【正文】 不可缺少的 。 ? 發(fā)酵工業(yè)多用作培養(yǎng)種子和發(fā)酵的培養(yǎng)基 。 （ 3）半合成培養(yǎng)基 ? 多數(shù)培養(yǎng)基配制是采用一部分天然有機物作碳源 、 氮源和生長因子的來源 ， 再適當加入一些化學(xué)藥品以補充無機鹽成分 ， 使其更能充分滿足微生物對營養(yǎng)的需要 。 ? 適合于各類異養(yǎng)微生物生長 ，而一般自養(yǎng)微生物都不能生長 。 微生物的營養(yǎng)來源 ? （ 1）能源 ? 自養(yǎng)菌：光；氫，硫胺；亞硝酸鹽，亞鐵鹽。第三章 發(fā)酵工藝條件的確定 ? 主講人：劉萍 第三章 發(fā)酵工藝條件的確定 ? 第一節(jié) 培養(yǎng)基的選擇和確定 ? 第二節(jié) 培養(yǎng)條件的確定 第一節(jié) 培養(yǎng)基的選擇和確定 ? 一、 培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分 ? 二、培養(yǎng)基的用途 ? 三、發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇 ? 四、 培養(yǎng)基成分的營養(yǎng) 與作用 ? 五、 培養(yǎng)基確定 方 法 ? 六、正交試驗在培養(yǎng)基確定中的應(yīng)用 一、 培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分 ? 微生物的營養(yǎng)活動，是依靠向外界分泌大量的酶．將周圍環(huán)境中大分子的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)分解成小分子化合物，再借助細胞膜的滲透作用，吸收這些小分子營養(yǎng)來實現(xiàn)的。 ? 異養(yǎng)菌：碳水化合物等有機物，石油天然氣和石油化工產(chǎn)品，如醋酸。 （ 2）合成培養(yǎng)基 ? 是用化學(xué)成分和數(shù)量完全了解的物質(zhì)配制而成的 。 ? 大多數(shù)微生物都能在此培養(yǎng)基上生長繁殖 。 ? 根據(jù)微生物對氧的要求情況 ， 分別作靜止或通風(fēng)攪拌培養(yǎng) 。 ? 在制曲 、 酶制劑 、 檸檬酸等生產(chǎn)中 ， 用來培養(yǎng)霉菌等的固體種子和發(fā)酵培養(yǎng)基是由麩皮等農(nóng)作物加無機元素等制成的 。 （二）、發(fā)酵生產(chǎn)中的培養(yǎng)基類型 ? 工業(yè)發(fā)酵中培養(yǎng)基往往是依據(jù)生產(chǎn)流程和作用分為： ? 斜面培養(yǎng)基 ? 種子培養(yǎng)基 ? 發(fā)酵培養(yǎng)基 ? 搖瓶培養(yǎng)基 1．斜面培養(yǎng)基 ? 作用：這是供微生物細胞生長繁殖用的 ， 包括細菌 ， 酵母等的斜面培養(yǎng)基以及霉菌 、 放線菌生孢子培養(yǎng)基或麩曲培養(yǎng)基等 。 ? ， 則氮源和碳源均不宜太豐富 ， 否則容易長菌絲而較少形成孢子 。 ? 種子培養(yǎng)基特點： ? 1. 必須有較完全和豐富的營養(yǎng)物質(zhì) ， 特別需要充足的氮源和生長因子 。 3．發(fā)酵培養(yǎng)基 ? 發(fā)酵培養(yǎng)基是發(fā)酵生產(chǎn)中最主要的培養(yǎng)基 ， 它不僅耗用大量的原材料 ， 而且也是決定發(fā)酵生產(chǎn)成功與否的重要因素 。 ? （ 3） 發(fā)酵培養(yǎng)基需耗用大量原料 ， 因此 ，原料來源 、 原材料的質(zhì)量以及價格等必須予以重視 。 ? (4)有利于 提高產(chǎn)物的合成速度 ， 縮短發(fā)酵周期 。 ? (8)有利于產(chǎn)品的分離純化 ， 并盡可能減少產(chǎn)生 “ 三廢 ” 的物質(zhì) 。 ? 4． 控制合適的 pH：微生物的生長繁殖或產(chǎn)物的合成往往需要 — 定的 pH環(huán)境 ， 在最適 pH值下有利于加快各種酶的反應(yīng) 。 ? 4． 避免產(chǎn)生微生物不能利用的物質(zhì)或形成沉淀 ? 葡萄糖與銨鹽或氨基酸的氨基在滅菌高溫下作用形成深褐色物質(zhì) 。 ? 5． 注意代謝調(diào)節(jié)物的影響： ? 有些物質(zhì)存在于培養(yǎng)基中往往能明顯地促進或抑制發(fā)酵產(chǎn)物的形成 。 ? 誘導(dǎo)物的存在能大大強化誘導(dǎo)酶的生物合成 。 (3)注意阻遏物或抑制劑的影響 ? 培養(yǎng)基中存在反饋阻遏物或分解阻遏物均能影響酶的合成 ， 降低發(fā)酵產(chǎn)量 。 ? 因此對于有重大影響的金屬離子必須嚴格控制 。 ? 有機酸如糖酸 、 檸檬酸 、 反丁烯二酸 、琥珀酸 、 蘋果酸 、 丙酮酸 、 酒石酸等 。 ? 正烷烴：一般是指從石油裂得到的 14C至 18C的直鏈烷烴混合物 。含有較豐富的糖、氨素化合物和無機維生素等，是微生物工業(yè)的價廉物美的原料。常用的為玉米淀粉、小麥淀粉和甘薯淀。 氮素一般不提供能量 ， 但硝化細菌卻能利用氨作為氮源和能源 。 ? 有機氮源特點： ? 含有豐富的蛋白質(zhì)、多肽和游離的氨基酸 ? 還含有少量的糖類、脂肪、無機鹽、維生素及生長因子。 ? 無機氮源：銨鹽、硝酸鹽、氨水等。 (3)水 ? （ 1） 水是良好的溶劑 ， 菌體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)都是溶解于水中被吸收的 。 ? （ 5） 水是熱的良導(dǎo)體 ， 有利于放熱 ， 可調(diào)節(jié)細胞的溫度 。 ? 主要元素有 P、 S、 Mg、 K、 Ca等； ? 微量元素有 Fe、 Cu、 Mn、 Zn、 Mo、 Co、 B等 。 ? 在代謝途徑調(diào)節(jié)方面，起著重要作用。 ? 鎂：處于離子狀態(tài)時，是許多酶的輔酶的激活劑，不但影響基質(zhì)的氧化，也影響蛋白質(zhì)的合成。 ? 凡是缺少合成生長素類物質(zhì)的微生物 (即缺少了合成生長素 過程中的某種酶 )， 統(tǒng)稱為營養(yǎng)缺陷型 。 ? （ 2） 其次 ， 對生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)條件 ， 生物合成的代謝途徑 ， 代謝產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì) 、 分子結(jié)構(gòu) 、 一般提煉方法和產(chǎn)品質(zhì)量要求等也需要有所了解 ， 以便在選擇培養(yǎng)基時做到心中有數(shù) 。 ? （ 4） 注意每次只限一個變動條件 。 ? 最后試驗各種發(fā)酵條件和培養(yǎng)基的關(guān)系 。 所以 ， 發(fā)酵工業(yè)中大多采用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)種子和進行液體發(fā)酵 ， 并根據(jù)微生物對氧氣的要求 ， 分別作表面靜止培養(yǎng)或深層通氣培養(yǎng) 。 ? 大規(guī)模生產(chǎn)中 ， 固體培養(yǎng)的缺點是占地面積多 ， 勞動強度大 ， 生產(chǎn)穩(wěn)定性差 。同時 ， 使用稀薄的培養(yǎng)基 ， 適當減少碳氮配比 ? 石油作為碳源的微生物發(fā)酵不但可以生產(chǎn)以糧食為碳源的發(fā)酵產(chǎn)品 。 正交試驗在培養(yǎng)基確定中的應(yīng)用 因素水平 玉米粉 （％） A 豆餅粉 （％） B 蛋白胨 （％） C PH D 1 4 2 5 3 6 正交表因素水平 因素水平 玉米粉 （％） A 豆餅粉 （％） B 蛋白胨 （％） C PH D 1 4 2 5 3 6 第二節(jié) 培養(yǎng)工藝的確定方法 ? 一、培養(yǎng)條件 ? 二、菌種擴大培養(yǎng) ? 溫度 ? pH值 ? 氧 ? 種齡 ? 接種量 一、培養(yǎng)條件 1．溫度 ? 通常在生物學(xué)范圍內(nèi)每升高 10℃ ， 生長速度就加快一倍 ， 所以溫度直接影響酶反應(yīng) ， 對于微生物來說 ， 溫度直 接影響其生長和合成酶 。 ? 如果所培養(yǎng)的微生物能承受稍高一些的溫度進行生長和繁殖 ， 這對生產(chǎn)有很大的好處 ， 即可減少污染雜菌的機會和夏季培養(yǎng)所需降溫的輔助設(shè)備 ， 因此培養(yǎng)耐高溫的菌種有一定的生產(chǎn)現(xiàn)實意義 。 ? 控制 pH值不但可以保證微生物良好的生長 ， 而且可以防止雜菌的污染 。 3．氧 ? 微生物對氧的需要不同 ， 是由于依賴獲得能量的代謝方面的差異 。 ? 通氣量與菌種 、 培養(yǎng)基性質(zhì) 、 培養(yǎng)階段有關(guān) 。 ? 攪拌則能使新鮮氧氣更好地與培養(yǎng)液混合 ， 保證氧的最大限度溶解 ， 并且攪拌有利于熱交換 ， 使培養(yǎng)液的溫度一致 ， 還有利于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝物的分散 。 種齡與接種量 ? 種子培養(yǎng)期