发酵工业培养基设计

不是所有微生物都必需的，只是对于某些自己不能合成 这些成分的微生物才是必不可少的营养物质。
? 如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型， 以生物素为生长因子。
有机氮源是生长因子的重要来源，最具 代表性的是玉米浆。
? 2、前体 P47
? ※是指加到发酵培养基中，能直接被微生 物在生物合成过程中结合到产物分子中去， 而其自身的结构并没有多大变化， 但是产 物的产量却因其加入而有较大的提高的一 类化合物。
化酶①等钾）离的子激与活细剂胞；渗透压和透性有关；
4③. ②微不但是量影许元响多素基酶质的的激氧活化剂，；还影响蛋白质的合成
① ②
一Zn般、③作C为促o、碳进M、糖n氮代、源谢Cu的等农元副素产大品部天分然作原为料酶中的，辅本基身和就激含活有剂某；些微量元素，不必
另加；
Hale Waihona Puke Baidu
③ 特例：VB12的生产，由于钴是其组成成分，Co的需要量随产物的增加而增加，
节物
1. 磷酸盐
?磷是某些蛋白质和核酸的组成成分。磷酸盐在培养基中还具有缓冲作用。
2.?盐工硫，业也酸上可常镁用用磷K酸3P。O4?3H2O、K3PO4和Na 2HPO 4?12H2O、NaH 2PO4?2H2O等磷酸
① 除了组成某些细胞的叶绿素成分外，并不参与任何细胞物质的合成；
3②. 钾处于盐离子状态时，是许多重要的酶（己糖磷酸化酶，柠檬酸脱氢酶、羧
(一)、碳源
? 碳源功能： ? 为微生物菌种的生长繁殖提供能源和合
成菌体所必需的碳成分 ? 为合成目的产物提供所需的碳成分
在微生物发酵过程中，普遍以碳水化合物作为碳源。
碳源 葡萄糖 乳糖 淀粉 蔗糖
来源 纯葡萄糖，水解淀粉 纯乳糖，乳清粉 大麦，花生粉，燕麦粉，黑麦粉，大豆粉等 甜菜糖蜜，甘蔗糖蜜，粗红糖，精白糖等
? 淀粉糊精： 需经胞外酶水解后才能利用，可克 服葡萄糖代谢过快的弊端， 价格低廉，常用玉 米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉
糖蜜
糖蜜：制糖工业的副产物。将提纯的 甘蔗汁或甜菜汁蒸浓至带有 晶体的糖膏，用 离心机分出结晶糖后所余的 母液，叫“ 蜜糖”。 这种第一糖蜜中还含有多量蔗糖，可重复上法而得是第二、第三 糖蜜等。最后得到一种母液，无法再蒸浓结晶，称 废糖蜜，即糖 蜜。
种子培养基
2.5 2.5-3.5
0.15 0.04 0.4 各2ppm
发酵培养基
12.5 0.5-0.8
0.15 0.06
3 各2ppm
不同的发酵产物，不同的菌种所选择的发酵培养基是不同的。
白酒 发酵：固体发酵培养基；
果酒发酵：果汁
啤酒发酵：麦芽汁
※二、发酵培养基的成分及来源 P42
? 碳源 ? 氮源 ? 无机盐和微量元素 ?水 ? 生长调节物质
? 2、油和脂肪
脂肪酶
氧气
油、脂肪
甘油＋脂肪酸
CO2＋H2O ATP
※供氧要充足，否则会使有机酸积累，引起 pH 下降
常用豆油、菜油、葵花籽油、猪油、鱼油、棉籽油
? 3、有机酸 ? 会使pH上升 ? CH3COONa＋O2→CO2+H2O+NaOH ? 常用：乳酸、柠檬酸、乙酸
? 4、烃和醇类 ? 正烷烃（C14～18) 、乙醇
(二)、氮源
? 功能： ? 构成菌体细胞物质和含氮代谢物
氮源种类
? 1、有机氮源 ? 种类：花生饼粉、黄豆饼粉、棉籽饼粉、
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、酒糟等
? ※特点：菌体生长旺盛、菌丝浓度增长迅 速
花生饼粉
酒糟
玉米浆（ corn steep liquor, CSL）
发现：
?最早是从青霉素的生产中被发现的。
?加入玉米浆后，青霉素单位可从 20U/ml 增加 到100U/ml ；
?玉米浆中含有苯乙胺，它能被优先合成到青霉 素分子中，从而提高青霉素 G的产量。
发酵过程中常用的一些前体物质
产物
前体
产物
青霉素G 青霉素V 金霉素 灰黄霉素 红霉素
半合成培养基
基础培养基
加富培养基
2.
根据主要成分或使用目的分：
营养不能太丰富，尤其是有机氮源；
鉴别培养基
3. 根据无用机途盐浓分度：要适量，否则会影响孢子量选和择孢培子养颜基色；
注意pH 和湿度
孢子培养基营—养—要供求制备比孢较子丰用富；和完全，氮源和维生素含量也要高一些
种子培养基——满足菌种生长；
因此在培养基中需加入氯化钴以补充钴
（四）、水
? 发酵工厂要求恒定水源
地下水
地表水
地下水中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根 7 种离子
（五）、生长调节物质
? 1、生长因子 ? 广义说，凡是微生物生长不可缺少的微量有
机物质都称为生长因子 (又称生长素 )，包括 氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等；狭义说， 生长素仅指维生素。
第三章 发酵工业培养基P41
发酵工业培养基的要求 P41
? 1、单位培养基能产生最大量的目的产物 ? 2、能使目的产物的合成速率最大 ? 3、副产物合成的量最少 ? 4、质量稳定、价格低廉、易于长期获得 ? 5、尽量不影响后处理
一、培养基的类型和用途p48
天然培养基
1. 根据来源分： 合成培养基
发酵培养基——满足大生产中大量菌体生长和繁殖以及代谢产物积累
除含有菌体生长所必须的营养物外，还要有产物所需的
特定元素、前体物质和促进剂等
生理代谢 菌种筛选 种子培养
发酵培养
谷氨酸发酵种子培养基和发酵培养基配方
培养基成分 淀粉水解糖 (%)
玉米浆(% K2HPO 4(%) MgSO 4(%)
尿素 Fe2+,Mn 2+
生产疫苗时通常用牛血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源。
酒精、简单的有机酸、烷烃等含碳物质也可作为碳源。
甲醇作为底物生产单细胞蛋白（SCP ） 用烷烃进行有机酸、维生素等的生产
? 葡萄糖：最容易利用，但过多会加快呼吸，导 致溶氧不足、 pH 下降，抑制生长与产物合成
? 糖蜜：含糖（蔗糖）、氮类化合物、无机盐、 维生素等，常用于 丙酮丁醇生产
◇ 用亚硫酸浸泡玉米而得的浸泡液 的浓缩液，也是玉米淀粉生产的副 产品
◇ 虽然主要用作氮源，但它含有丰 富的氨基酸、核酸、维生素、无机 盐等，常用作为提供生长因子的物 质。
? 2、无机氮源 ? 种类：铵盐、硝酸盐、氨水等 ? 可引起pH变化
(三)、无机盐及微量元素
? 功能： ? 生理活性物质的组成或生理活性作用的调