第三章培養(yǎng)基及其制備培養(yǎng)基是提供微生物生長(zhǎng)繁殖和生物-在線瀏覽
2024-12-14 12:57本頁面
【正文】 ，菌體衰老和自溶。 不足，菌體繁殖量少，從而影響產(chǎn)量。 根據(jù)元素組成：酵母菌的碳氮比約為 100?20；霉菌的碳氮比約為 100?10。如谷氨酸發(fā)酵 C:N=100:15~21，若碳氮比為100:~，則會(huì)出現(xiàn)只長(zhǎng)菌體，而不產(chǎn)谷氨酸的現(xiàn)象。 Q：谷氨酸發(fā)酵的碳氮比為什么與其它發(fā)酵工業(yè)不同？ 3．要注意生理酸性鹽、生理堿性鹽和 pH緩沖劑的加入和搭配 。 生理堿性鹽 ：如以 KNO3為氮源時(shí)，由于硝酸根被利用，會(huì)引起培養(yǎng)基 pＨ值的升高。 工業(yè)生產(chǎn)中常用無機(jī)氮源有氨水或尿素作為氮源。 第二節(jié) 工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基 碳源 ：供給菌體生命活動(dòng)所需的能量和構(gòu)成菌體細(xì)胞以及代謝產(chǎn)物的基礎(chǔ)。 氮源 ：主要構(gòu)成菌體細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物，即蛋白質(zhì)、氨基酸等之類的含氮代謝物。功能：構(gòu)成菌體成分；作為酶的組成分或維持酶的活性；調(diào)節(jié)滲透壓、 PH值、氧化還原電位等。 特殊生長(zhǎng)因子 ：其功能是構(gòu)成輔酶的組成分，促進(jìn)生命活動(dòng)的進(jìn)行。 水 ：體內(nèi)各種生化作用必須在水溶液中進(jìn)行。 誘導(dǎo)劑、前體和促進(jìn)劑 ：胞外酶合成需要誘導(dǎo)物、有些需要促進(jìn)劑，抗生素需要前體。 白酒 (chinese spirit)發(fā)酵： 固體發(fā)酵培養(yǎng)基 ； 果酒 (fruit spirit)發(fā)酵： fruit juice or fruit sauce ； 啤酒 (beer) 發(fā)酵： 麥芽汁 (wort)液體培養(yǎng)基； 酒精 (alcohol)發(fā)酵： 淀粉糖化醪 (starch mash) ； 氨基酸 (amino acid)發(fā)酵： 水解糖液加其他營(yíng)養(yǎng)成分； 檸檬酸 (citric acid)發(fā)酵： 淀粉液化醪 (starch dextrinizate mash)； 乳酸 (lactic acid)發(fā)酵： 淀粉糖化醪 (starch mash) ； 甲烷 (methane)發(fā)酵： 復(fù)雜的有機(jī)廢物發(fā)酵 ； 抗生素 (antibiotic)發(fā)酵： 淀粉糖化醪 (starch mash) +豆餅粉 +麩皮粉； 一、工業(yè)常用的碳源 ? 葡萄糖：純葡萄糖、淀粉水解液 ? 乳糖： 純?nèi)樘恰⑷榍宸? ? 淀粉：大麥、大米、燕麥粉、黑麥 粉、玉米、野生植物、薯類等 ? 蔗糖：甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜、粗紅糖、 精白糖 另外還有醋酸、乙醇、亞硫酸紙漿廢液、食品工廠的下腳料等等。在工業(yè)生產(chǎn)中，常將糖蜜進(jìn)行處理，用于生產(chǎn)過程。 糖蜜分為 甘蔗糖蜜 (cane molasses)和甜菜糖蜜 (beet molasses) ，二者在糖的含量和無機(jī)鹽的含量都有所不同，使用時(shí)應(yīng)注意。 酒精工業(yè)中若用糖蜜代甘薯粉，則可省去蒸煮、制曲、糖化等過程，簡(jiǎn)化了酒精生產(chǎn)工藝。 根據(jù)：現(xiàn)有的工藝條件 菌種生長(zhǎng)和合成產(chǎn)物時(shí) pH的變化 最適 pH的控制范圍 綜合考慮選用生理酸／堿性物質(zhì)及用量，從而保證在整個(gè)發(fā)酵過程中 pH都能維持在最佳狀態(tài)。但對(duì)于 主產(chǎn)物代謝途徑清楚的物質(zhì)如酒精和谷氨酸，可通過物料平衡計(jì)算加以確定。 制備培養(yǎng)基，也應(yīng)考慮水分。 e． g． Lys 發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源由 山芋淀粉改為山芋粉 ，成本降低 15％。 三 . 生長(zhǎng)因子（ growth factor） 生物素（ biotin） 維生素（ vitamin） 甘油（ glycerol） 氨基酸（ amino acid） 油酸（ oleic acid） 嘌呤（ purine） 吡啶 (pyridine) 麩皮水解液 (bran hydrolysis liquid) 其他農(nóng)副產(chǎn)品 玉米漿 (corn steep liquor) 糖蜜（ molasses ） 四 . 前體物質(zhì)、促進(jìn)劑、抑制劑 前體（ precursor）：指某些化合物加入到培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。 玉米漿中含有 苯乙胺 ，它被優(yōu)先結(jié)合到青霉素分子中去，從而提高產(chǎn)量。有些菌體還有將前體氧化分解的能力。 總的加入量可按一個(gè)產(chǎn)物分子，進(jìn)入幾個(gè)前體分子，按等摩爾計(jì)算前體加入量，在總的加入量中，還應(yīng)考慮菌體氧化、分解的那部分前體。 . 微生物發(fā)酵法生產(chǎn)甘油。 亞硫酸氫納 是乙醇代謝的抑制劑，促使甘油形成。 促進(jìn)劑 (promoter)： 既不是營(yíng)養(yǎng)物，又不是前體，但卻能提高產(chǎn)量的添加劑 。 酵母甘露聚糖 可誘導(dǎo) 甘露糖酶的產(chǎn)生，促使甘露糖鏈霉素轉(zhuǎn)化為鏈霉素 (streptomycin)。 表面活性劑 (surface active agent) ：在底物和產(chǎn)物均不溶或微溶于水的發(fā)酵中，表面活性劑有增加滲透性 (perviousness)、促使固體物分散從而強(qiáng)化傳質(zhì)和傳氧的作用。因此，在發(fā)酵生產(chǎn)之前，必須將淀粉水解為葡萄糖，才能供發(fā)酵使用。 葡萄糖（ glucose） 淀粉水解糖液 麥芽糖 (maltose) 復(fù)合糖類（二糖、低聚糖等） 其他分解產(chǎn)物（氨基酸、脂肪酸等） 在工業(yè)生產(chǎn)中，水解糖質(zhì)量的高低，直接影響菌體的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的積累。 根據(jù)原料淀粉的性質(zhì)和水解使用的催化劑 (catalyst)的不同 酸解法（ acid hydrolysis process) 水解的方法 酶解法 ( enzymatic hydrolysis process) 酸酶結(jié)合法 (acid enzymatic hydrolysis ) ? 酸解法：以酸 (無機(jī)酸或有機(jī)酸 )為催化劑，在高溫高壓下將淀粉水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法 。淀粉乳濃度也不宜過高。 ? 淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下完成的，故酶解法又有雙酶水解法 (doubleenzyme)之稱。 ? 缺點(diǎn)：酶解時(shí)間長(zhǎng)、需要專門的設(shè)備，酶是蛋白質(zhì)，易引起糖液過濾困難。 ? 利用糖化酶將糊精及低聚糖進(jìn)一步水解為葡萄糖，這個(gè)過程叫糖化 (saccharify)。 如玉米、小麥等谷物原料的淀粉，淀粉顆粒堅(jiān)硬，所以液化采用酸法。 優(yōu)點(diǎn)：酸液化速度快，糖化時(shí)可采用較高的淀粉乳濃度。 如碎米淀粉，顆粒大小不一，若用酸水解，往往水解不均勻，出糖率低。）較酸法（ 10Be39。時(shí)間短，淀粉水解副反應(yīng)少。 支鏈淀粉 (amylopectin)： ?1， 4鍵、 ? 1， 6鍵，聚合度大。 具有還原性、旋光性、能溶于水，不溶于酒精，因分子大小的不同，糊精與碘可呈現(xiàn)不同的顏色。先變成糊精、低聚糖、麥芽糖，最后才能生成 G。 淀粉 (amylum) 糊精 (dextrin) 低聚糖(oligosacchar
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