生物工艺学第三章工业培养基及其设计
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内的元素，如Co、Zn、Mo、Mn、Ni和W等。
3.2.5 生长调节物质
生长许与质组因(分多无蛋子和白微机的参质生盐主与、物之要代核功谢除 外酸能。了 ， 和是脂需 还提质要 必供)、微碳 须辅生源 在因物、 培子细能 养(胞辅重源基酶要和、中化辅氮补学基源充物)的 但是微，量有的些有微机生物营可养以物合质成并才分能泌生大长量维或生者素生等长生
3.2.6 水
水 水以是自微由生水物与营结养中合不水可两缺种少形的式物存质，在主。要结是合因水为没： ☆有水是流微动生性物和细溶胞解的力主要，化所学以组微成生；物不能利用它。 ☆水 代水谢是的产营可物养利都物用是质性通和常过代溶用谢解产水和物活分的度散良(在好aw水溶)来中剂而表，进营示出养：细物水胞质活的与
3.4 培养基设计原理与优化方法
3.4.1 培养基的设计原理
3.4.2 培养基的优化方法
3.1 工业培养基的基本要求
一工般业设培计养适基宜是于 提工供业微大生规物模生发长酵繁的殖培和养生基 物就合要成遵各循种以代下谢 原产则物：所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。
①必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 ②有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质的转 化率。 ③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。 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。 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 “三废”物质的产生。
3.2 工Hale Waihona Puke Baidu培养基的成分及来源
碳源 能源 氮源 无机盐及微量元素 生长调节物质 水
3.2.1 碳源
不不同同微营生养物类利型用的微碳生源物物利质用的不范同围的碳也源很。不为相数 众同多。的有异的养微微生生物物常利利用用的某碳类源有物机质化合范物围中很的 一广种。或例几如种，作洋为葱它们伯的克碳霍源尔。德首氏先菌，糖类是微
素的必。要组分等；
☆调节和维持微生物生长过程中诸如渗透压、氢离子
大浓度量和元氧素化：还需原要电位浓等度生在长1条0-件3～；10-4mol/L范围 ☆用内化作细的某菌元些用素化作，能能如自源养P；、细S菌、物K能、源Mg物、质C，a、如NNaO和2－F被e等硝 ☆用；微细作菌量呼用元吸作素链无：末氧需端呼的要吸氢时浓受呼度体吸在，链1如末0-N端6～O的31氢－0被-受8硝m体o酸l。/盐L范还原围
国家十一五规划教材《生物工艺学》（邱树毅主编）配套课件
目录
第一章 绪论 第二章 工业微生物菌种选育、制备与保藏 第三章 工业培养基及其设计 第四章 生物工艺过程中的无菌技术 第五章 生物反应动力学 第六章 发酵过程原理 第七章 生物反应器及生物工艺过程的放大 第八章 生物反应过程参数检测与控制 第九章 生物产品分离及纯化技术 第十章 生物产品工艺学及应用
第三章 工业培养基及其设计
3.1 工业培养基的基本要求 3.2 工业培养基的成分及来源
3.2.1 碳源 3.2.2 能源 3.2.3 氮源 3.2.4 无机盐及微量元素 3.2.5 生长调节物质 3.2.6 水
3.3 培养基类型
3.3.1 制备培养基的基本原则
3.3.2 培养基的种类及其应用
氮是微生物细胞需要量仅次于碳的元素。能提 供微生物所需氮素的营养物质称为氮源。
主要功能：提供细胞原生质和其他结构物质中 的氮素，一般不作为能源使用。但化能自养细 菌中的亚硝化细菌和硝化细菌能从NH3和NO2－ 等还原态无机含氮化合物的氧化过程中获得其 生命活动所需的能量。
对于硝化细菌来说，NH3和NO2－是兼有氮源与 能源功能的双功能营养物质。对于异养微生物 来说，含有C、H、O、N的有机化合物是具有 碳、能源和氮源三重功能的营养物。
3.2.4 无机盐及微量元素
生☆理提微还素功供，能生需微：如物 要生P除P核物、酸了细S的需、胞重化要K、要学碳组M组源g成成、、元中C能素a(、除；源CN和和a、N氮F外源e)、的之C重外o要、，元Zn ☆☆参与、的分与酶子M形o并的层式、稳组构提M定成成n供、微和了的N生 活细i物力，胞和细有膜故W等胞关的称的。元基为结如本素无构F结，e机，构是大如盐等细多P；胞或参是色矿与以素物的氧无磷质化机脂元酶盐双
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3.2.2 能源
能源是提供微生物生命活动所需能量的 物质。极大多数微生物的能源物质是化 学物质(有机化合物和无机化合物)。只 有光合细菌利用光作为能源。但微生物 生长过程中所涉及的能量主要是ATP形 式的化学能。即使是光合细菌，也要将 光能转换成ATP形式的化学能后才可利 用。
3.2.3 氮源
利蓝不 些用 细同微C菌类生O等2型物或光的所碳能酸有 能自盐机 利养作微化 用为生合 的唯物物 碳一和作 源或硝为 物主化要碳 质细的源种菌碳等。类源化而极，能有其如自 养有微限生。物；或是利用CO2及相对低分子质量的 对简于单为有数机众物多作的为主化要能碳异源养，微如生紫物色非来硫说细，菌碳等 光源能是异兼养有微能生源物功。能的双功能营养物。
内的元素，如Co、Zn、Mo、Mn、Ni和W等。
3.2.5 生长调节物质
生长许与质组因(分多无蛋子和白微机的参质生盐主与、物之要代核功谢除 外酸能。了 ， 和是脂需 还提质要 必供)、微碳 须辅生源 在因物、 培子细能 养(胞辅重源基酶要和、中化辅氮补学基源充物)的 但是微，量有的些有微机生物营可养以物合质成并才分能泌生大长量维或生者素生等长生
3.2.6 水
水 水以是自微由生水物与营结养中合不水可两缺种少形的式物存质，在主。要结是合因水为没： ☆有水是流微动生性物和细溶胞解的力主要，化所学以组微成生；物不能利用它。 ☆水 代水谢是的产营可物养利都物用是质性通和常过代溶用谢解产水和物活分的度散良(在好aw水溶)来中剂而表，进营示出养：细物水胞质活的与
3.4 培养基设计原理与优化方法
3.4.1 培养基的设计原理
3.4.2 培养基的优化方法
3.1 工业培养基的基本要求
一工般业设培计养适基宜是于 提工供业微大生规物模生发长酵繁的殖培和养生基 物就合要成遵各循种以代下谢 原产则物：所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。
①必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 ②有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质的转 化率。 ③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。 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。 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 “三废”物质的产生。
3.2 工Hale Waihona Puke Baidu培养基的成分及来源
碳源 能源 氮源 无机盐及微量元素 生长调节物质 水
3.2.1 碳源
不不同同微营生养物类利型用的微碳生源物物利质用的不范同围的碳也源很。不为相数 众同多。的有异的养微微生生物物常利利用用的某碳类源有物机质化合范物围中很的 一广种。或例几如种，作洋为葱它们伯的克碳霍源尔。德首氏先菌，糖类是微
素的必。要组分等；
☆调节和维持微生物生长过程中诸如渗透压、氢离子
大浓度量和元氧素化：还需原要电位浓等度生在长1条0-件3～；10-4mol/L范围 ☆用内化作细的某菌元些用素化作，能能如自源养P；、细S菌、物K能、源Mg物、质C，a、如NNaO和2－F被e等硝 ☆用；微细作菌量呼用元吸作素链无：末氧需端呼的要吸氢时浓受呼度体吸在，链1如末0-N端6～O的31氢－0被-受8硝m体o酸l。/盐L范还原围
国家十一五规划教材《生物工艺学》（邱树毅主编）配套课件
目录
第一章 绪论 第二章 工业微生物菌种选育、制备与保藏 第三章 工业培养基及其设计 第四章 生物工艺过程中的无菌技术 第五章 生物反应动力学 第六章 发酵过程原理 第七章 生物反应器及生物工艺过程的放大 第八章 生物反应过程参数检测与控制 第九章 生物产品分离及纯化技术 第十章 生物产品工艺学及应用
第三章 工业培养基及其设计
3.1 工业培养基的基本要求 3.2 工业培养基的成分及来源
3.2.1 碳源 3.2.2 能源 3.2.3 氮源 3.2.4 无机盐及微量元素 3.2.5 生长调节物质 3.2.6 水
3.3 培养基类型
3.3.1 制备培养基的基本原则
3.3.2 培养基的种类及其应用
氮是微生物细胞需要量仅次于碳的元素。能提 供微生物所需氮素的营养物质称为氮源。
主要功能：提供细胞原生质和其他结构物质中 的氮素，一般不作为能源使用。但化能自养细 菌中的亚硝化细菌和硝化细菌能从NH3和NO2－ 等还原态无机含氮化合物的氧化过程中获得其 生命活动所需的能量。
对于硝化细菌来说，NH3和NO2－是兼有氮源与 能源功能的双功能营养物质。对于异养微生物 来说，含有C、H、O、N的有机化合物是具有 碳、能源和氮源三重功能的营养物。
3.2.4 无机盐及微量元素
生☆理提微还素功供，能生需微：如物 要生P除P核物、酸了细S的需、胞重化要K、要学碳组M组源g成成、、元中C能素a(、除；源CN和和a、N氮F外源e)、的之C重外o要、，元Zn ☆☆参与、的分与酶子M形o并的层式、稳组构提M定成成n供、微和了的N生 活细i物力，胞和细有膜故W等胞关的称的。元基为结如本素无构F结，e机，构是大如盐等细多P；胞或参是色矿与以素物的氧无磷质化机脂元酶盐双
良长因好子，，这因些此，微可生用物作生维生长素所等不生可产菌缺，少例的如微， 量维利舒生用囊产有生阿霉菌机素舒的(A物、s假有h质氨b囊 谢y酵 氏a就 基g母 丙是 酸os酸(Es、生yr杆epm嘌长i菌i)o生(呤因tPh产reo碱子c维piui和。o生mni素嘧生baasBh啶长c2tb，ey碱因ri用iiu)和、子m作棉卟B有1阿2 啉she及rm其an衍ii)、生橄物榄、链固霉菌醇(S、tre胺p-类tom、ycCe2s～C6直 链oliu或ac分eus支)、脂灰肪色酸链霉等菌。(S一.gr些ise特us殊)与的巴氏辅甲酶烷也八 能叠球用菌作(M生et长han因os子arc。ina barkeri)等。
3.2.2 能源
能源是提供微生物生命活动所需能量的 物质。极大多数微生物的能源物质是化 学物质(有机化合物和无机化合物)。只 有光合细菌利用光作为能源。但微生物 生长过程中所涉及的能量主要是ATP形 式的化学能。即使是光合细菌，也要将 光能转换成ATP形式的化学能后才可利 用。
3.2.3 氮源