1、微生物细胞的化学组成及胞外代谢产物 2、微生物的营养物质和营养类型 3、培养基的分类 4、培养基的选择和配制原则 5、用于工业发酵的培养基 6、最佳培养基组成的确定 第 三 章 培养基 教 学 内 容
1、微生物细胞的化学组成及胞外代谢产物 2、微生物的营养物质和营养类型 3、培养基的分类 4、培养基的选择和配制原则 5、用于工业发酵的培养基 6、最佳培养基组成的确定 第 三 章 培养基 教 学 内 容
葡萄糖或糖蜜 总量的10% 玉米浆 4%-5% 苯乙酸 0.5%-0.8% 猪油或植物油、消泡剂 0.5% 其余水 生产青霉 素工艺培 养基 培养基的定义 人工配制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、 代谢和合成所需产物的营养物质和原料。 (甘蔗或甜菜糖厂生 产后的副产物，桔 水）
葡萄糖或糖蜜 总量的10% 玉米浆 4%-5% 苯乙酸 0.5%-0.8% 猪油或植物油、消泡剂 0.5% 其余水 生产青霉 素工艺培 养基 培养基的定义 人工配制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、 代谢和合成所需产物的营养物质和原料。 (甘蔗或甜菜糖厂生 产后的副产物，桔 水）
一、微生物细胞的化学组成及胞外代谢产物 1、微生物细胞的化学组成 微生物 成分 细菌（%） 酵母菌（%） 霉菌（%） 水分 75-85 70-80 85-90 蛋白质 50-80（干重） 72-75 14-15 碳水化合物 12-28 27-63 7-40 脂肪 5-20 2-15 4-40 核酸 10-20 6-8 1 无机元素 2-30 3.8-7 6-12 由表可知，微 物细胞含有80% 左右的水分和 20%左右的干 物质，它主要 是由C、H、O 和N等元素组 成，约占全部 干物质的90% 至97%，此外 还含有各种无 机矿物质，依 次为：P K Mg Ca S Na及微量 元素。 营养物质的确定，主要依据细胞的化学组成及所代谢物的化学 组成。因此，分析微生物细胞的化学组成是了解微生物营养的基础
一、微生物细胞的化学组成及胞外代谢产物 1、微生物细胞的化学组成 微生物 成分 细菌（%） 酵母菌（%） 霉菌（%） 水分 75-85 70-80 85-90 蛋白质 50-80（干重） 72-75 14-15 碳水化合物 12-28 27-63 7-40 脂肪 5-20 2-15 4-40 核酸 10-20 6-8 1 无机元素 2-30 3.8-7 6-12 由表可知，微 物细胞含有80% 左右的水分和 20%左右的干 物质，它主要 是由C、H、O 和N等元素组 成，约占全部 干物质的90% 至97%，此外 还含有各种无 机矿物质，依 次为：P K Mg Ca S Na及微量 元素。 营养物质的确定，主要依据细胞的化学组成及所代谢物的化学 组成。因此，分析微生物细胞的化学组成是了解微生物营养的基础
2、微生物胞外代谢产物 微生物在生长过程中，除利用外源营养物质合成新的细胞外，还 会产生一些有机化合物分泌到微生物的体外，这些胞外代谢产物 的种类繁多，且因微生物的种类而异。因此，了解这些代谢产物 的化学组成，极有助于微生物培养时的营养物质的选择和代谢产 物的积累。一般来说，微生物的胞外代谢产物的主要包括下面四 个部分。 1）代谢副产物 这类产物主要是指伴随微生物细胞正常代谢作用所产生的一些小分子化合物。 如：CO2、H2、CH4等气体和乙醇、丙酮、丁醇、丙酸、乳酸等低分子量的醇类、 脂肪酸类和酮类，其中许多物质是重要的化工原料。 产物名称 用途 主要生产菌 甲烷 能源 奥式甲烷杆菌 乙醇、异丙醇 医药、化工原料、饮料等 酵母菌 异丙醇、丙酮、丁醇 防冻剂、火胶溶剂、树胶等 丁酸梭菌 丙酮、丁醇、甘油 重要的有机溶剂 丙酮丁醇梭菌 甘油、甘露醇 溶剂、润滑剂、化妆吕、硝化甘油炸药 醇母菌 甘露醇、乙酸 合成树脂、增韧剂等 曲霉菌 乙酸 食醋、化工原料 产醋酸杆菌 草酸 印染、漂洗皮革、制造塑料和染料 曲霉菌和青霉菌 乳酸 食品乳酸医药和化工原料 乳酸菌
2、微生物胞外代谢产物 微生物在生长过程中，除利用外源营养物质合成新的细胞外，还 会产生一些有机化合物分泌到微生物的体外，这些胞外代谢产物 的种类繁多，且因微生物的种类而异。因此，了解这些代谢产物 的化学组成，极有助于微生物培养时的营养物质的选择和代谢产 物的积累。一般来说，微生物的胞外代谢产物的主要包括下面四 个部分。 1）代谢副产物 这类产物主要是指伴随微生物细胞正常代谢作用所产生的一些小分子化合物。 如：CO2、H2、CH4等气体和乙醇、丙酮、丁醇、丙酸、乳酸等低分子量的醇类、 脂肪酸类和酮类，其中许多物质是重要的化工原料。 产物名称 用途 主要生产菌 甲烷 能源 奥式甲烷杆菌 乙醇、异丙醇 医药、化工原料、饮料等 酵母菌 异丙醇、丙酮、丁醇 防冻剂、火胶溶剂、树胶等 丁酸梭菌 丙酮、丁醇、甘油 重要的有机溶剂 丙酮丁醇梭菌 甘油、甘露醇 溶剂、润滑剂、化妆吕、硝化甘油炸药 醇母菌 甘露醇、乙酸 合成树脂、增韧剂等 曲霉菌 乙酸 食醋、化工原料 产醋酸杆菌 草酸 印染、漂洗皮革、制造塑料和染料 曲霉菌和青霉菌 乳酸 食品乳酸医药和化工原料 乳酸菌
2）中间代谢产物 指细胞在代谢途径中产生的用于合成蛋白质、核酸、类脂和多糖等细胞物质的一些 小分子物质。 如氨基酸、核苷酸、有机酸和单糖的衍生物。中间代谢产物一般不分泌到微生物体 外，而只有当微生物细胞生物合成受阻或外源碳源浓度较高的情况下，才会有大量的积 累和外流。不少中间代谢产物也是重要的食品和化工原料。 产物名称 用途 主要产生菌 延胡索酸 抗氧剂、合成树脂、染料 黑根霉 琥珀酸 制漆、染料 根霉菌 苹果酸 食品 黑曲霉 柠檬酸 饮料、化工原料 黑曲霉 核黄素 医药 棉病囊霉 谷氨酸 味精 谷氨酸棒杆菌 肌苷酸 调味品 产氨短杆菌 谷氨酸的产生过程
2）中间代谢产物 指细胞在代谢途径中产生的用于合成蛋白质、核酸、类脂和多糖等细胞物质的一些 小分子物质。 如氨基酸、核苷酸、有机酸和单糖的衍生物。中间代谢产物一般不分泌到微生物体 外，而只有当微生物细胞生物合成受阻或外源碳源浓度较高的情况下，才会有大量的积 累和外流。不少中间代谢产物也是重要的食品和化工原料。 产物名称 用途 主要产生菌 延胡索酸 抗氧剂、合成树脂、染料 黑根霉 琥珀酸 制漆、染料 根霉菌 苹果酸 食品 黑曲霉 柠檬酸 饮料、化工原料 黑曲霉 核黄素 医药 棉病囊霉 谷氨酸 味精 谷氨酸棒杆菌 肌苷酸 调味品 产氨短杆菌 谷氨酸的产生过程
3）次级代谢产物 这类代谢产物是指由微生物细胞合成的，分子比较复杂的一些化合物，它既不参与细 胞的组成，又不是酶的活性基团，也不是细胞的储存物质，它们中的大多数分泌于微生 物的体外。 如抗生素、毒素、激素和色素等几类 4） 胞外水解酶类 许多微生物可产生胞外水解酶类。这类水解酶包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪 酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶等。可用于食品、酿造、 纺织、制革、医药和生化试剂等各个领域。 问题 初级代谢产物和次级代谢产物包括哪些物质？
3）次级代谢产物 这类代谢产物是指由微生物细胞合成的，分子比较复杂的一些化合物，它既不参与细 胞的组成，又不是酶的活性基团，也不是细胞的储存物质，它们中的大多数分泌于微生 物的体外。 如抗生素、毒素、激素和色素等几类 4） 胞外水解酶类 许多微生物可产生胞外水解酶类。这类水解酶包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪 酶、果胶酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶等。可用于食品、酿造、 纺织、制革、医药和生化试剂等各个领域。 问题 初级代谢产物和次级代谢产物包括哪些物质？
二、微生物的营养物质和营养类型 微生物四大营养类型 光能自养型 光能异养型 化能自养型 化能异养型 微生物六大营养要素 碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水 问题2 问题1 化能异养型微生物有哪些？ 化能异养型微生物又可分哪几类？ 生长因子包括哪些物质？什么营养物质中含有丰富的生长因子？ P31
二、微生物的营养物质和营养类型 微生物四大营养类型 光能自养型 光能异养型 化能自养型 化能异养型 微生物六大营养要素 碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水 问题2 问题1 化能异养型微生物有哪些？ 化能异养型微生物又可分哪几类？ 生长因子包括哪些物质？什么营养物质中含有丰富的生长因子？ P31
专性好气微生物。这类微生物只能在有空气或有氧 的条件下才能生长，包括了全部的霉菌、大部分的放线 菌及部分的细菌。 专性厌气微生物。这类微生物只能在没有空气或无 氧的条件下才能生长，包括了部分细菌、放线菌。 兼性微生物。这类微生物既生物既在空气或有氧 的条件下生长，又能在没有空气或无氧的条件下生长， 包括了酵母菌及部分细菌。 问题3 根据微生物对氧的要求，微生物可分为哪几类？
专性好气微生物。这类微生物只能在有空气或有氧 的条件下才能生长，包括了全部的霉菌、大部分的放线 菌及部分的细菌。 专性厌气微生物。这类微生物只能在没有空气或无 氧的条件下才能生长，包括了部分细菌、放线菌。 兼性微生物。这类微生物既生物既在空气或有氧 的条件下生长，又能在没有空气或无氧的条件下生长， 包括了酵母菌及部分细菌。 问题3 根据微生物对氧的要求，微生物可分为哪几类？
三、培养基的分类 根据培养基的用途不同，可将培养基分成： 增殖、选择和鉴别培养基 根据培养基状态不同，可将培养基分成： 固体、液体和半固体培养基 根据营养物质的来源不同，培养基可分为： 天然培养基、合成培养基和半合成培养基 特点、用途 优缺点、用途 问题2 固体培养基与半固体培养基是如何界定的？ 什么叫增殖培养基？ 什么叫选择培养基？ 什么叫鉴别培养基？ 问题1 发酵生产中的培养基属于哪一类培养基？ 问题3
三、培养基的分类 根据培养基的用途不同，可将培养基分成： 增殖、选择和鉴别培养基 根据培养基状态不同，可将培养基分成： 固体、液体和半固体培养基 根据营养物质的来源不同，培养基可分为： 天然培养基、合成培养基和半合成培养基 特点、用途 优缺点、用途 问题2 固体培养基与半固体培养基是如何界定的？ 什么叫增殖培养基？ 什么叫选择培养基？ 什么叫鉴别培养基？ 问题1 发酵生产中的培养基属于哪一类培养基？ 问题3
2、培养基的配制原则 根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基 营养成分的恰当配比 渗透压 PH值 氧化还原电位 四、培养基的选择 和配制原则 1、培养基的选择 从微生物的特点来选择培养基 液体和固体培养基的选择 从生产实践和科学试验的不同要求选择 从经济效益选择生产原料 阅读课本 5分钟
2、培养基的配制原则 根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基 营养成分的恰当配比 渗透压 PH值 氧化还原电位 四、培养基的选择 和配制原则 1、培养基的选择 从微生物的特点来选择培养基 液体和固体培养基的选择 从生产实践和科学试验的不同要求选择 从经济效益选择生产原料 阅读课本 5分钟