第三章 发酵工业培养基

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(3)抑制剂：
指在发酵过程中加入的能抑制微生物 某些代谢途径的进行而使另一代谢途 径活跃，从而积累人们所需产物的那 些物质。
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常用的抑制剂有亚硫酸氢钠、亚硫酸 钠、溴化剂等。
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6、原料价格低廉，质量稳定，取材容易。
7、所用原料尽可能减少对发酵过程中通气 搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低 能耗。
8、有利于产品的分离纯化，并尽可能减少 产生“三废”物质。
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二、设计培养基四个原则
1、目的明确 2、营养物协调 3、物理化学条件适宜
如在底物和产物均为不溶或微溶水的发酵 液中加入表面活性剂不仅可使固形物分散 均匀，也可以提高酶活力，从而有利于微 生物的利用，以提高产量。
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促进剂的种类：
表面活性剂（吐温40、60、80）； 洗净剂LS（高级脂肪酰胺磺酸钠）； 黄血盐及甲醇等。
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（1）pH值 （2）氧化还原势
4、经济节约
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三、发酵培养基的成分
1.碳源：
凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产 物中碳素来源的营养物质，称为碳源。
目前除了个别发酵工业需用较纯的糖类 外，多数微生物发酵工艺生产中所用的 碳素原料为：
农副产品（玉米淀粉、土豆淀粉、小麦 淀粉等）和工业生产的废弃物（糖蜜、 酒精废液、纸浆废液等）。
乙醇
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（4）消沫剂
工业发酵中常用一些试剂消除发酵中产 生的泡沫，防止逃液和染菌，以保证生 产的正常运转。
常用的消沫剂有植物油脂（玉米油、豆 油）、动物油脂（鲸鱼油、猪油）和化 学合成的高分子化合物。
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四、培养基的类型
例如在生产甘油的发酵液中加入亚硫 酸氢钠能抑制产乙醇的代谢途径而大 量形成甘油。
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葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→1,6二磷酸果糖
↙↘
3-磷酸甘油醛≒磷酸二羟酮
↓ 〔H〕 ↓
丙酮酸 磷酸甘油
CO2↓ 乙醛加成物 ← NaHSO3+乙醛
〔H〕↓
水解↓ 甘油
1、液体培养基(liquid medium)
各营养成分按一定比例配制而成的水 溶液或液体状态的培养基称为液体培 养基。
工业上培养基的类型可分为三类： （一）根据对培养基成分了解的程度分类
1、天然培养基(natural medium)
凡利用生物的组织、器官及其抽取物或制品配 成的培养基，称为天然培养基。
优点是配制方便、种类多样、价格低廉、营养 丰富。缺点是化学成分不清楚、不稳定。
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2.氮源
氮源是指构成微生物细胞和代谢产物中 的氮素的营养物质。
根据需要使用无机氮源、有机氮源或二 者混合使用。
有机氮源有花生饼粉、黄豆饼粉、棉子 饼粉、玉米浆、酵母粉、酒糟等。
无机氮源有硫酸铵、硝酸盐、氯化铵、 磷酸氢二铵和氨水等。
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2、合成培养基 (synthetic medium)
是一类按照微生物的营养要求，使用成 分完全了解的化学药品配制而成的培养 基称为合成培养基。
优点是成分已知、精确、重复性好。缺 点是价格较贵，配制麻烦，且微生物生 长较慢。
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3、半合成培养基(semi-defined medium)
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3.能源
工业上常用化能异养微生物，故能源常 由碳源提供。
4.无机盐
无机盐类有磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和 硫酸镁等。
5.生长因子
工业上常用天然培养基，营养丰富，一 般不需要另外加入。
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6.水
对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关 重要的。因为在不同水源中存在的各种 因素对微生物发酵代谢影响甚大。
第三章 发酵工业培养基
第一节 培养基概述
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培养基是提供微生物生长繁殖 和生物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。
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一、发酵工业培养基的基本要求
1、必须提供合成微生物细胞和发酵产 物的基本成分。
水源质量的主要考虑参数包括；pH值、 溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿 物质组成和含量。
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7.其他
(1)前体：
指那些加入到发酵培养基后，能基本 上不改变自身的分子结构而直接被微 生物在生物合成过程中结合到产物分 子中去，从而在一定条件下控制产物 的合成和提高产量的那些物质。
2、有利于减少培养基原料的消耗，即 提高单位营养物质的转化率。
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3、有利于提高产物浓度，以提高单 位容积发酵罐的生产能力。
4、有利于提高产物的合成速度，缩 短发酵周期。
5、尽量减少副产物的形成，便于产 物的分离纯化。
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指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某 种天然成分的培养基。
严格地讲，凡含有未经特殊处理的琼脂的任 何合成培养基，实际上都是半合成培养基。
实验室中应用的大多数培养基和工业发酵生 产用培养基都是半合成培养基。
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（二）按物理状态分：固体培养基、 半固体培养基和液体培养基。
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产品
青霉素 链霉素 红霉素
前体
苯乙酸及其衍生物 肌醇、精氨酸
丙酸、丙醇、丙酸盐
产品
前体
VB12
钴化物
胡萝卜素 β-紫罗兰酮
L-色氨酸 邻氨基苯甲酸
青霉素：分子量356
苯乙酸:分子量136
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(2)促进剂：
指那些既不是营养物又不是前体却能提高 产量的添加剂。