;教学内容
contents;教学目标
targets;微生物培养基是指人工配置的供微生物细胞生长、繁殖、代谢和合成人们所需产物的营养物质和原料,同时也为微生物提供除营养以外的其他生长所必须的环境条件。
水
碳源生长因子
氮源无机盐
前体、抑制剂和促进剂
消沫剂;碳源:凡构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质。
常用碳源:糖类、油脂、有机酸、低碳醇和碳氢化合物。
糖>醇>有机酸>脂
菌体利用速率:速效碳-葡萄糖缓效碳-多糖,二糖
;有机碳源:糖类,脂肪酸,石油
无机碳源:二氧化碳,甲烷,碳酸氢钠等含碳的无机物
;氮源:凡构成微生物细胞的原生质和代谢产物中氮素来源的营养物质。
菌体利用速率:速效氮-氨基氮或者铵基氮
缓效氮-黄豆饼粉、花生饼粉
有机氮源:玉米浆、黄豆饼粉
无机氮源:铵盐、硝酸盐和氨水
;无机盐及微量元素:作为生理活性物质的组成或者生理活性作用的调节物。低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
磷:核酸、蛋白质和ATP镁:酶激活剂
硫:氨基酸和辅酶的活性基
铁:细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶的成分
钠:维持细胞渗透压钙:调节细胞渗透性
钾:维持细胞渗透压、酶激活剂;生长因子:微生物生长不可或缺、需要量不大,微生物自身不能合成或者合成量不足的物质。
广义:微生物不可缺少的微量有机物
狭义:维生素;前体:产物合成过程中,被菌体直接用于和成产物而自身机构无显著改变的物质。
提高产品产量
控制合成代谢产物流量
浓度过大,产生负作用
添加方式:间歇分批次添加
例:在青霉素生产中加入玉米浆,玉米浆中的苯乙酸被优先结合到青霉素分子中,青霉素产量可从20u/mL增加到100u/mL。;促进剂:指那些既不是营养物又不是前体,但却能提高产量的添加剂。;抑制剂:指那些既抑制不需要的产物的合成的物质。
酵母厌氧发酵中加入亚硫酸盐或碱类,可以使酒精发酵受到抑制,而转入甘油发酵。
;抑制剂:指那些既抑制不需要的产物的合成的物质。
酵母厌氧发酵中加入亚硫酸???或碱类,可以使酒精发酵受到抑制,而转入甘油发酵。
消沫剂:消除发酵过程中产生的泡沫,防止逃液和染菌。
常用消沫剂:植物油脂、动物油脂和一些高分子化合物。
;1944年9月5日利用从旧皮鞋等上获得了帚状霉菌,通过液面培养法(液体培养基),研制出了中国第一批5万单位/瓶的青霉素,揭开了中国生产抗生素的历史。
1947年,利用美国进口的专用的玉蜀黍浸出液发酵得到的青霉素的发酵效价只有100单位/毫升。
1948年1月,用棉籽饼替代美国进口玉蜀黍,发酵效价增至400单位/毫升。
在培养基中加入甲苯醋酸(苯乙酸),产量进一步提高,效价最终达到750单位/毫升。
;营养物质来源:
天然培养基:采用动植物组织或者微生物的浸出物、水解液等以及天然的含有丰富营养的有机物质制成的培养基。
优缺点:营养丰富,价格低廉、但是组分复杂,化学成分不清楚
合成培养基:使用成分完全了解的化学药品配制而成。
优缺点:成分明确、价格较高
半合成培养基;半合成培养基:以天然的有机物作为碳源、氮源、以及生长因子的来源、加入适量化学药品,满足微生物对营养的需求。
优点:配置方便、成本低、应用广
例:马铃薯蔗糖培养基-培育真菌;物理性状:
液体培养基
固体培养基
半固体培养基;用途:
孢子培养基;种子培养基;发酵培养基
孢子培养基:
1.营养不能太丰富
2.无机盐浓度要合适
3.pH和湿度;用途:
种子培养基:菌种活化
氮源浓度相对较低;碳源少量;与发酵培养基主成分相似。
发酵培养基:生产目标产物,根据目标产物选用合适的培养基成分。;培养基成分:
1.菌体同化能力
2.代谢的阻遏和诱导
3.合适的碳氮比
碳氮比过高,pH较低,后期菌体容易衰老和自溶。
碳氮比过低,菌体生长旺盛,不利于代谢产物累积。
一般工业发酵培养基的碳氮比为:100:(0.2-2.0);培养基优化:
1.单因子实验
2.多因子实验;1.原料和设备的预处理
2.原材料质量
3.发酵特性
4.灭菌-选择合适的灭菌方式;淀粉水解糖;淀粉水解糖;淀粉水解糖;淀粉水解糖;淀粉水解糖;淀粉水解糖;淀粉水解糖;淀粉水解糖;