生物工藝學(xué)第三章工業(yè)培養(yǎng)基及其設(shè)計(1)-預(yù)覽頁
【正文】 周期。 ⑧有利于產(chǎn)品的分離純化，并盡可能減少 “ 三廢 ” 物質(zhì)的產(chǎn)生。首先，糖類是微生物最廣泛利用的碳源，尤其是葡萄糖，其次是醇、有機(jī)酸或脂肪酸等。例如，洋蔥伯克霍爾德氏菌(Burkholdria cepacia)可以利用 90多種不同類型的有機(jī)化合物作為碳源。極大多數(shù)微生物的能源物質(zhì)是化學(xué)物質(zhì) (有機(jī)化合物和無機(jī)化合物 )。 能源 共 28頁 第 8頁 目錄 ? 氮是微生物細(xì)胞需要量僅次于碳的元素。 ? 對于 硝化細(xì)菌 來說， NH3和 NO2－ 是兼有氮源與能源功能的 雙功能營養(yǎng)物質(zhì) 。 無機(jī)鹽及微量元素 生理功能： ☆ 提供微生物細(xì)胞化學(xué)組成中 (除 C和 N外 )的重要元素，如 P核酸的重要組成元素； ☆ 參與并穩(wěn)定微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，如 P參與的磷脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)等； ☆ 與酶的組成和活力有關(guān)。一些特殊的輔酶也能用作生長因子。結(jié)合水沒有流動性和溶解力，所以微生物不能利用它。 水 共 28頁 第 12頁 目錄 培養(yǎng)基類型 制備培養(yǎng)基的基本原則 條件適宜 微生物的生長除了取決于營養(yǎng)之外，還受 pH、氧氣、滲透壓等物理化學(xué)因素的影響，而微生物的生長反過來又會影響環(huán)境條件。 培養(yǎng)嗜鹽微生物常加適量NaCl， 海洋微生物的最適生長鹽度約%。 ? pH ? 最適 pH：細(xì)菌 ～ ，放線菌 ～ ，酵母菌 ～ ，霉菌 ～ 。 ? 此外，通常還要在培養(yǎng)基中加入作為指示劑的染料以指示培養(yǎng)基的 pH變化。 缺點： 所用物質(zhì)的成分不穩(wěn)定，因而營養(yǎng)成分難以控制，實驗結(jié)果的重復(fù)性差。 共 28頁 第 16頁 目錄 呈液態(tài)的培養(yǎng)基為 液體培養(yǎng)基 。 固體培養(yǎng)基 (呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基 )，有加凝固劑后制成的；有直接用天然固體狀物質(zhì)制成的；還有在營養(yǎng)基質(zhì)上覆上濾紙或濾膜等制成的。 共 28頁 第 17頁 目錄 ? 選擇培養(yǎng)基 按培養(yǎng)基的功能區(qū)分 選擇培養(yǎng)基 通過加入不防礙目的微生物生長而抑制非目的微生物生長的物質(zhì)以達(dá)到選擇的目的。這種選擇培養(yǎng)基就是 加富培養(yǎng)基 。 現(xiàn)代基因克隆技術(shù)中，基因工程的載體上常帶有各種遺傳學(xué)標(biāo)記，當(dāng)這樣的載體攜帶目的基因轉(zhuǎn)入受體菌時，由于標(biāo)志基因所對應(yīng)的遺傳表型與受體菌是互補(bǔ)的，因此 在培養(yǎng)基中施加合適的選擇壓力 ，將受體菌接入這種選擇壓力培養(yǎng)基，形成菌落的受體菌就是 克隆子 ，即基因工程目的菌，而非克隆子則不生長。由于伊紅還發(fā)出略呈綠色的熒光，因此在反射光下可以看到深紫色菌落表面有綠色金屬閃光。此外，這兩種染料在 pH值低時結(jié)合形成沉淀，可起產(chǎn)酸指示劑的作用。 ? 在選取用淀粉、黃豆餅粉這類原料作為培養(yǎng)基時，必須考慮微生物是否具備分泌胞外淀粉酶和蛋白酶的能力。 碳源對地衣芽孢桿菌和黑曲霉生長和產(chǎn)酶的影響 共 28頁 第 24頁 目錄 碳氮比對菌體代謝調(diào)節(jié)的重要性 ?培養(yǎng)基中碳氮比對微生物生長繁殖和產(chǎn)物合成的影響極為顯著。一般來講，因為碳源既作為碳骨架參與菌體和產(chǎn)物的合成又作為生命過程中的能源，所以比例要求比氮源高。因而在選取培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分時，除了考慮營養(yǎng)的需求外，也要考慮其代謝后對培養(yǎng)體系 pH緩沖體系的貢獻(xiàn)，從而保證整個發(fā)酵過程中 pH能夠處于較為適宜的狀態(tài)。 共 28頁 第 27頁 目錄 ? 培養(yǎng)基設(shè)計與優(yōu)化過程一般要經(jīng)過以下幾個步驟： ☆ 根據(jù)以前的經(jīng)驗以及培養(yǎng)基成分確定時必須考慮的一些問題，初步確定可能的培養(yǎng)基組分； ☆ 通過單因素優(yōu)化實驗確定最為適宜的各個培養(yǎng)基組分及其最適濃度； ☆ 最后通過多因子實驗，進(jìn)一步優(yōu)化培養(yǎng)基的各種成分及其最適濃
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