工业发酵培养基及制备

（NH4)2S04 0.05
CaCO3 0.5 KNO3 0.05
玉米粉 1
二、培养基的设计
（一 ）培养基的设计一般思路：
1. 单因子试验法
2. 正交试验法。
3. 中试发酵规模进一步优化配方。
第三节 影响培养基质量的因素
发酵培养基
用途：供菌体生长繁殖和合成大量代谢 产物用的。 要求：营养成分和粘度适中，同时考虑 各种生化代谢过程，产物合成期pH值等 条件不易发生大的变动，也不能影响产 物的分离提纯。

庆大霉素生产
孢子培养基（% ）： 淀粉 0.8 K2HPO4 0.05
天冬氨酸 0.002
麸皮 2
CaCO3 0.1
第一节 培养基的成分
常用的碳源有：糖类、油脂、有机酸、低 碳醇和碳氢化合物。 一、 碳源： （一）糖类：单、双、多糖。淀粉的水解 是在热水中膨胀，然后用酶或酸水解。 葡萄糖是碳源中最易利用的糖，常作为 培养基的主要成分。
（二）油脂：一般在糖类缺乏时，菌体可 利用脂肪。脂肪酸→乙酰CoA→三羧酸 循环→产生大量能量→耗氧→丙酮酸→ 乳酸。 霉菌和放线菌可以用油脂作碳源。
苯乙酸0.5
猪油0.5
硫酸锌0.01。
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配制工业发酵培养基的一般要求 1. 营养比较丰富，浓度要恰当：太营养 菌体生长过盛，否则生长太差. 2. 原料彼此不能产生化学反应：如柠檬 酸，CaCO3 。
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配制工业发酵培养基的一般要求
3. 原料成本低，蛋白胨可用玉米浆， 大豆粉代替。 4. 不影响通气搅拌的效果，如蛋白 质的含量高，泡沫多，通气差。
第二节 培养基的成分
（三）有机酸，醇，柠檬酸，甲醇。 （四）碳氢化合物：石油产品，如谷氨 酸生产菌，用正十六烷作碳源，当发酵 到100小时加适量青霉素，谷氨酸产量 达84 g/L。 碳源可分为速效碳和缓效碳，要配合使 用。

二、 氮源
1. 有机氮源：黄豆粉，黄豆饼粉，玉米浆， （干态、液态），还有酵母粉，鱼粉，蛋白 胨，尿素等 2.无机氮源：如硫酸铵和硝酸钠。
第三节 培养基的种类和配方设计 按纯度分：天然培养基、合成培养基 按状态分：固体培养基、半固体培养基、 液体培养基 按用途分：孢子培养基、种子培养基和发 酵培养基
合成培养基：是用化学成分和数量完 全了解的各种营养物质组成
成分明确、稳定、重复性强，可以减少不能控
制的因素 一般微生物在合成培养基上生长较慢，有些微 生物营养要求复杂，在合成培养基上不能生长 适合于研究菌种基本代谢过程的物质变化规律 以及在实验室范围作有关营养、代谢、分类鉴定、 生物测定及选育菌种、遗传分析等定量研究工作。 培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规 模工业生产 返回
促进剂提高产量的机制： 1）有些促进剂本身是酶的诱导物； 2）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； 3）也有人认为表面活性剂对酶的表面失 活有保护作用； 4）有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害 的重金属离子。
七、消沫剂



工业发酵中常用一些消沫剂消除发酵中产生的 泡沫，防止逃液和染菌，保证生产的正常进行。 消沫剂一般采用表面活性物质，当泡沫的表 面存在有极性表面活性物质形成的双电层时， 加入另一种极性相反的表面活性物质，可以中 和电性，破坏泡沫的稳定性，使泡沫破碎；或 者加入更强极性的物质与发泡剂争夺泡沫表面 上的空间，引起力的不平衡，促使泡沫破碎。 常用的消沫剂：天然油脂、聚醚类、高级醇、 脂肪酸等
生理酸性物质：（NH4)2SO4→2NH3+H2SO4 pH↓ 下降。 生理碱性物质：KNO3+4H2→NH3+2H2O+KOH，pH ↑ 上升。
三、无机盐和微量元素、生长因子： P ：核酸； S ：蛋白胨，铁，镁、锌、 钴以及维生素等。 四、 水：量要加足。
五、 前体
在产物的生物合成过程中，被菌体直接用 于产物合成而自身结构无显著改变的物质称前 体。
用法：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。苯乙胺，一般基础料中仅仅 添加0.07%，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 提高前提的转化率。
六、促进剂：促进产物合成的化学物质。 例如添加0.5%的柠檬酸盐对虾青素含量 可提高36.2%
孢子培养基 用途：供制备孢子用。 要求：能使孢子迅速发芽和生长，能形成 大量的优质孢子，但不能引起菌种变异。 注意事项：基质浓度（特别是有机氮源） 要低些，无机盐浓度要适量。 孢子培养基成分因菌不同而异，常用的有 麸皮培养基、大（小）米培养基、琼脂斜 面培养基等。

种子培养基
种子培养基特点： 1.必须有较完全和丰富的营养物质，特别需 要充足的氮源和生长因子。 2. 种子培养基中各种营养物质的浓度不必太 高。供孢子发芽生长用的种子培养基，可添 加一些易被吸收利用的碳源和氮源。 3. 种子培养基成分还应考虑与发酵培养基的 主要成分相近。
概述
培养基是人们提供微生物生长 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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谷氨酸生产培养基（%）: 水解糖12 玉米浆0.3 尿素0.5 磷酸氢二钾0.1 硫酸镁0.04 青霉素0.01g/L
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青霉素发酵培养基（%）:
葡萄糖10 玉米浆4 硫酸铁0.01， 硫酸锰0.01


液体培养基：常用于大规模的工业生产 固体培养基：用于菌种的培养和保存。是在液 体培养基中加入凝固剂配成的，最常用的凝固 剂是琼脂。 半固体培养基：用于菌种鉴定、细菌运动观察 和噬菌体效价滴定。 分类：斜面试管、平板等 固体培养基在菌种的分离、保藏、菌落特征的 观察、活菌计数和鉴定菌种方面是不可缺少的。
KNO3 0.1
琼脂 1.8
pH 7.5
MgSO4 0.05
NaCl 0.05
庆大霉素生产
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摇瓶培养基（% ）： 淀粉 5.5 葡萄糖 0.5 黄豆粉 4 （NH4）2SO4 0.05 CaCO3 0.5 KN03 0.05
蛋白胨 0.3
油少量
庆大霉素生产
发酵培养基（% ）：
淀粉 1.5
蛋白胨 0.5 黄豆粉 3