【文章內(nèi)容簡介】 性； ? ③ 調(diào)節(jié)滲透壓 、 pH值 、 氧化還 原電位等； ? ④ 作為自養(yǎng)菌的能源 。 ? 無機(jī)元素包括主要元素 (又稱大量元素 )和微量元素兩類 ， 這是依據(jù)微生物對它們需要量的大小劃分的 。 ? 主要元素有 P、 S、 Mg、 K、 Ca等； ? 微量元素有 Fe、 Cu、 Mn、 Zn、 Mo、 Co、 B等 。 ? 當(dāng)鹽濃度太高時 ， 對微生物生長有抑制作用 ，而在較低濃度 時卻能刺激生長 。 ? 一般在復(fù)合培養(yǎng)基中由于加入許多動植物原料等都含有微量元素 。 ? 磷： ? 是核酸和蛋白質(zhì)的必要成分，也是 ATP的成分。 ? 在代謝途徑調(diào)節(jié)方面，起著重要作用。促進(jìn)微生物生長，但過量時，許多產(chǎn)物的合成受抑制。 ? 鈣：培養(yǎng)基中鈣鹽過多時，會形成磷酸鈣沉淀?？煞謩e消毒或逐步補(bǔ)加。 ? 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。以硫酸鎂加入，但在堿性溶液中會形成沉淀。 (5)生長因子 ? 廣義說 ， 凡是微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物質(zhì)都稱為生長因子 (又稱生長素 )， 包括氨基酸 、 嘌呤 、 嘧啶 、 維生素等；狹義說 ， 生長素僅指維生素 。 ? 與微生物有關(guān)的維生素主要是 B族維生素 ，這些維生素是各種酶的活性基的組成部分 ， 沒有它們 ， 酶就不能活動 。 ? 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 。 五、培養(yǎng)基確定方法 ? （ 1） 首先必須做好調(diào)查研究工作 ，了解菌種的來源 、 生活習(xí)慣 、 生理生化特性和一般的營養(yǎng)要求 。 ? 工業(yè)生產(chǎn)主要應(yīng)用細(xì)菌 、 放線菌 、 酵母菌和霉菌四大類微生物 。 它們對營養(yǎng)的要求既有共性 ， 也有各自的特性 ，應(yīng)根據(jù)不同類型微生物的生理特性考慮培養(yǎng)基的組成 。 ? （ 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) 。 ? （ 3） 最好先選擇一種較好的化學(xué)合成培養(yǎng)基做基礎(chǔ) ， 開始時先做一些搖瓶試驗 。 ? 然后進(jìn)一步做小型發(fā)酵罐培養(yǎng) ， 摸索菌種對各種主要有機(jī)碳源和氮源的利用情況和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的能力 。 ? 注意培養(yǎng)過程中的 pH變化 ， 觀察適合于菌種生長繁殖和適合于代謝產(chǎn)物形成的兩種不同 pH，不斷調(diào)整配比來適應(yīng)上述各種情況 。 ? （ 4） 注意每次只限一個變動條件 。 有了初步結(jié)果以后 ， 先確定一個培養(yǎng)基配比 。 ? 其次再確定各種重要的金屬和非金屬離子對發(fā)酵的影響 ， 即對各種無機(jī)元素的營養(yǎng)要求 ， 試驗其最高 、 最低和最適用量 。 ? 在合成培養(yǎng)基上得出一定結(jié)果后 ， 再做復(fù)合培養(yǎng)基試驗 。 ? 最后試驗各種發(fā)酵條件和培養(yǎng)基的關(guān)系 。 培養(yǎng)基內(nèi) pH可由添加碳酸鈣來調(diào)節(jié) ， 其他如硝酸鈉 、 硫酸銨也可用來調(diào)節(jié) 。 ? （ 5） 有些發(fā)酵產(chǎn)物 ， 如抗生素等 ， 除了配制培養(yǎng)基以外 ， 還要通過中間補(bǔ)料法 ，一面對碳及氮的代謝予以適當(dāng)?shù)目刂?，一面間歇添加各種養(yǎng)料和前體類物質(zhì) ，引導(dǎo)發(fā)酵走向合成產(chǎn)物的途徑 。 ? （ 6） 根據(jù)生產(chǎn)和科學(xué)研究的需要選擇培養(yǎng)基 ? 工業(yè)上 ， 液體深層培養(yǎng)具有占地面積小 、發(fā)酵效率高 、 操作方便 、 易于機(jī)械化相自動化生產(chǎn) 、 降低勞動強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn) 。 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(jìn)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) 。 ? 實驗室或制種車間進(jìn)行固體培養(yǎng)常采用試管 、 扁瓶和培養(yǎng)皿 。 工業(yè)生產(chǎn)中也常采用固體原料 ， 如小米 、 大米 、 鐵皮 、馬鈴署等直接制作斜面 ， 或在茄子瓶表面培養(yǎng)霉菌 、 放線菌 。 ? 具有設(shè)備簡單 、 投資少 、 易推廣等優(yōu)點(diǎn) 。 ? 大規(guī)模生產(chǎn)中 ， 固體培養(yǎng)的缺點(diǎn)是占地面積多 ， 勞動強(qiáng)度大 ， 生產(chǎn)穩(wěn)定性差 。 ? (7)根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益選擇培并基原料 ? 考慮經(jīng)濟(jì)節(jié)約 ， 盡量少用或不用主糧 ， 努力節(jié)約用糧 ， 或以其他原料代糧 。 ? 糖類是主要的碳源 。 碳源的代用方向主要是尋找植物淀粉 、 纖維水解物 ， 以廢糖蜜代替淀粉 、糊精和葡萄糖 ， 以工業(yè)葡萄糖代替食用葡萄糖 。同時 ， 使用稀薄的培養(yǎng)基 ， 適當(dāng)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 。 ? 有機(jī)氮源的節(jié)約和代替主要為減少或代替黃豆餅粉 、 花生餅粉 、 食用蛋白胨和酵母粉等含有豐富蛋白質(zhì)的原料 。 ? 代用的原料可以是棉籽餅粉 、 玉米漿 、 蠶蛹粉 、雜魚粉 、 黃漿水或麩汁 、 飼料酵母 、 石油酵母 、骨膠 、 菌體 、 酒糟 ， 以及各種食品工業(yè)下腳料等 。 這些代用品大多蛋白質(zhì)含量豐富 ， 貸源充足 ， 價格低廉 ， 便于就地取材 ， 方便運(yùn)輸 。 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(kuò)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 。 ? 機(jī)體的重要組成如蛋白質(zhì) 、 核酸等都對溫度較敏感 ， 隨著溫度的增高有可能遭受不可逆的破壞 。 ? 微生物可生長的溫度范圍較廣 ， 總體說在 10—95℃ 。 溫度 ? 任何微生物的牛長都需要有最適的生長溫度 ， 在此溫度范圍內(nèi)微生物生長繁殖最快 。 ? 如果所培養(yǎng)的微生物能承受稍高一些的溫度進(jìn)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(jī)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 。 2． pH值 ? 培養(yǎng)基中的 pH值與微生物生命活動有著密切關(guān)系，各種微生物有其可以生長的和最適生長的pH范圍。 ? 微生物通過其活動也能改變環(huán)境的 pH值 。 ? 發(fā)酵過程中 ， 控制發(fā)酵液的 pH值是控制生產(chǎn)的指標(biāo)之一 ， pH值過高 、 過低都會影響微生物的生長繁殖以及代謝產(chǎn)物的積累 。 ? 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 。 ? 培養(yǎng)基 pH在發(fā)酵過程中能被菌體代謝所改變 。 若陰離子 (如醋酸根 、 磷酸根 )被吸收或氮源被利用后產(chǎn)生 NH3 ， 則 pH上升；陽離子 (如 NH K+ )被吸收或有機(jī)酸的積累 ，使 p