化在较高温度下进行，液化时间加长，淀粉老化，使糖化酶难以利用。 糖化酶水解的底物分子要求有一定的大小范围。
糖蜜使用的注意点：
工业上常用的氮源（nitrogen source） 无机氮(迅速利用的氮源) 种类：氨水、铵盐或硝酸盐、尿素 选择合适的无机氮源有两层意义： 满足菌体生长 稳定和调节发酵过程中的pH
毛霉产蛋白酶的研究
无机氮源的影响：硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素
2.有机氮：
来源：一些廉价的原料，如玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、鱼粉、酵母浸出膏等。 成分复杂：除提供氮源外，还提供大量的无机盐及生长因子。
微生物生长不可缺少的微量有机物质。如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素。
四、生长因子（growth factor）
02
硫酸盐、磷酸盐、氯化物及一些微量元素。
三、无机盐（inorganic mineral）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、孢子培养基（也称为斜面培养基）
用途：供微生物生长繁殖孢子或保藏菌种之用，
提供细胞生长繁殖所需的各类营养物质。
措施：①培养基营养不能太丰富，碳、氮源不宜
过多，否则易长菌丝而少产孢子。
②无机盐浓度应适量，否则影响孢子的颜
色和数量。
③ 注意培养基的pH和湿度，并供给必要 的生长因子和微量元素。
生产上常用的有：麸皮培养基、大米培养基等
.
17
2、种子培养基
用途：供孢子发芽、生长和繁殖大量菌丝体，
并使菌丝长得粗壮，成为活力强的种子。
措施：①有较完全和丰富的营养物质，特别是
充足的氮源和生长因子。
②碳源和氮源应提供一些易于利用的成
分。
③各种营养物浓度不必太高，有利于溶
氧，且最后一级种子培养基的成分应 较
接近发酵培养基，以便种子进入发酵
常用的油脂类有：豆油、菜籽油、棉 籽油、鱼油、猪油等。
.
6
（３）有机酸
有机酸的利用常会引起发酵体系pH上升， 尤其是有机酸盐氧化时，常伴随有碱性物质 的产生，使pH进一步上升。
常用的有机酸有：乳酸、醋酸、柠檬酸 等。
（４）烃和低碳醇类
正烷烃以用于有机酸、氨基酸、抗生素、
维生素和酶制剂发酵中，甘油也常用作抗生
微生物细胞的含水量约占细胞鲜重的 70～90%。
.
11
水对微生物的生理作用：
①起到溶剂与运输介质的作用，营养物质的吸 收与代谢产物的分泌以水为介质才能完成
②参与细胞内一系列生化反应
③维持蛋白质等生物大分子稳定的天然构象
④水的比热高，热的传导性好，能有效地吸收 代谢过程中放出的热，并将吸收的热散发出 去，避免导致细胞内温度陡然升高；
第3章 发酵工业培养基设计
• 培养基：人工配制的供M或动植物细 胞
生长、繁殖、代谢和合成人们
所需产物的营养物质和原料。
.
1
3.1 发酵工业培养基的基本要求
①必须提供合成M细胞和发酵产物的基本成分 ②有利于提高单位营养物质的转化率 ③有利于提高产物的浓度 ④有利于提高产物的合成速度 ⑤尽量减少副产物的形成 ⑥原料价格低廉、来源广泛、质量稳定 ⑦尽可能减少对发酵中通气搅拌和氧传递的影响 ⑧尽可能减少产生工业三废物质
（１）菌体的同化能力
（２）培养基对菌体代谢的阻遏与诱导的影响
它们通过促进或抑制某一反应途径来 调节微生物的代谢，使生化反应途径集中 在目标产物的形成上，从而提高产量和质 量。
.
15
３．３ M的培养基类型
①合成培养基 按组成分 ②天然培养基
③半合成培养基
பைடு நூலகம்①固体培养基 按物理状态分 ②液体培养基
③半固体培养基
①孢子培养基
按用途分 ②种子培养基
③发酵培养. 基
16
效碳源），但过多的G会存在G分解阻
遏效应。
②二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖
③多糖：糊精、淀粉、纤维素等。不能直接被
M利用，需先水解成小分子
④糖蜜：制糖生产时的结晶母液，它是制糖工
业的副产物，主要含蔗糖，杂质较多
.
5
（２）油脂类： 各种动、植物油
能利用这类碳源的M一般都有比较活 跃的脂肪酶。M利用这类碳源时所消耗的溶 解氧会增加，当供氧不足时，大量的脂肪 酸和有机酸中间体积累，会引起pH下降。
⑤维持细胞的正常形态
⑥M通过水合和脱水作用控制由多亚基组成的 结构。
.
12
三、生长调节物质
１、生长因子
M自身不能合成但生长不可缺少的微量有 机物质。有机氮源是这些生长因子的重要来源， 多数有机氮源含有一些M生长不可缺少的生长 因子。
２、前体
前体指某些化合物加入到发酵培养基中， 能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物 物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化， 但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
素生产和甾体转化的碳源。
.
7
２、氮源：凡可构成Ｍ细胞和代谢产物中氮素
来源的物质。
常用的氮源分两大类：有机氮源和无机氮源。
（１）无机氮源
种类：氨盐、硝酸盐和氨水 特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓速
效氮源。但无机氮源的迅速利用会引起pH 的变化
(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH
有机氮源成分复杂，除提供丰富的Pr.、 aa.外，还含糖类、脂肪、无机盐及生长因子。 由于有机氮源营养丰富，M在含有机氮源的 培养基中表现出生长旺盛、菌丝浓度迅速增 加等特点。
.
10
３、无机盐及微量元素
这类物质一般在低浓度时对M生长和产 物合成有促进作用，但在高浓度时常表现 出明显的抑制作用。
二、水
.
18
3、发酵培养基
用途：供菌体生长、繁殖和合成大量产物。 措施： ①碳氮源速效和迟效相互搭配，多用
迟效少用速效 ②合适的碳氮比，加缓冲剂稳定pH ③添加菌体生长所必需的生长因子和
产物合成所需的前体、促进剂和抑 制基等。
.
19
3.4 发酵培养基的设计与优化
3.4.1、发酵培养基的设计原理
一般来讲，培养基的设计首先是确定培 养基的组成成分，然后再决定各组分之间的 最佳配比。
.
13
青霉素：分子量356 苯乙酸:分子量136
前体使用时普遍采用流加的方法。 前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生 长不利；前体相对价格较高，添加过多，容易 引起挥发和氧化，流加也有利于提高前体的转 化率
.
14
３、产物合成促进剂和抑制剂
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。
.
8
无机氮源被菌体利用后，培养液 中就留下了酸性或碱性物质，这种经 微生物生理作用后能形成酸性物质的 无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺， 若菌体代谢后能产生碱性物质的则此 种无机氮源称为生理碱性物质，如硝 酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对 稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。
.
9
（２）有机氮源
来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉 价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、 玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼 粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟
.
2
3.2 发酵工业培养基的成分和来源
①基本营养源 成分 ②水
③生长调节物质
.
3
一、基本营养源
1、碳源：
凡可提供微生物菌种的生长繁殖所需 的能源及合成菌体和产物所必需的碳骨架 成分的营养物质。
常用的碳源有： 糖类、油脂、有机酸和低碳醇等
.
4
（1）糖类
糖类是最广泛的碳源，主要有Ｇ、糖蜜、淀 粉
①单糖：如G，所有的微生物都能利用G（速