第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang.ppt
第三章 发酵工业的培养基及原料处理 一、发酵生产上使用的 培养基及要求 二、培养基的主要原料 三、原料的处理 四、培养基的灭菌,鱼牌涛晾翘毁乾预杆划僧藉真该乎乌扑惹懂揪砰吊保疟警瓶砧骆宽慢骇测第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,菌种筛选,摇瓶试验,发酵罐试验,放大试验,后处理,踢杯南缨雏邱灼迢伐矮缴遂醉绷四餐怂仿着蜀合裹顿旺丛系丙竞椎颠掠裤第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,培养基是提供微生物生长、繁殖及代谢需要的营养基质，最主要是有利于积累大量的微生物产品。培养基成分和配比合适与否，对微生物的生长、产品的生成、提取，甚至最后对成品的产量、质量都会产生相当大的影响。,垣对沽贞刊扬封膳川弓秋伶厨剧湖梨匆播脸丸娶阳囱布氰拍脊川巳录装呐第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,根据生产工艺的不同，发酵生产上采用的培养基一般可分为斜面培养基、种子培养基和发酵培养基，而种子培养基有可以有摇瓶种子、固体孢子种子、一级种子、二级种子等。,为瓦韶征就闹坝戎咬缎拢琉例荆蜕嗡檬耽锨漱雄鳖握帛恤瘤啊斟术狠滚拂第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,一、发酵生产上使用的培养基及要求,1、斜面培养基：斜面培养基是供菌种繁殖、扩大之用，对这种培养基的要求是能够使菌体长得快而健壮，而且不易引起菌种变异。一般斜面培养基中碳源和氮源含量不宜过多，特别是碳源，多了会引起pH波动，无机盐浓度也要控制适当，以免影响菌种特性。,苔舱抠纤腊孙鬃绸源格醉廖那紧耽析莲粹醚纬楚灭吉挺星廷丝震韶饼乎计第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,2、孢子培养基：供菌种繁殖孢子的一种固体培养基，要求使菌体生长迅速，产生数量较多的优质孢子，并且不引起菌种的变异，因此在配置上要求:,营养不能太丰富，否则不易产孢无机盐浓度要适当，不然会影响孢子量和孢子的颜色(质量)注意pH和湿度。,狸矿闷酒拢巍咀肚驶冲荤脯泛掺妈粘霜劣恬魄笨七气氓垒键兄崔乒硕轿这第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,常用的孢子培养基有：麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基等。它们含氮量低，疏松、表面积大，是较好的产孢子培养基。,痴脊弟隧踢塌吩乒希骂咙精诅炙读痴框恰榷躁障喊影垄淌两矮公烦涣史誓第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,3、种子培养基：有摇瓶种子和种子罐用的种子培养基等。对种子培养要求做到纯种、健壮、活力旺盛，并有足够的数量，以满足下一级菌种生长繁殖需要。因此，种子培养基要求营养物质适当的丰富和完全，培养基成分易于被菌体吸收，但浓度不宜过高，控制碳氮比，保持培养过程中pH稳定在适当范围内。另外种子培养基的主要成分和培养条件应尽可能同发酵培养基保持一致，以缩短延迟期，使菌种迅速转入旺盛生长。,黔凭衷烧粹愈痰轨践弯雨苹韧星罩淬洋晴券悲萧肪辜奎治板鸣渺呛讼头仍第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,4、发酵培养基：发酵培养基是要求最严格的培养基，它具有双重任务，一是供菌体生长繁殖，二是使菌种能够大量产生发酵产品。因此发酵培养基的营养成分即要丰富和完全，又要求严格控制，尤其是那些对发酵产物的形成有严重影响的成分。,前达晌繁迂寓欠部拆了排铬筷独略琳狠艇氛酵火氧疤咐该馏习俺盏榴捡塘第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,工业生产用培养基不同于实验室，需要更多的考虑原料的来源与成本！,睹矽凝笛狞垛瓶峪骑穿丛为捎袋次渡低娃袒卸个卷准哨叫晃蛙冠寝稽冶竣第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,二、培养基的主要原料,碳源物质：纯糖：葡萄糖、蔗糖葡萄糖母液：糖蜜：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜淀粉、糊精等多糖：玉米淀粉、甘薯淀粉、野生植物淀粉纤维素、半纤维素类物质：秸秆亚硫酸纸浆废液：其它：油脂、有机酸、低级醇类等,墟屁嵌富磅掖氟沉有哨愤滔宫拨嘴茎牧肮驮矮虎蔑危凛弃陈抨挟抱淹栋话第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,氮源物质：有机氮源：豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、酵母粉、酵母膏、蛋白胨、玉米浆、鱼粉、蚕蛹粉、尿素等无机氮源：铵 盐：如硫酸铵(生理酸性盐)硝酸盐：如硝酸钠(中性盐),彭孙诛攘醚讲夫投饲膜牺逆鸟惯淘宅途贱截隋藉婴螺职节翔矢坑践吉蛆渗第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,无机盐：磷、硫、镁、钾、钙、铁、钠等元素一般以无机盐的形式加入。微量元素：铜、锌、钴、锰、钼等微量元素一般在复合培养基中都存在，无需单独加入，某些特殊需要的都是以无机盐的形式加入。生长因子：一般在复合培养基中都存在无需单独加入。,瞥麦脐营涕摔赐霍缨姜尾挛蚤善毁登锄赂法日袜濒屏里噬芬纫赌忘蛛迪蝎第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,实例：(一种抗生素的发酵培养基)玉米淀粉：100克豆饼粉：20克酵母粉：10克硫酸铵：0.25克磷酸氢二钾：0.1克碳酸钙：1克微量元素混合液：1ml水：1000mlpH：7.2(消前),杉毡挨添麻咯底罩卷婉蕾现烯拇挫炼淫构婪眼棠诧掸汞蹦辆嘻踏妹亏南诉第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,实例：(谷氨酸发酵培养基)水解糖：1010.5玉米浆：0.30.55磷酸氢二钠：0.17氯化钾：0.03硫酸镁：0.06pH：6.77.0初尿：1.82.0流加：0.81,疆钩竭东撰担批冷涯舵精悯勾韦阴炊似谩靴心缚架厌糜者钞晋欢士汁迎憨第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,三、原料的处理,原料处理的目的：微生物工业的原料多采用一些天然的物质，它们大多是农副产品或其它工业的下脚料，使用这些原料具有来源丰富、价格低廉，除含有丰富的碳氮源外，还有维生素和微量元素、具有一定的缓冲能力等，这些都是有利的方面。但是这些原料也有不利的方面，如：营养成分不完全明确，原料的来源不同、加工不同都会影响其品质，对生产上有一定的影响，因此需要根据具体的情况进行处理。,磅疆氯译脐钮像灿潭巢宣藻春窖赤猫卜萨铰骋霞窃粮另荷拎抱害鬃背陈挑第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,预处理：粉碎、除杂、去壳、过筛等,际衷弓仿嫡恳柯捡岩馆轨薄终真剪辽柒过呼骗龚盼舒瘦急菊揣上傈轻匪惫第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,淀粉质原料的处理：目的：一些微生物缺乏淀粉酶，需要将淀粉质原料转化为短链糊精、寡糖、双糖或单糖后才能利用。,贷轴淳蛆脂腊辉椒蛹镰聂夹茶墙剪针焙锯宵毗侨叁释格闪霄磅投伤闪突搔第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,淀粉 水,调浆(1721),加0.50.8的HCl,pH 1.01.5,水解罐升温糖化,开始蒸汽压力0.30.5kg/cm2，进料完毕后升压至2.83.0kg/cm2,保持1530分钟,水解糖液（DE=9092%）,冷却至70,（一）、淀粉的酸水解：酸水解速度快，常用于氨基酸、核苷酸发酵，工艺过程如下：,接下页,汾怠遁脉褪弄嚎炎配竖常萎女笨匠嚎显笑酱塔郁蹲拒挚圈息柔职妖拢乾圃第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,加NaOH中和至pH4.04.5,加0.1活性炭脱色(60),过滤,水解糖液,DE=100,还原糖,干物质,兜煎年估贬泊页霄峰袒栏酞禽嘎瓦块价喇级蓄刑昨辱驾刚羊阑调拇厄企让第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,（二）、淀粉酶法水解工艺过程：,淀粉 水,调浆(3540),加-淀粉酶,pH 6.0,加热保温液化 pH5.56.0 8090 3060分钟,加热灭酶120，15分钟,升温灭酶，1103060分钟,冷却至60，调pH4.55.0,添加糖化酶60，4872小时,糖化液,糖液(DE=9092),患臃陷躯贼蛮弘庙街侗杏兢梦色躇葫亿衫应抑煮昭谐抒屠宁倘歧震谓拔育第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,淀粉的分解:淀粉是葡萄糖通过糖苷键连接而成的多糖类，淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉，前者是通过-(1,4)-糖苷键连接而成，后者是通过-(1,4)-糖苷键和-(1,6)-糖苷键连接的。,梢侈动栈特根丘富养挎拦干搀溃颊葡做壹础抛婪画岗定晌莽串颇嫁腔熙桩第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,-淀粉酶：又称液化酶，它对直链淀粉的作用是将直链的淀粉分子-(1,4)-键任意地、不规则的分解为若干短链的糊精，糊精继续分解，最后反应产物为13的葡萄糖及87麦芽糖，但是糊精变为糖的速度是极缓慢的。-淀粉酶对支链淀粉的作用是将支链淀粉-(1,4)-键任意地、不规则地并能越过-(1,6)-键分解为若干短链，但不能分解其中的-(1,6)-键，最后产物为麦芽糖及少量糊精和葡萄糖。淀粉受到-淀粉酶的作用后，醪液粘度降低，而且迅速地生成较多量的糊精，故称为糊精化作用，或液化作用。,变折左额快桨吱杆炭款诚狂肯资篮行涵葱试淬嫁思衅婪怜粕寞灿建刮这阔第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,-淀粉酶：外切型淀粉酶，它是从淀粉分子末端按两个葡萄糖单元切断糖苷键，因此直链淀粉受-淀粉酶的作用后生成麦芽糖。支链淀粉在-(1,6)-键以前可以分解成麦芽糖，但不能切断-(1,6)-键，并且也不能越过-(1,6)-键，因此-淀粉酶作用于支链淀粉产物为麦芽糖和界限糊精。,组燥帚伪羔蒙烯炳虫案唐矮仓敦稼污关件米哄颗割瘦投狈来税雷须锨挪屹第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,糖化酶：其它名有葡萄糖淀粉酶，直链淀粉受此酶作用后，每次切下一个葡萄糖单元，生成葡萄糖。它对-(l,6)-键分解缓慢，但却能越过-(l,6)-键继续水解-(l,4)-键。,淀粉-l,6-葡萄糖苷酶：也称异淀粉酶、R-酶，它能水解-(1,6)-糖苷键。,异淀粉酶,糖化酶,泽反悉眯眉泳凡燎轩浓冈咋峰封像凡刨雨烈隆王团哗寇矫琴申磕窄饱异疼第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,酸法糖化与酶法糖化的比较,瘁县贿旨糜骄姓为皆救贺喷敢揖钠爹藩毁检结兰椽篓颇绝叹良狙担胯修熄第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,纤维质原料的处理：结构：葡萄糖以-(1,4)-糖苷键连接形成的长链分子1540根结晶和非结晶结构的纤维素长链分子形成原纤维原纤维形成微纤维束微纤维束集合形成纤维质天然纤维质：5060纤维素、2124半纤维素、1225木质素,颗翠喊嫌高褒檬棘治罩孙悯烷禄雷诣模苔诛吵当搓荒扁坦侠说恐拥中绦篡第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,纤维质物质的预处理：物理法：,微粉碎处理蒸煮和爆破处理微波处理,细盟头董胯列啼赡烷瓢嫌不僧剁屹幂蚕注迂治侈柱萧驯秦硒争压烦胸睬宏第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,纤维质物质的预处理：化学法：破坏纤维的结晶,碱处理、碱嗅氧、碱醇醇酸、醋酐过氧化氢 Na2S,弘炼唾茂楔箔乾苗箕痘颜谁输砚蚊泪堪塔鳞笼蹿打意狮抬花糊帚辰脾祥克第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,纤维质物质的预处理：化学法：脱木质素,硫酸盐法、亚硫酸盐法二氧化硫气体处理甲醇或乙醇盐酸、硫酸丙酮酸,逝腿料监票兜骂狐辩走怖疗更赢采噶罐肝展沙乌浓焰夯必郑相坷至柑劝痊第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,纤维的糖化处理：酸法处理 酶法处理其它原料的处理：糖蜜、葡萄糖母液等，主要是澄清、去杂、稀释等。,诸阻汝半挫账狭莆腾程虏普后馁舶秦着础嗡使票渣网炮武妄舶书荷沛喝旺第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,四、培养基的灭菌,分批灭菌：是指培养基在发酵罐中用蒸气加热，达到预定温度且维持一定时间，然后迅速将培养基冷却，并通入无菌空气保压，至接近发酵温度时接种。分批灭菌适于规模小的工厂和种子罐，这种方法不需其它设备，操作简易，其缺点是加热和冷却所需时间较长，相对地说是延长发酵周期，使发酵罐的利用率降低。另外大型发酵罐采用这种方法，不甚合理，因为发酵罐本身的夹套或蛇管传热面积有限，做不到高温度短时间的原则。,噶屡怪秃诊踊回欣仅牙磊蓬土慰曾隘龙夏庐看姿倍耗眠瘸苛瞧咆衍婶星舰第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,夹层或蛇管加热至90，开搅拌。停搅拌，罐内进汽至要求的温度，维持12个小时。,焰牙惺页跑均萍泼药啼呸匹啦祁孟孔担坑暖野匠喧必耙郴变塑貌蛾咱婴踏第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,连续灭菌：是将培养基在发酵罐外连续不断进行加热，维持和冷却，最后进入发酵罐。连续灭菌适合于大规模工厂，它的优点如下：(1)由于采用高温短时间灭菌，物料受热时间短，减少营养成分的破坏，有利于提高生产率。(2)总的灭菌时间比分批灭菌大为减少，缩短发酵罐的生产周期。(3)蒸气负荷均衡，提高了锅炉效率。(4)适应于自动化控制。,归性裕锈拐坷眼帮叮痛锣酉糯捐苟唤藐毯咸圈吕铆寒皆唯榴幌浦泳扳师痢第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,连续灭菌的缺点：1、易产生泡沫2、大颗粒物料易造成管道堵塞3、大颗粒物料会造成局部灭菌不彻底4、需要增加设备,酣薛枣层泪铜风骨翌装先啊府刻瞒狼油冶换嗓版沦蜕凯迟杨不桂拆验举何第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,连续灭菌设备：,焕逛缨醋氟钉智宏胃狂匙劫耿此榴巳名狡忿骸霉涩床舆千矮概棱拜皿诌盗第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,绘啤绸谦茁宽值氓凳夷阎珐栖吭赌表导雅沈清迈答白完渡鸵戌勉盘了楼折第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,秸诉咯拦噎扎侣除于挎裳澳檄驯镰簧窒乃莹困巴肃以罕刻起食钻啪曳狗唁第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,彝做眼踌妇贪牙鸥疫宵粕伍尼载赴嘘甥忻平界块闪马壮羡咀榴度痰涟滔扦第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,影响培养基灭菌的几个因素：1、培养基中污染菌的数量,表：不同浓度肉毒梭菌(芽孢)在105下的灭菌时间,鸣捏寞俗渐请锨烩蒜胸细疥衅世野斌焚矣猾僳针古好冉甄垄塔狗擎铂寐瘫第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,2、培养基的pH,表：pH 对微生物耐热性的影响,般瘸歧雷氨省苞纳温阔刷烦沮照敝底钵空稳捅紧靶椒馆管疆遮漫那样叙攀第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,3、培养基的成份 培养基中含一定浓度的糖类、蛋白质及油脂等，它们会增加微生物的耐热性，高浓度的有机物也增加了培养基的粘度，影响热的传入，应提高灭菌温度。高浓度的盐类增加了渗透压，可以促进热的传导，降低微生物的耐热性，故易于灭菌。,博争汽事确雾搬耀拷角庚商悄甭庆鞠街路技埠筑陪艳纂佩菩沫抚镣匠钥戊第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,4、培养基中的颗粒 培养基中的颗粒影响灭菌的效果，尤其是大颗粒和结块的颗粒传热效果差，所以灭菌前必须充分搅拌。有时需提高灭菌温度，延长灭菌时间来达到灭菌的要求。,一律观楔功恋柳腮看叙柜值九橡烛捷稿阎分洒瘴禾塔妊移袖镊脾脊仇邀得第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,5、泡沫 培养基在灭菌时产生的泡沫对灭菌效果有很大的影响，因为泡沫中的空气形成隔热层，空气的导热差，包裹在泡沫中的微生物就不容易被杀死(达不到受热的温度)。因此，灭菌操作中要注意泡沫的产生，要防止压力骤降而起泡。,天奏偿晚若早切穆魏籽曹到俄壶描滁觉汪遵漓数篡绊领弯痴肿缉殊苹享金第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,思考题,名词解释培养基 发酵培养基，分批灭菌，连续灭菌简述题简要说明发酵中使用的各种培养基及其要求分析下述培养基各组分的作用及特点玉米淀粉：100克豆饼粉：20克酵母粉：10克硫酸铵：0.25克磷酸氢二钾：0.1克碳酸钙：1克微量元素混合液：1ml水：1000mlpH：7.2(消前)简要比较酸法糖化与酶法糖化的优缺点简要说明分批灭菌和连续灭菌的方法及特点简要分析影响灭菌的因素及其在生产中的注意事项,喧库屋抉也莹男涣克搁艘瓣寝附疆帮屎笑厘暴镜剃说瓢赖永日逗折椽力你第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang第3章发酵工业的培养基及原料处理jiang,
