生物工藝學(xué)第三章工業(yè)培養(yǎng)基及其設(shè)計-免費閱讀
【正文】 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，進一步優(yōu)化培養(yǎng)基的各種成分及其最適濃度 。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。 ? 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。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。這種選擇培養(yǎng)基就是 加富培養(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。 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。 ? pH ? 最適 pH：細菌 ～ ，放線菌 ～ ，酵母菌 ～ ，霉菌 ～ 。 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。一些特殊的輔酶也能用作生長因子。 ? 對于 硝化細菌 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) 。極大多數(shù)微生物的能源物質(zhì)是化學(xué)物質(zhì) (有機化合物和無機化合物 )。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、有機酸或脂肪酸等。 ④有利于提高產(chǎn)物的合成速度，縮短發(fā)酵周期。 ⑤盡量減少副產(chǎn)物的形成，便于產(chǎn)物的分離純化。而其余微生物或是利用 CO2或碳酸鹽作為唯一或主要的碳源，如藍細菌等光能自養(yǎng)微生物和硝化細菌等化能自養(yǎng)微生物；或是利用 CO2及相對低分子質(zhì)量的簡單有機物作為主要碳源，如紫色非硫細菌等光能異養(yǎng)微生物。只有光合細菌利用光作為能源。對于 異養(yǎng)微生物來說，含有 C、 H、 O、 N的有機化合物是具有碳、能源和氮源 三重功能的營養(yǎng)物 。 生長調(diào)節(jié)物質(zhì) ? 生長因子的 主要功能 是提供微生物細胞重要化學(xué)物質(zhì) (蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì) )、輔因子 (輔酶和輔基 )的組分和參與代謝。為使微生物良好地生長、繁殖或積累代謝產(chǎn)物，必須創(chuàng)造盡可能適宜的生長條件。 ? 培養(yǎng)基 pH可以通過加入堿性或酸性化合物NaOH和 HCl來調(diào)節(jié)。 合成培養(yǎng)基 是通過順序加入準確稱量的高純化學(xué)試劑與蒸餾水配制而成的，其所含成分 (包括微量元素在內(nèi) )以及它們的量都能確切地知道。 常用的固體培養(yǎng)基 是在液體培養(yǎng)基中加入瓊脂 (約 2%)或明膠 (5%～ 12%)，加熱到 100℃ ，然后再冷卻并凝固的培養(yǎng)基。用于加富的營養(yǎng)物質(zhì)通常是碳源和氮源，例如富集纖維素分解菌選用的纖維素等。而腸道內(nèi)的沙門氏菌和志賀氏菌不發(fā)酵乳糖，所以形成無色菌落。 ? 葡萄糖是幾乎所有的微生物都能利用的碳源，因此在培養(yǎng)基選擇時一般被優(yōu)先考慮，但工業(yè)上如果直接選用葡萄糖作為碳源，成本相對較高，一般采用淀粉水解糖。 共 28頁 第 25頁 目錄 pH值對不同菌體代謝的影響 ?微生物的生長和代謝除了需要適宜的營養(yǎng)環(huán)境外，其他環(huán)境因子也應(yīng)處于適宜的狀態(tài)。 ? 培養(yǎng)基不僅影響產(chǎn)物的產(chǎn)率，而且還可能影響產(chǎn)物的組成和產(chǎn)量，因此要對培養(yǎng)基進行優(yōu)化。 ◆ 最好先以一種較好的化學(xué)合成培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，先做一些搖瓶試驗，然后進一步做小型發(fā)酵罐培養(yǎng)，摸索菌種對各種主要營養(yǎng)物質(zhì)，在合成
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