发酵工程 第三章 发酵工业原料及其处理
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50 0 3 10 95 3.3 1.4 1.6 5.5 6.2 6.5
发酵工业常用的蛋白质原料主要有黄豆饼粉、花生饼 粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、酵母膏、鱼粉等。 无机氮源包括氨水，尿素，硝酸盐。 各种原料应注意进行选择，对发酵影响较大。
四、发酵培养基中的无机盐和生长因子
无机盐
主要功能：构成菌体成分，作为酶的组成部 分或维持酶的活性，调节渗透压、pH、氧化 还原电位等。 大量元素（P、S、K、Mg、Ca）
小结
发酵培养基与种子培养 基主要区别在哪……？
发酵培养基的组成特点
碳源物质添加量远大于种子培养基； 氮源添加根据实际情况确定；
无机盐是发酵培养基的必须成分，十分重要；
生长因子的存在需要精确控制； 前体物质必须确定好添加的浓度和时间； 促进剂和抑制剂在一定程度上可以帮助发酵。
第二节 淀粉水解糖的制备
对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子
和微量元素，在发酵过程中必须加以考虑
例：铁离子
青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/mL，发
酵罐必须进行表面处理。
5. 生长因子（growth factor）
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。
例：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，生长因子对 发酵的调控起到重要的作用 。
三、淀粉水解的方法
原料：薯类、玉米淀粉、小麦淀粉和大米淀 粉等含淀粉原料。
根据水解采用的催化剂不同，可以分为三种 方法
酸水解 (acid hydrolysis method) 酶水解 (enzymatic hydrolysis method) 酸酶结合水解 (acid-enzymatic hydrolysis method)
三、工业上常用作氮源的原料
构成菌体构成菌体细胞物质（氨基酸、蛋白质、 核酸等）和含氮产物的氮素来源。
氮源物质在发酵培养基基中的含量因发酵目的产 物不同而不同。
分为无机氮源（速效氮源）与有机氮源
无机氮源被菌体作为氮源利用后，在培养液中留下酸 性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形 成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸铵；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。
微量元素（Cu、Zn、Mn、Mo、Co）
1. 磷酸盐
功能： 磷是细胞膜和某些蛋白质、核酸的组成成分
磷具有活化糖类分子的作用
磷是能量载体ATP的组成成分 磷酸盐在培养基中还具有缓冲作用
微生物对磷的需要量一般为0.005～0.01mol/L 常用K3PO4、Na2HPO4 、NaH2PO4
2. 硫酸镁（硫元素、镁元素）
二、淀粉水解的原理
淀粉 水解反应 糊精（7-12个葡萄糖残基组成） 麦芽糖（2个葡萄糖残基组成） 葡萄糖 分解反应
复合反应
复合二糖 低聚糖
5-羟甲基糠醛 有机酸、有色物质
1. 淀粉的水解反应
淀粉→糊精→低聚糖→麦芽糖→葡萄糖 它们遇碘呈不同的颜色，淀粉遇碘呈蓝色，
糊精按分子从大到小的顺序，遇碘呈蓝色、紫 色、暗褐色和红色，麦芽糖遇碘不呈色。
(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 8 [H] → NH3 + 2H2O + NaOH
成分
蛋白质/% 碳水化合物/% 脂肪/% 纤维/% 灰分/% 干物/% 核黄素/（mg/kg） 硫胺素/（mg/kg） 泛酸/（mg/kg） 尼克酸/（mg/kg） 吡哆 醇/（mg/kg） 生物素/（mg/kg） 胆碱/（mg/kg） 精氨酸/% 胱氨酸/% 甘氨酸/% 异亮氨酸/% 亮氨酸/% 赖氨酸/% 甲硫氨酸/%
鱼粉
72 5.0 1.5 2 18.1 93.6 10.1 1.1 9 31.4 14.7 3560 4.9 0.8 3.5 2.0 4.5 6.8 6.8
米糠
13 45 13 14 16 91 2.64 22 23.2 297 1250 0.5 0.1 0.9 0.2 0.4 0.6 0.5
酵 母 膏
葡萄糖脱水：5-羟甲基糠醛→乙酰丙酸→甲酸等
色素
对发酵有害：产生色素，影响糖液质量
影响因素：加热时间、pH值、葡萄糖浓度
二、淀粉水解的原理
在淀粉的水解过程中，三种反应同时发生。
应尽量减少复合反应和分解反应，因为它影响
取决于水解条件
菌体的正常发酵及工厂的生产成本。
Q：如何控制水解条件，降低复合分解反应的发 生？
其他分解产物（氨基酸、脂肪酸等）
淀粉水解糖被广泛用于各种发酵工业，水解糖质 量的高低，直接影响菌体的生长和产物的积累。
二、淀粉水解的原理
淀粉水解总的趋势是大分子向小分子转化， 随着淀粉水解程度的增加，糖化液的还原性不 断增加。
淀粉水解的化学反应可简单表示如下： （C6H10O5)n+nH2O n (C6H12O6)
Mg2+是许多重要酶（如己糖磷酸化酶、异柠 檬酸脱氢酶、羧化酶等）的激活剂。
Mg2+能提高一些氨基糖苷类抗生素产生菌对 自身所产的抗生素的耐受能力，如卡那霉素、 链霉素、新生霉素等产生菌。
硫存在于细胞的蛋白质中，是含硫氨基酸的 组成成分。
硫构成一些酶的活性基
3. 钾盐
钾不参与细胞结构物质的组成，是许多酶的激活 剂
丝氨酸 色氨酸
钴化物
甘氨酸 吲哚、氨茴酸
链霉素
金霉素 红霉素
肌醇、精氨酸
氯化物 丙酸、丙醇
灰黄霉素
异亮氨酸 苏氨酸
氯化物
D-苏氨酸 高丝氨酸
2. 促进剂
非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入 后可以影响微生物的正常代谢，或促进中间代谢产 物的积累，或提高次级代谢产物产量的添加剂。 专一性强，用量极微，需 注意选择品种及确定用 量。
黄豆饼 粉
51.0 1 3 5.7 92 3.06 2.4 14.5 21 2750 3.2 0.6 2.4 1.1 2.5 3.4 2.9
棉籽饼粉
41 28 1.5 13 6.5 90 4.4 14.3 44 2440 3.3 1.0 2.4 0.9 1.5 2.2 1.6
花 生 玉米浆 饼 粉
4 5 2 3 5 1 2 5 . 5 9 0 . 5 5 . 3 7 . 3 4 8 24 5.8 1 1 8.8 50 5.73 0.88 74.6 83.6 19.4 0.88 629 0.4 0.5 1.1 0.3 0.9 0.1 0.2
1. 前体
作用：有助于提高产量
用法：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
工业上常见的前体
产物 前体 产物 前体
青霉素G
青霉素O 青霉素V
苯乙酸等
烯丙基-巯基乙酸 苯氧乙酸
维生素B12
加入后可抑制某些代谢途径的进行，同时刺激另 一代谢途径，以致改变微生物的代谢途径的添加剂。 如酵母厌氧发酵中加入亚硫酸盐或碱类，可以使 酒精发酵受到抑制，而转入甘油发酵
如甘露聚糖可以抑制甘露糖链霉素生产，只产生 链霉素。
某些代谢产物的抑制剂
产物 链霉素 去甲链霉素 四环素 去甲金霉素 头孢霉素C 利福霉素B 被抑制的产物 甘露糖链霉素 链霉素 金霉素 金霉素 头孢霉素N 其他利福霉素 抑制剂 甘露聚糖 乙硫氨酸 溴化物、硫脲 硫磺化合物、乙硫氨酸 L-蛋氨酸 巴比妥药物
掌握：发酵培养基的成分及优化方法；
淀粉水解糖的制备工艺
熟悉：熟悉发酵培养基灭菌原理及方法 了解：了解发酵培养基灭菌工艺
第一节 发酵工业原料的种类和成分
一、发酵培养基成分 二、工业上常用作碳源的原料 三、工业上常用作氮源的原料
四、发酵培养基中的无机盐和生长因子
五、发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂等
1. 酸水解法
也叫做酸糖化法，以无机酸或有机酸为催化剂， 高温高压下将淀粉水解为葡萄糖。
优点：工艺简单、设备简易、生产周期短、设 备生产能力大； 缺点：设备耐高温高压、副反应多、原料要求 严格、淀粉乳浓度适宜。
来源：
糖类（淀粉，淀粉水解糖，糖蜜）、油脂、有机 酸、正烷烃
淀粉质原料
微生物能否直 接利用淀粉作 原料？
含淀粉较高，来源广泛，价格便宜，淀粉质 原料及水解液是发酵工业常用的碳源。
主要有工业淀粉、谷类、薯类等。
工业淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀 粉等，谷类包括大米、高粱、大麦和小麦， 薯类则包括甘薯、马铃薯和木薯等。
一、发酵培养基成分
发酵培养基
提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要 的、按一定比例配臵的多种营养物质的混合物。
发酵培养基即要有利于微生物的生长繁殖，防 止菌体过早衰老，又要有利于产物的合成。
成分：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水等 （前体、产物促进剂和抑制剂）
发酵培养基的要求
各种促进剂对产酶的促进作用
添加剂 Tween (0.1%) 酶 微生物 许多真菌 许多真菌 许多真菌 许多真菌 许多真菌 许多真菌 绳状青霉 产气杆菌 米曲霉 泡盛曲霉 曲霉、桔青霉等 栖土曲霉 筋状拟内胞霉 真菌 绿色毛霉 酶活力增加倍数 20 16 10 4 4 6 20 1.5 2.87 2.50 2-4 1.6 1.2 4.4 2 纤维素酶 蔗糖酶 -葡聚糖酶 木聚糖酶 淀粉酶 脂酶 右旋糖酐酶 普鲁兰酶 大豆酒精提取物（2%） 蛋白酶 脂肪酶 植酸质（0.01%-0.3%) 蛋白酶 洗净剂LS (0.1%) 蛋白酶 聚乙烯醇 糖化酶 苯乙醇(0.05%) 纤维素酶 醋酸+ 维生素 纤维素酶
菌体生长所需钾量约为0.1 g/L
KH2PO4、 K2HPO4
4. 微量元素
微生物生长所需浓度在10-8-10-6 mol/L范围内 需量微少，但又不可缺少 一般作为碳、氮源的农副产物天然原料中，
本身含有，不必另加
某些金属离子，特别是汞离子和铜离子，具
有明显的毒性
使用注意
玉米浆、麸皮水解液、糖蜜等
五、发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂 1. 前体
加入到发酵培养基中，能在生物合成过程中直接 被微生物合成到产物分子中去，而其自身的结构并 没有多大变化，却能提高产物产量的小分子物质。 例：青霉素发酵添加玉米浆产量提高
青霉素G：分子量356
苯乙酸：分子量136
淀粉质原料因为大多数微生物不能直接利用或 利用较少，因为它们不含淀粉酶和糖化酶，所 以必须水解为葡萄糖等可发酵糖类，才能被利 用。
一、淀粉糖化及淀粉水解糖
二、淀粉水解的原理
三、淀粉水解的方法
一、淀粉糖化及淀粉水解糖
工业上将淀粉水解为葡萄糖的过程叫做淀粉的糖 化。所制备的糖液叫做淀粉水解糖。 葡萄糖（glucose） 淀粉水解糖液 麦芽糖（maltose） 复合糖类、低聚糖等 不能利用
培养基能够满足产物最经济的合成
发酵后所形成的副产物少 产上的供应
--经济 --纯度高
培养基的原料资源丰富，价格低廉，能保证生
--成本低，可靠性高
有利于产品的分离纯化，并尽可能减少“三废”
物质
--易控制，好处理
二、工业上常用作碳源的原料 作用：
发酵培养基含量远远大于种子培养基
பைடு நூலகம்
提供微生物合成细胞结构所需碳素，更重要的是 提供目的产物中的碳及合成产物的能源。
利用显色反应检测淀粉的水解程度
2. 葡萄糖的复合反应
淀粉水解过程中，部分葡萄糖在热和酸的作
用下发生聚合反应生成低聚糖
对发酵有害：降低原料水解效率，抑制微生
反应可逆：酸水解可再次转变为葡萄糖 影响因素：葡萄糖浓度、淀粉乳浓度、酸度
物生长，使发酵液中残糖增加，提取精制困难
和酸的种类
3. 葡萄糖的分解反应
保藏菌种 空气
原料预处理 培养基制备灭菌
斜面活化
空气净化处理 扩大培养 种子罐
灭菌 发酵罐
产物分离纯化
成品
发酵工程流程
发酵培养基是啥……？
第三章 发酵工业原料及其处理
生物药物分析教研室 徐茂磊
本章内容
第一节 发酵工业原料的种类和成分
第二节 淀粉水解糖的制备 第三节 发酵培养基灭菌
学习目的和要求
2. 促进剂
促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是 多方面的： 有些促进剂本身是酶的诱导物； 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产物的分泌与生产； 对发酵产物具有稳定作用； 对发酵微生物有益，使发酵过程更顺利。
3. 抑制剂
营养缺陷 型菌株？
发酵工业常用的蛋白质原料主要有黄豆饼粉、花生饼 粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、酵母膏、鱼粉等。 无机氮源包括氨水，尿素，硝酸盐。 各种原料应注意进行选择，对发酵影响较大。
四、发酵培养基中的无机盐和生长因子
无机盐
主要功能：构成菌体成分，作为酶的组成部 分或维持酶的活性，调节渗透压、pH、氧化 还原电位等。 大量元素（P、S、K、Mg、Ca）
小结
发酵培养基与种子培养 基主要区别在哪……？
发酵培养基的组成特点
碳源物质添加量远大于种子培养基； 氮源添加根据实际情况确定；
无机盐是发酵培养基的必须成分，十分重要；
生长因子的存在需要精确控制； 前体物质必须确定好添加的浓度和时间； 促进剂和抑制剂在一定程度上可以帮助发酵。
第二节 淀粉水解糖的制备
对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子
和微量元素，在发酵过程中必须加以考虑
例：铁离子
青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/mL，发
酵罐必须进行表面处理。
5. 生长因子（growth factor）
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。
例：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，生长因子对 发酵的调控起到重要的作用 。
三、淀粉水解的方法
原料：薯类、玉米淀粉、小麦淀粉和大米淀 粉等含淀粉原料。
根据水解采用的催化剂不同，可以分为三种 方法
酸水解 (acid hydrolysis method) 酶水解 (enzymatic hydrolysis method) 酸酶结合水解 (acid-enzymatic hydrolysis method)
三、工业上常用作氮源的原料
构成菌体构成菌体细胞物质（氨基酸、蛋白质、 核酸等）和含氮产物的氮素来源。
氮源物质在发酵培养基基中的含量因发酵目的产 物不同而不同。
分为无机氮源（速效氮源）与有机氮源
无机氮源被菌体作为氮源利用后，在培养液中留下酸 性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形 成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸铵；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。
微量元素（Cu、Zn、Mn、Mo、Co）
1. 磷酸盐
功能： 磷是细胞膜和某些蛋白质、核酸的组成成分
磷具有活化糖类分子的作用
磷是能量载体ATP的组成成分 磷酸盐在培养基中还具有缓冲作用
微生物对磷的需要量一般为0.005～0.01mol/L 常用K3PO4、Na2HPO4 、NaH2PO4
2. 硫酸镁（硫元素、镁元素）
二、淀粉水解的原理
淀粉 水解反应 糊精（7-12个葡萄糖残基组成） 麦芽糖（2个葡萄糖残基组成） 葡萄糖 分解反应
复合反应
复合二糖 低聚糖
5-羟甲基糠醛 有机酸、有色物质
1. 淀粉的水解反应
淀粉→糊精→低聚糖→麦芽糖→葡萄糖 它们遇碘呈不同的颜色，淀粉遇碘呈蓝色，
糊精按分子从大到小的顺序，遇碘呈蓝色、紫 色、暗褐色和红色，麦芽糖遇碘不呈色。
(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 8 [H] → NH3 + 2H2O + NaOH
成分
蛋白质/% 碳水化合物/% 脂肪/% 纤维/% 灰分/% 干物/% 核黄素/（mg/kg） 硫胺素/（mg/kg） 泛酸/（mg/kg） 尼克酸/（mg/kg） 吡哆 醇/（mg/kg） 生物素/（mg/kg） 胆碱/（mg/kg） 精氨酸/% 胱氨酸/% 甘氨酸/% 异亮氨酸/% 亮氨酸/% 赖氨酸/% 甲硫氨酸/%
鱼粉
72 5.0 1.5 2 18.1 93.6 10.1 1.1 9 31.4 14.7 3560 4.9 0.8 3.5 2.0 4.5 6.8 6.8
米糠
13 45 13 14 16 91 2.64 22 23.2 297 1250 0.5 0.1 0.9 0.2 0.4 0.6 0.5
酵 母 膏
葡萄糖脱水：5-羟甲基糠醛→乙酰丙酸→甲酸等
色素
对发酵有害：产生色素，影响糖液质量
影响因素：加热时间、pH值、葡萄糖浓度
二、淀粉水解的原理
在淀粉的水解过程中，三种反应同时发生。
应尽量减少复合反应和分解反应，因为它影响
取决于水解条件
菌体的正常发酵及工厂的生产成本。
Q：如何控制水解条件，降低复合分解反应的发 生？
其他分解产物（氨基酸、脂肪酸等）
淀粉水解糖被广泛用于各种发酵工业，水解糖质 量的高低，直接影响菌体的生长和产物的积累。
二、淀粉水解的原理
淀粉水解总的趋势是大分子向小分子转化， 随着淀粉水解程度的增加，糖化液的还原性不 断增加。
淀粉水解的化学反应可简单表示如下： （C6H10O5)n+nH2O n (C6H12O6)
Mg2+是许多重要酶（如己糖磷酸化酶、异柠 檬酸脱氢酶、羧化酶等）的激活剂。
Mg2+能提高一些氨基糖苷类抗生素产生菌对 自身所产的抗生素的耐受能力，如卡那霉素、 链霉素、新生霉素等产生菌。
硫存在于细胞的蛋白质中，是含硫氨基酸的 组成成分。
硫构成一些酶的活性基
3. 钾盐
钾不参与细胞结构物质的组成，是许多酶的激活 剂
丝氨酸 色氨酸
钴化物
甘氨酸 吲哚、氨茴酸
链霉素
金霉素 红霉素
肌醇、精氨酸
氯化物 丙酸、丙醇
灰黄霉素
异亮氨酸 苏氨酸
氯化物
D-苏氨酸 高丝氨酸
2. 促进剂
非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入 后可以影响微生物的正常代谢，或促进中间代谢产 物的积累，或提高次级代谢产物产量的添加剂。 专一性强，用量极微，需 注意选择品种及确定用 量。
黄豆饼 粉
51.0 1 3 5.7 92 3.06 2.4 14.5 21 2750 3.2 0.6 2.4 1.1 2.5 3.4 2.9
棉籽饼粉
41 28 1.5 13 6.5 90 4.4 14.3 44 2440 3.3 1.0 2.4 0.9 1.5 2.2 1.6
花 生 玉米浆 饼 粉
4 5 2 3 5 1 2 5 . 5 9 0 . 5 5 . 3 7 . 3 4 8 24 5.8 1 1 8.8 50 5.73 0.88 74.6 83.6 19.4 0.88 629 0.4 0.5 1.1 0.3 0.9 0.1 0.2
1. 前体
作用：有助于提高产量
用法：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
工业上常见的前体
产物 前体 产物 前体
青霉素G
青霉素O 青霉素V
苯乙酸等
烯丙基-巯基乙酸 苯氧乙酸
维生素B12
加入后可抑制某些代谢途径的进行，同时刺激另 一代谢途径，以致改变微生物的代谢途径的添加剂。 如酵母厌氧发酵中加入亚硫酸盐或碱类，可以使 酒精发酵受到抑制，而转入甘油发酵
如甘露聚糖可以抑制甘露糖链霉素生产，只产生 链霉素。
某些代谢产物的抑制剂
产物 链霉素 去甲链霉素 四环素 去甲金霉素 头孢霉素C 利福霉素B 被抑制的产物 甘露糖链霉素 链霉素 金霉素 金霉素 头孢霉素N 其他利福霉素 抑制剂 甘露聚糖 乙硫氨酸 溴化物、硫脲 硫磺化合物、乙硫氨酸 L-蛋氨酸 巴比妥药物
掌握：发酵培养基的成分及优化方法；
淀粉水解糖的制备工艺
熟悉：熟悉发酵培养基灭菌原理及方法 了解：了解发酵培养基灭菌工艺
第一节 发酵工业原料的种类和成分
一、发酵培养基成分 二、工业上常用作碳源的原料 三、工业上常用作氮源的原料
四、发酵培养基中的无机盐和生长因子
五、发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂等
1. 酸水解法
也叫做酸糖化法，以无机酸或有机酸为催化剂， 高温高压下将淀粉水解为葡萄糖。
优点：工艺简单、设备简易、生产周期短、设 备生产能力大； 缺点：设备耐高温高压、副反应多、原料要求 严格、淀粉乳浓度适宜。
来源：
糖类（淀粉，淀粉水解糖，糖蜜）、油脂、有机 酸、正烷烃
淀粉质原料
微生物能否直 接利用淀粉作 原料？
含淀粉较高，来源广泛，价格便宜，淀粉质 原料及水解液是发酵工业常用的碳源。
主要有工业淀粉、谷类、薯类等。
工业淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀 粉等，谷类包括大米、高粱、大麦和小麦， 薯类则包括甘薯、马铃薯和木薯等。
一、发酵培养基成分
发酵培养基
提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要 的、按一定比例配臵的多种营养物质的混合物。
发酵培养基即要有利于微生物的生长繁殖，防 止菌体过早衰老，又要有利于产物的合成。
成分：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水等 （前体、产物促进剂和抑制剂）
发酵培养基的要求
各种促进剂对产酶的促进作用
添加剂 Tween (0.1%) 酶 微生物 许多真菌 许多真菌 许多真菌 许多真菌 许多真菌 许多真菌 绳状青霉 产气杆菌 米曲霉 泡盛曲霉 曲霉、桔青霉等 栖土曲霉 筋状拟内胞霉 真菌 绿色毛霉 酶活力增加倍数 20 16 10 4 4 6 20 1.5 2.87 2.50 2-4 1.6 1.2 4.4 2 纤维素酶 蔗糖酶 -葡聚糖酶 木聚糖酶 淀粉酶 脂酶 右旋糖酐酶 普鲁兰酶 大豆酒精提取物（2%） 蛋白酶 脂肪酶 植酸质（0.01%-0.3%) 蛋白酶 洗净剂LS (0.1%) 蛋白酶 聚乙烯醇 糖化酶 苯乙醇(0.05%) 纤维素酶 醋酸+ 维生素 纤维素酶
菌体生长所需钾量约为0.1 g/L
KH2PO4、 K2HPO4
4. 微量元素
微生物生长所需浓度在10-8-10-6 mol/L范围内 需量微少，但又不可缺少 一般作为碳、氮源的农副产物天然原料中，
本身含有，不必另加
某些金属离子，特别是汞离子和铜离子，具
有明显的毒性
使用注意
玉米浆、麸皮水解液、糖蜜等
五、发酵生产的前体物质和促进剂、抑制剂 1. 前体
加入到发酵培养基中，能在生物合成过程中直接 被微生物合成到产物分子中去，而其自身的结构并 没有多大变化，却能提高产物产量的小分子物质。 例：青霉素发酵添加玉米浆产量提高
青霉素G：分子量356
苯乙酸：分子量136
淀粉质原料因为大多数微生物不能直接利用或 利用较少，因为它们不含淀粉酶和糖化酶，所 以必须水解为葡萄糖等可发酵糖类，才能被利 用。
一、淀粉糖化及淀粉水解糖
二、淀粉水解的原理
三、淀粉水解的方法
一、淀粉糖化及淀粉水解糖
工业上将淀粉水解为葡萄糖的过程叫做淀粉的糖 化。所制备的糖液叫做淀粉水解糖。 葡萄糖（glucose） 淀粉水解糖液 麦芽糖（maltose） 复合糖类、低聚糖等 不能利用
培养基能够满足产物最经济的合成
发酵后所形成的副产物少 产上的供应
--经济 --纯度高
培养基的原料资源丰富，价格低廉，能保证生
--成本低，可靠性高
有利于产品的分离纯化，并尽可能减少“三废”
物质
--易控制，好处理
二、工业上常用作碳源的原料 作用：
发酵培养基含量远远大于种子培养基
பைடு நூலகம்
提供微生物合成细胞结构所需碳素，更重要的是 提供目的产物中的碳及合成产物的能源。
利用显色反应检测淀粉的水解程度
2. 葡萄糖的复合反应
淀粉水解过程中，部分葡萄糖在热和酸的作
用下发生聚合反应生成低聚糖
对发酵有害：降低原料水解效率，抑制微生
反应可逆：酸水解可再次转变为葡萄糖 影响因素：葡萄糖浓度、淀粉乳浓度、酸度
物生长，使发酵液中残糖增加，提取精制困难
和酸的种类
3. 葡萄糖的分解反应
保藏菌种 空气
原料预处理 培养基制备灭菌
斜面活化
空气净化处理 扩大培养 种子罐
灭菌 发酵罐
产物分离纯化
成品
发酵工程流程
发酵培养基是啥……？
第三章 发酵工业原料及其处理
生物药物分析教研室 徐茂磊
本章内容
第一节 发酵工业原料的种类和成分
第二节 淀粉水解糖的制备 第三节 发酵培养基灭菌
学习目的和要求
2. 促进剂
促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是 多方面的： 有些促进剂本身是酶的诱导物； 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产物的分泌与生产； 对发酵产物具有稳定作用； 对发酵微生物有益，使发酵过程更顺利。
3. 抑制剂
营养缺陷 型菌株？