第三章 微生物的营养生 长及培养基制备 微生物与发酵工艺
第三章 微生物的营养生 长及培养基制备 微生物与发酵工艺
第三章 微生物的营养生长及培 养基制备 第一节 培养基选择和配制的 原则 第二节 工业发酵培养基 第三节 淀粉水解糖的制备 第四节 糖蜜原料
第三章 微生物的营养生长及培 养基制备 第一节 培养基选择和配制的 原则 第二节 工业发酵培养基 第三节 淀粉水解糖的制备 第四节 糖蜜原料
第一节 培养基选择和配制的原则 ▪ 一、培养基的类型和用途 ▪ 复习：CM、SM、MM ▪ ⒈ 根据来源，可分为天然、合成和半合成 培养基 ▪ ⒉ 根据主要成分或使用目的，可分为基础、 增殖、鉴别和选择培养基 ▪ ⒊ 根据生产工艺的要求，可分为孢子、种 子和发酵培养基
第一节 培养基选择和配制的原则 ▪ 一、培养基的类型和用途 ▪ 复习：CM、SM、MM ▪ ⒈ 根据来源，可分为天然、合成和半合成 培养基 ▪ ⒉ 根据主要成分或使用目的，可分为基础、 增殖、鉴别和选择培养基 ▪ ⒊ 根据生产工艺的要求，可分为孢子、种 子和发酵培养基
▪ 二、培养基的选择 ▪ ⒈ 根据微生物的特点选择培养基 ▪ 用于大规模培养的微生物主要有细菌、酵 母菌、霉菌和放线菌等四大类。依据其不 同特性，来考虑培养基的组成 ▪ ⒉ 根据发酵方式选择培养基 ▪ 种子培养基和发酵培养基 ▪ ⒊ 从生产实践和科学试验的不同要求选择 ▪ ⒋ 从经济效益方面考虑选择生产原料
▪ 二、培养基的选择 ▪ ⒈ 根据微生物的特点选择培养基 ▪ 用于大规模培养的微生物主要有细菌、酵 母菌、霉菌和放线菌等四大类。依据其不 同特性，来考虑培养基的组成 ▪ ⒉ 根据发酵方式选择培养基 ▪ 种子培养基和发酵培养基 ▪ ⒊ 从生产实践和科学试验的不同要求选择 ▪ ⒋ 从经济效益方面考虑选择生产原料
▪ 三、培养基的配制原则 ▪ ⒈ 根据不同微生物的营养需要配制不同的 培养基 ▪ ⒉ 营养成分的恰当配比 ▪ 培养基中的碳氮的比例(C／N)在发酵工业 中尤其重要 ▪ ⒊ 渗透压 ▪ ⒋ pH值 ▪ 一般霉菌和酵母菌比较适于微酸性环境， 放线菌和细菌适于中性或微碱性环境 ▪ ⒌ 氧化还原电位
▪ 三、培养基的配制原则 ▪ ⒈ 根据不同微生物的营养需要配制不同的 培养基 ▪ ⒉ 营养成分的恰当配比 ▪ 培养基中的碳氮的比例(C／N)在发酵工业 中尤其重要 ▪ ⒊ 渗透压 ▪ ⒋ pH值 ▪ 一般霉菌和酵母菌比较适于微酸性环境， 放线菌和细菌适于中性或微碱性环境 ▪ ⒌ 氧化还原电位
▪ 四、培养基成分配比的选择 ▪ 基础培养基 ▪ 有时考虑用中间补料来控制pH值 ▪ 生理酸性物质，如硫酸铵 ▪ 生理碱性物质，如硝酸盐、乙酸钠等 NaNO3+4H2 NH3+H2O+NaOH （NH4）2 SO4 2 NH3+H2 SO4
▪ 四、培养基成分配比的选择 ▪ 基础培养基 ▪ 有时考虑用中间补料来控制pH值 ▪ 生理酸性物质，如硫酸铵 ▪ 生理碱性物质，如硝酸盐、乙酸钠等 NaNO3+4H2 NH3+H2O+NaOH （NH4）2 SO4 2 NH3+H2 SO4
▪ 有些初级代谢产物因为它们的代谢途径较清 楚，所以根据物料平衡计算来加以确定。 ▪ 如酒精发酵，100 kg淀粉理论上可以产酒精 的数量为： (C6H10O5 ) n+nH2O nC6H12O6 2nC2H5OH+2nCO2 X= =56.79(kg) 2×46×100 162 发酵 水解
▪ 有些初级代谢产物因为它们的代谢途径较清 楚，所以根据物料平衡计算来加以确定。 ▪ 如酒精发酵，100 kg淀粉理论上可以产酒精 的数量为： (C6H10O5 ) n+nH2O nC6H12O6 2nC2H5OH+2nCO2 X= =56.79(kg) 2×46×100 162 发酵 水解
第二节 工业发酵培养基 ▪ 一、工业上常用的碳源 ▪ 使用最广的碳水化合物是玉米淀粉，也使 用其他谷物，如马铃薯、木薯淀粉 ▪ 麦芽是啤酒生产的主要原料或唯一原料 ▪ 发酵培养基中常用的甜菜或甘蔗糖蜜 ▪ 生产疫苗的动物细胞培养基，通常是用牛 血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源
第二节 工业发酵培养基 ▪ 一、工业上常用的碳源 ▪ 使用最广的碳水化合物是玉米淀粉，也使 用其他谷物，如马铃薯、木薯淀粉 ▪ 麦芽是啤酒生产的主要原料或唯一原料 ▪ 发酵培养基中常用的甜菜或甘蔗糖蜜 ▪ 生产疫苗的动物细胞培养基，通常是用牛 血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源
▪ 二、工业上常用的氮源 ▪ 无机氮源包括氨水、铵盐或硝酸盐等 ▪ 有机氮源包括玉米浆(corn steep liquor， CSL)、豆饼粉、花生饼粉、棉籽粉、鱼粉、 酵母浸出液等 ▪ 玉米浆、豆饼粉等既能作氮源又能作碳源 ▪ 其功能是构成菌体成分，作为酶的组成分 或维持酶的活性，调节渗透压、pH值、氧 化还原电位等
▪ 二、工业上常用的氮源 ▪ 无机氮源包括氨水、铵盐或硝酸盐等 ▪ 有机氮源包括玉米浆(corn steep liquor， CSL)、豆饼粉、花生饼粉、棉籽粉、鱼粉、 酵母浸出液等 ▪ 玉米浆、豆饼粉等既能作氮源又能作碳源 ▪ 其功能是构成菌体成分，作为酶的组成分 或维持酶的活性，调节渗透压、pH值、氧 化还原电位等
▪ 三、无机盐 ▪ 微生物对无机盐的需要量很少，但无机盐含 量对菌体生长和产物的生成影响很大。 ▪ ⒈ 磷酸盐 ▪ 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0.005～0.01 mol／L。 ▪ 玉米浆、糖蜜、淀粉水解糖等原料中还有少 量的磷。 ▪ 磷含量对谷氨酸发酵影响很大
▪ 三、无机盐 ▪ 微生物对无机盐的需要量很少，但无机盐含 量对菌体生长和产物的生成影响很大。 ▪ ⒈ 磷酸盐 ▪ 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0.005～0.01 mol／L。 ▪ 玉米浆、糖蜜、淀粉水解糖等原料中还有少 量的磷。 ▪ 磷含量对谷氨酸发酵影响很大