第三章 发酵工业培养基设计

第三章 发酵工业培养基设计

发酵工业培养基的要求 P41

1、单位培养基能产生最大量的目的产物 2、能使目的产物的合成速率最大 3、副产物合成的量最少 4、质量稳定、价格低廉、易于长期获得 5、尽量不影响后处理

本章内容§1 培养基的类型及功能 §2 培养基的设计及优化

§1 培养基的类型及功能培养基的类型和用途 发酵培养基的成分及来源

一、培养基的类型和用途天然培养基

1. 根据来源分：

合成培养基 半合成培养基 基础培养基 加富培养基

2. 根据主要成分或使用目的分： 鉴别培养基营养不能太丰富，尤其是有机氮源；

3. 根据用途分：

选择培养基 无机盐浓度要适量，否则会影响孢子量和孢子颜色； 注意pH和湿度 营养要求比较丰富和完全，氮源和维生素含量也要高一些

孢子培养基——供制备孢子用； 种子培养基——满足菌种生长；

发酵培养基——满足大生产中大量菌体生长和繁殖以及代谢产物积累

除含有菌体生长所必须的营养物外，还要有产物所需的 特定元素、前体物质和促进剂等

生理代谢

菌种筛选

种子培养

发酵培养

谷氨酸发酵种子培养基和发酵培养基配方培养基成分 淀粉水解糖(%) 玉米浆(% 种子培养基 2.5 2.5-3.5 发酵培养基 12.5 0.5-0.8

K2HPO4(%)MgSO4(%) 尿素 Fe2+,Mn2+

0.150.04 0.4 各2ppm

0.150.06 3 各2ppm

不同的发酵产物，不同的菌种所选择的发酵培养基是不同的。白酒 (chinese spirit)发酵：固体发酵培养基； 果酒(fruit spirit)发酵：果汁 ； 啤酒(beer) 发酵：麦芽汁液体培养基； 酒精(alcohol)发酵：淀粉糖化醪 ；

氨基酸(amino acid)发酵：水解糖液加其他营养成分；柠檬酸(citric acid)发酵：淀粉液化醪 ； 乳酸(lactic acid)发酵：淀粉糖化醪； 甲烷(methane)发酵：复杂的有机废物发酵； 抗生素(antibiotic)发酵：淀粉糖化醪 +豆饼粉+麸皮粉

※二、发酵培养基的成分及来源 P42碳源 氮源 无机盐和微量元素 水 生长调节物质

(一)、碳源碳源功能： 为微生物菌种的生长繁殖提供能源和合 成菌体所必需的碳成分 为合成目的产物提供所需的碳成分

在微生物发酵过程中，普遍以碳水化合物作为碳源。碳源 来源

葡萄糖乳糖 淀粉

纯葡萄糖，水解淀粉纯乳糖，乳清粉 大麦，花生粉，燕麦粉，黑麦粉，大豆粉等

蔗糖

甜菜糖蜜，甘蔗糖蜜，粗红糖，精白糖等

生产疫苗时通常用牛血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源。 酒精、简单的有机酸、烷烃等含碳物质也可作为碳源。甲醇作为底物生产单细胞蛋白(SCP) 用烷烃进行有机酸、维生素等的生产

葡萄糖：最容易利用，但过多

会加快呼吸，导 致溶氧不足、pH下降，抑制生长与产物合成 糖蜜：含糖(蔗糖)、氮类化合物、无机盐、 维生素等，常用于丙酮丁醇生产 淀粉糊精：需经胞外酶水解后才能利用，可克 服葡萄糖代谢过快的弊端，价格低廉，常用玉 米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉

不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大

不用加工方法对甘蔗糖蜜的影响

2、油和脂肪脂肪酶 甘油+脂肪酸 氧气 CO2+H2O ATP

油、脂肪

※供氧要充足，否则会使有机酸积累，引起pH下降 常用豆油、菜油、葵花籽油、猪油、鱼油、棉籽油