越多,生成酒精也就越多,所以它和产量有着密切的关系。碳水化合物中的五碳糖多存在于 原料的皮层,如麸皮、高粱糠,谷糠、花生壳等都含有很多,它不但影响淀粉数字偏高,发 酵中也易生成有害的糠醛。纤维素虽属于碳水化合物,但不被淀粉水解,只起填充作用,对 于发酵没有什么直接影响。 蛋白质:原料含有的蛋白质,在发酵生产过成中,经蛋白酶水解后,可为微生物生长繁 殖的重要营养成分,而微生物细胞中,30~50%(干重)是蛋白质。一般的说,当培养基内 氮的含量适当,则微生物生长旺盛,酶的含量也较高。有些原料所含蛋白质有时不能满足微 生物生长和繁殖的要求,则应从外界加入氮源。蛋源一般包括有机蛋源和无机氮源两种,根 据不同情况,添加不同种类的氮源。 脂肪:对发酵有影响,如高粱糠、米糠等含油脂多,则生酸较快,生酸幅度也较大 些发酵厂如采用玉米作为原料,总是把玉米坯芽除去 灰分:灰分中的磷、硫、镁、钾、钙等是构成菌体系胞的和辅霉的重要成分,还有调节 渗透压的作用,是微生物生长不可却少的,在一般原料中,灰分的含量一足够。 三、工业发酵培养基的设计1,为何要进行培养基的设计? 完善的培养基设计是实验室的试验、实验工厂和生产规模的放大中的一个重要步骤。在 发酵过程中,我们的目的产品是菌体或代谢产物。而发酵培养基是否适合于菌体的生长或积 累代谢产物,对最终产品的得率具有非常大的影响。2,培养基设计的基本原则 培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的元素,并能提供生物合成和细胞维 持活力所需要的能量。3,如何进行培养基的设计 (1)作出细胞生长和产物形成的化学计算的平衡 碳源和能源+氮源+其他需要→细胞+产物+CO2+HO艹+热量 通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需的营养物的最低数量。在了解一定数量的 生物体所能产生的产物数量后;就有可能计算出形成产物时所需的底物数量。这些培养基的 组份的数量仅仅是供给细胞形成产物,而不包括生成细胞所需的营养。所有上述各项数量, 是不易获得其精确的数字。(2)组成微生物的元素包括C、H、0、N、S、P、Mg和K(见下 表),这些元素都要在方程式中予以平衡 细菌、酵母 元素|(L Aiba等,1873; Herbe 176;Aba等,1973) Lil,195;Aiba,1973) 50~53 氢氮碑 7.5~11 2,0~3 0.8~2.5 0.4~4,5 0.2~1.0 01~0,24 0.I~0.5 l.@ 在培养:钙 0,1~0.3 1~1,4 则接近最低值 (如Zn,Cu 0l~0.5 0.l~0.5 冲容量,这 点,在设计:黄 (3)有 旦测出其中 种是生长因子,就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。(4)碳 源具有生物合成的底物和能源的双重作用,在需氧条件下,对碳源的需要量可以从菌体对底 物的产率系数(Yxs)推算而得。该系数的定义是:细胞干物质的产量/碳源底物的被利用量 葡萄糖 能生 产生细胞系数 甲烷 正烃 甲 乙酸 顺了烯二酸越多，生成酒精也就越多，所以它和产量有着密切的关系。碳水化合物中的五碳糖多存在于 原料的皮层，如麸皮、高粱糠，谷糠、花生壳等都含有很多，它不但影响淀粉数字偏高，发 酵中也易生成有害的糠醛。纤维素虽属于碳水化合物，但不被淀粉水解，只起填充作用，对 于发酵没有什么直接影响。 蛋白质：原料含有的蛋白质，在发酵生产过成中，经蛋白酶水解后，可为微生物生长繁 殖的重要营养成分，而微生物细胞中，30~50%（干重）是蛋白质。一般的说，当培养基内 氮的含量适当，则微生物生长旺盛，酶的含量也较高。有些原料所含蛋白质有时不能满足微 生物生长和繁殖的要求，则应从外界加入氮源。蛋源一般包括有机蛋源和无机氮源两种，根 据不同情况，添加不同种类的氮源。 脂肪：对发酵有影响，如高粱糠、米糠等含油脂多，则生酸较快，生酸幅度也较大。一 些发酵厂如采用玉米作为原料，总是把玉米坯芽除去。 灰分：灰分中的磷、硫、镁、钾、钙等是构成菌体系胞的和辅霉的重要成分，还有调节 渗透压的作用，是微生物生长不可却少的，在一般原料中，灰分的含量一足够。 三、工业发酵培养基的设计 1，为何要进行培养基的设计？ 完善的培养基设计是实验室的试验、实验工厂和生产规模的放大中的一个重要步骤。在 发酵过程中，我们的目的产品是菌体或代谢产物。而发酵培养基是否适合于菌体的生长或积 累代谢产物，对最终产品的得率具有非常大的影响。2，培养基设计的基本原则 培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的元素，并能提供生物合成和细胞维 持活力所需要的能量。3，如何进行培养基的设计 （1）作出细胞生长和产物形成的化学计算的平衡 碳源和能源+氮源+其他需要→细胞+产物+CO2+H2O++热量 通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需的营养物的最低数量。在了解一定数量的 生物体所能产生的产物数量后；就有可能计算出形成产物时所需的底物数量。这些培养基的 组份的数量仅仅是供给细胞形成产物，而不包括生成细胞所需的营养。所有上述各项数量， 是不易获得其精确的数字。（2）组成微生物的元素包括 C、H、O、N、S、P、Mg 和 K（见下 表），这些元素都要在方程式中予以平衡 细菌、酵母和真菌的元素组成(按干重％计) 在培养基中有些元素的含量往往超过需要量，如 P 和 K。而其它元素含量则接近最低值 (如 Zn，Cu 等)。在许多培养基中增加磷酸盐浓度，其用意是增加培养基的缓冲容量，这一 点，在设计培养基时要引起注意。 （3）有些微生物无力的合成特定营养物，如氨基酸、维生素或核苷酸。一旦测出其中 一种是生长因子，就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。（4）碳 源具有生物合成的底物和能源的双重作用，在需氧条件下，对碳源的需要量可以从菌体对底 物的产率系数(Yx/s)推算而得。该系数的定义是：细胞干物质的产量／碳源底物的被利用量 下表中列出了一些 Yx/s 值。如以葡萄糖为底物时，其 Y 值为 0.5g 即表示每 1g 葡萄糖 能生成 0.5g 细胞干物质。为要获得 30gdm-3 浓度的细胞，需要葡萄糖 30／0.5＝60gdm-3