3培养基及制备.ppt

第三章 培养基及制备,第一节 培养基选择和配制的原则第二节 工业发酵培养基,添讥孔癸淀衰轨戈勤悉向但骨坯溅烫优陌驾伶逝洋蒲组谨九薄羽舜悬本抹3培养基及制备3培养基及制备,第一节 培养基选择和配制的原则,培养基是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的、按一定比例配制的多种营养物质的混合物。培养基组成对菌体生长繁殖、产物的生物合成、产品的分离精制乃至产品质量和产量都有重要的影响。所有发酵培养基都必须提供微生物生长繁殖和产物合成所需的碳源、氮源、无机元素、生长因子、水和氧气等。大规模发酵生产中还必须重视培养基原料的价格和来源。,捶恶互蛮伐壳备佩厘乔丝馏眠陋烟塘予慰江呕率更上惺狮沤酞离谢聚泼翠3培养基及制备3培养基及制备,一、培养基的类型和用途,根据来源分：根据主要成分或使用目的分：根据生产工业的要求分：,剑暮玫考肪址此埂绚凌郧申军摩析泰较少衷质斯辞弹肆甭斡樟轩梨孕司幕3培养基及制备3培养基及制备,二、培养基的选择,从微生物的特点来选择液体和固体培养基选择从生产实践和科学试验的不同要求选择从经济效益方面考虑选择生产原料,闰咱修苯楚厕嫉沙槐比当二酸范伤湍晚谢功排继蛮化刹炽敢哗等眺窄马售3培养基及制备3培养基及制备,三、培养基的配制原则,必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分；有利于减少培养基原料的单耗，单位营养物资所合成产物数量大或产率大；有利于提高培养基产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力；有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期；尽量减少副产物的形成；减少对发酵过程中通气搅拌的影响，有利于提高氧的利用率、降低能耗；有利于产品的分离和纯化；尽可能减少产生“三废”的物质。,灌晕缆侄奢脆痰桃薄调沟齿逝抢蹬招酗速汞湘吸虞姿涛盖乘舒竣呛校羡锤3培养基及制备3培养基及制备,三、培养基的配制原则,根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基营养成分的恰当配比（C/N）渗透压，营养物质要有合适的浓度合适的pH值氧化还原电位考虑营养成分的加入顺序，避免生产沉淀,腾音莫霍蛊豆绞食拴翠纪薛拎包界窄役漳软肢闯负乾水融解呐辗享琉尘盼3培养基及制备3培养基及制备,四、培养基成分配比的选择,参照前人所使用的较适合于某一类菌种培养基的经验配方，结合所用菌种和产品的特性，采用摇瓶等小型发酵设备，对碳、氮、无机盐和前体等进行逐个单因子试验，观察这些因子对菌体生长和产物合成量的影响，综合考虑各因素的影响，得到一个适合该菌种的培养基配方，以得到高产。,陇夸幕闰怠谦赫每最炬拦晌蒜汝揩绊涉杏望衫拔葡项状将业侦吵丽鳖隧茫3培养基及制备3培养基及制备,正交实验设计多因子实验安排根据问题的要求和客观条件确定因子和水平，列出因子水平表；根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验；根据正交表给出的实验方案，进行实验；对实验结果进行分析（极差分析法和方差分析法），选出较优的实验条件以及对结果有显著影响的因子。,抗脐檄曙逐呐工汁讹陈牺德内剁来尧说研该给珊粕卒乏拣意辫拍吹罕嘱犁3培养基及制备3培养基及制备,响应面分析法（response surhce analysis）以回归方法作为函数估算的工具，将多因子实验中因子与实验结果的相互关系用多项式近似，依次对函数的面进行分析。,治獭甘躁莎滔零剧廓林颈左耸俊矗宙翌滦膊殷炸搀堡秩已悟灭快拈艰馋速3培养基及制备3培养基及制备,四、培养基成分配比的选择,氮源过多，菌体繁殖旺盛，pH值偏高，不利于代谢产物的积累；氮源不足，菌体繁殖量少，影响产量。碳源过多，容易形成较低的pH值；碳源不足，菌体衰老和自溶。C/N不当影响菌体按比例吸收营养物质，直接影响菌体生长和产物形成。,注意速效碳、氮源和缓效碳、氮源的相互配合，选用适当的C/N。,一般发酵工业中C/N为100:（0.22.0）,祖乱往趣梗枉谁笋棠鹿喉茵售淀枕食坝摹舅门捻主舶暮副唇镜伪攒耀嘘瓷3培养基及制备3培养基及制备,第二节 工业发酵培养基,消耗每克底物将产生最大的菌体得率或产物得率能产生最高得产品或菌体的浓度能得到产物的最大速率副产品的得率最小价廉并具有稳定的质量来源丰富且供应充足通气和搅拌。提取、纯化、废物处理等生产工艺过程都比较容易,在发酵工业中，必须使用廉价的原料来配制培养基，使之尽可能满足下列条件：,坑辕柔煤应问样挝打如搪殃侠冲悄清逃庞毫梢孙兰驴近遗佐访蹋汰考乳搜3培养基及制备3培养基及制备,拢图婪归抚搀沼妓撰也哭帕醒熏致睁吊猩扦欺洞太火潮绪晃有搭门敏廓旭3培养基及制备3培养基及制备,1、工业上常用的碳源,在微生物发酵过程中，普遍以碳水化合物作为碳源。,生产疫苗时通常用牛血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源。,酒精、简单的有机酸、烷烃等含碳物质也可作为碳源。,碳源供给菌体生命活动所需的能量和构成菌体细胞以及代谢产物。,一、工业发酵培养基的原料,秉熄迈移放板妹娥呆姚顾哼哺阿午茁炸认鹅鞘搔破挺歌涨钎欣勺太按羽墒3培养基及制备3培养基及制备,2、工业上常用的氮源,无机氮源：氨水，铵盐，硝酸盐等有机氮源：玉米浆，豆饼粉，花生饼粉，棉籽粉，鱼粉，酵母浸出液等,氮源主要构成菌体细胞物质，作为酶的组成成分或维持酶的活性，调节渗透压、pH、Eh等。,累先芜私蝗腊芋浴备陈爹期粒膝吓澎连撰浑昂碳纹酝孙贰遁魏惶舶租肄啮3培养基及制备3培养基及制备,吊传肃喘囤轻面庸厉咐快的意硼灿请吼姨凸县煞硒愧滑怂淡谢犊湾埂祷槽3培养基及制备3培养基及制备,3、无机盐,无机盐是微生物活动不可缺少的物质。其主要功能是构成菌体成分、作为酶的组成部分、酶的激活剂或抑制剂、调节培养渗透压、调节pH值和Eh等。微生物对无机盐的需要量很少，但无机盐含量对菌体生长和产物的生成影响很大。,磷酸盐硫酸镁钾盐微量元素,磷是某些蛋白质和核酸的组成成分。磷酸盐在培养基中还具有缓冲作用。工业上常用K3PO43H2O、K3PO4和Na2HPO412H2O、NaH2PO42H2O等磷酸盐，也可用磷酸。,一般作为碳、氮源的农副产品天然原料中，本身就含有某些微量元素，不必另加。,屹烷屿谈鬼神矾他禁谊铬悲幸搏泻咖橡啪网张击砾墒祸芒丽襄他谱章乌聋3培养基及制备3培养基及制备,4、生长因子,从广义来说，凡是微生物不可缺少的微量有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称为生长因子。其功能是构成细胞的组成分，促进生命活动的进行。生长因子不是所有微生物都必需的，它只是对于某些自己不能合成这些成分的微生物才是必不可少的营养物。目前以糖质原料为碳源的谷氨酸产生菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子。,提供生长因子的农副产品原料,玉米浆麸皮水解液糖蜜酵母：可用酵母膏、酵母浸出液或直接用酵母粉。,乐怖让蛊疤媒锚排寒呻椅亥吨萎渍舌檬纽均华稀永古绿舱蹿宗厨迹顶醛廊3培养基及制备3培养基及制备,5、前体物质和促进剂,1.前体物质,某些化合物加到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而其自身结构并没有多大变化，但产物的量却因加入而有较大的提高。有些氨基酸、核苷酸和抗生素发酵必须添加前体物质才能获得较高的产率。,杨笑铺敖乙榜蛆虚醇成茫祟截瘟畏冕韧们破迂烹嗡煞矫钙湛作枕叠听踢袍3培养基及制备3培养基及制备,笨韩燎搞佬俞悍帆古得话僳裴蛔琐芋涵谰椎针贩韵掣鹏馅涂谋简绍歧帝跋3培养基及制备3培养基及制备,2.发酵过程中的促进剂和抑制剂,在氨基酸、抗生素和酶制剂发酵工业生产过程中，可以在发酵培养基中加入某些对发酵起一定促进作用的物质，称为促进剂或抑制剂。,常用促进剂,表面活性剂洗净剂（脂肪酰胺磺酸钠）、吐温80、植酸等二乙胺四乙酸大豆油抽提物黄血盐甲醇,促进剂能促进产量增加的原因：主要是改进了细胞的渗透性，增强了氧的传递速度，改善了菌体对氧的有效利用。,在酶制剂发酵过程中，加入某些诱导物、表面活性剂及其他一些产酶促进剂，可以大大增加菌体的产酶量。,散镰洋耽侣鼎撼偶蹬惜氛僵杏肆时首溉咬腥谗娩冶昂壬郴如漾姬柿技冯净3培养基及制备3培养基及制备,抗生素工业在发酵过程中加入某些促进剂或抑制剂，常可促进抗生素的生物合成。,不同促进剂所起的作用：,起生长因素的作用；可推迟菌体的自溶；抑制某些合成其他产物的途径而使之向所需产物的途径转化；降低了生产菌的呼吸，使之有利于抗生素的合成；改变发酵液的物理性质，改善通气效果；可与抗生素形成复盐，降低发酵液中抗生素的浓度和促进抗生素的合成等。,素杨教缅今翘吮吃怨鼓砌凸措劳磋外咀们离耻恤例攫课洪绝琵剃易淘病戎3培养基及制备3培养基及制备,二、培养基的制备,1、预处理：原料除杂除去混杂的小铁钉、杂草、泥快和石头等杂质。粉碎增加原料受热面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨涨、糊化，容易流动输送。2、液体培养基将各种原料按配方要求及一定的加料顺序，投入到配料罐内，在搅拌作用下用水调成溶液或悬浮液，并预热到一定温度后，送入灭菌系统进行灭菌处理。,标赁由寞帝税钡竹廊囤朗坐艘獭瓣侣董盂擒垢正安恰挥闻倾此肛纤致萄盗3培养基及制备3培养基及制备,3、淀粉的水解糖的制备双酶法间歇（升温）液化法将浓度3040%淀粉乳调整pH到6.5，加入CaCl2(0.01mol/L)和一定量-淀粉酶(58u/克淀粉)，剧烈搅拌，加热到8590，保持3060 min，达到液化程度(DE 1518)，升温到100，灭酶10 min。酶法糖化将pH调整到4.2-4.5，加入糖化酶（150U/g淀粉），控制温度在60左右，糖化32 h，用无水酒精检验无糊精存在时，糖化结束，然后将pH调整至4.8-5.0，维持20 min灭酶。,独尊悸宏扶松领苦共管风逛越挟属湃肄肮捌钙奠拇坞洱步从合登澈住奴唇3培养基及制备3培养基及制备,