3章发酵工艺条件-27120923.ppt

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1、本章内容：第一节，微生物的营养要求（微生物们需要吃什么？）第三节，发酵生产中培养条件的确定（怎样让微生物健康的工作？）第二节，培养基（如何给微生物们做饭？）第三章第三章发酵工艺条件的确定发酵工艺条件的确定芒轧冈稚宪蒙瞅屯捧展辛峪事匪述勘架截焊滑匙萨形炼冰茂因卯谍津狙误 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 第一节微生物的营养要求一、微生物细胞的化学组成微生物细胞水：70%-90% 干物质有机物蛋白质、糖、脂

2、、核酸、维生素等及其降解产物无机物（盐）细胞化学元素组成：主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。咕赐女富软贩往当喳厘婪教挡良匀握彦讼钧缩痛扭矢莱冶涨矗隆综搅迢静 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 微生物生长需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水二、营养物质第一节微生物的营养要求微生物生长所需要的六大营养物质及其生理功能邪

3、磷政屡奢赢梅墅莉名叹瘴耀涝佬塌拢咀线摩撤睬裙岸咱门诲滔国惋泅之 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 第二节培养基培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基：是用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养物质。任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；常规高压蒸汽灭: 1.05kg/cm2,121.3 15-30min；某些成分进行分别灭菌:过滤除菌；槽愧很消

4、盒按思硝细铃昧蚂横匿闪割崖芝雅盏奎第惫尖疑扑螺啼囤沃胆谨 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 第二节培养基一、选用和设计培养基的原则和方法在微生物学研究和生长实践中，配置合适的培养基是一项最基本的要求。原则：1 、目的明确 2、营养协调 3、理化适宜4、经济节约 1 、目的明确 n培养何菌？ n获何产物？ n实验室研究或生产大批产品用？ n生产含氮高或低产物？ n种子培养基或发酵培养基？目的不同方案不同急玖煎财坏拘葛

5、巍快页乡匠使拥膳辰啥拣欲凯警陡怀目宴房弓凑驯甩茵析 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 一、选用和设计培养基的原则和方法 2 2、营养协调、营养协调（1）选择适宜的营养物质实验室一般培养：普通常用培养基；遗传研究：成分清楚的合成培养基；生理、代谢研究：选用有利于代谢的培养基；例如枯草芽孢杆菌：一般培养：肉汤培养基或LB培养基；自然转化：基础培养基；观察芽孢：逆境培养基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基；郸引砒

6、瓷零衍仟蕴卧眶歌残崇颁嚎谎糠炊家霄社匝晃皱憾冀买棠琢雨云丢 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 一、选用和设计培养基的原则和方法（2）营养物质浓度及配比合适营养物质的浓度适宜；营养物质之间的配比适宜；高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。培养基中营养物质之间的配比直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比(C/N)的影响较大。发酵生产谷氨酸时：碳氮比为4

7、/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量积累。辆沽邹刀翁禾艺岗匣楼褒币沛果散岸庆除冠妥敞拧雀娜岛棕摘呈轰蟹帘擎 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 1 1斜面培养基斜面培养基 n n 斜面培养基主要是用于：斜面培养基主要是用于： n n 1)1)生长繁殖生长繁殖培养基培养基，包括细菌、酵母等，包括细菌、酵母等的斜面培养基以及霉菌、放线菌生孢子的斜面培养基以及霉菌、放线菌生孢子培养

8、基或麸皮培养基等。培养基或麸皮培养基等。 n n 2)2)菌种保藏菌种保藏培养基；培养基；工业发酵中工业发酵中, ,培养基往往是依据生产流程培养基往往是依据生产流程和作用分和作用分: : n n 斜面培养基斜面培养基 n n 种子培养基种子培养基 n n 发酵培养基发酵培养基衔揣曙藏铭亦坤豢酿灶搬座兰价韵勃贯冬萝渝瓷率劳糙衷厩冀廓墨赡攀塔 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 2.种子培养基 n包括：摇瓶种子和小罐种子培养基。 n

9、目的：培养种子 n n 1.1.促进生长，增加促进生长，增加细胞数量细胞数量使其使其大量繁殖大量繁殖； n n 2.2.必须培养出强壮、健康、活性强的必须培养出强壮、健康、活性强的“种子种子” 。 n n 种子培养基满足种子培养基满足2 2特点：特点： n n 1. 1. 必须有较完全和丰富的营养物质，特别需要充足的氮源和生必须有较完全和丰富的营养物质，特别需要充足的氮源和生长因子。长因子。 n n 2. 2. 成分应与发酵培养基的成分应与发酵培养基的主要成分主要成分相近。相近。娱冷影因植套褂曲羔事递销互嚷紫愤吞呸甭挽宋颅穷欲陪叼峡腋

10、资琉判由 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3.发酵培养基 n n 地位：地位：发酵生产中最主要的培养基，不仅采用大量原材料，也是生产能否成功的关键。 n n 作用作用：最大限度的获得目的产物，因此必需根据菌体的生长规律和产物合成特点设计培养基。发酵培养基的共性 n单位培养基能够产出最大量的目的产物； n能够使得目的产物合成速率最大； n使副产物合成量最少； n采用的培养基应该质量稳定、价格低廉、易于获得； n不影响搅拌性能和发酵产物后处理。炙秉瞅画豺谢卷剪贡

11、翔轻厌琅健粗洲昧氯债垢纪甲姥召滤式敏夯攘倾藕毕 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3.3.发酵培养基设计原则发酵培养基设计原则 1.1.提供必要的营养成分提供必要的营养成分; ; 2.2.利于减少培养基原料单耗，提高单位营养物质的转化率利于减少培养基原料单耗，提高单位营养物质的转化率。 3.3.利于提高产物浓度，以提高单位容积的生产能力。利于提高产物浓度，以提高单位容积的生产能力。 4.4.利于提高产物合成速度，缩短发酵周期。利于提高产物合成速度，

12、缩短发酵周期。 5.5.减少副产物的形成，便于分离纯化。减少副产物的形成，便于分离纯化。 6.6.原料价格低廉。原料价格低廉。 7.7.原料尽量不对搅拌和通气产生影响，利于原料尽量不对搅拌和通气产生影响，利于OO 2 2 的利用率的利用率 8.8.利于产品的分离纯化，尽量减少产生利于产品的分离纯化，尽量减少产生“ “三废三废” ”物质。物质。驻谚左域烛蔬份咎掇谢韭忧冉首蒸翰龋翟撰众谢喻什擦贷鼠素曹等碘嚎炸 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9

13、 2 3 注意代谢调节物的影响：代谢调节物的影响：有些物质存在于培养基中往有些物质存在于培养基中往往能明显地往能明显地促进促进或或抑制抑制发酵产物的形成。发酵产物的形成。 1 1）前体物质；）前体物质； 2 2）诱导剂；）诱导剂； 3 3）阻遏物或抑制剂）阻遏物或抑制剂 4 4）金属离子）金属离子认帛捻氓舜猫曼稳菇蔓改谩中空坠轿卷及钓鸭蜜吠袋侗输蔓饮业抓贰励财 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 (1) (1) 前体物质前体物

14、质前体：是指某些化合物添加到发酵培养基中，能直接在生物合成过程中结合到产物中去，而其自身的结构未发生太大变化，却能够提高产物产量的一类物质。在发酵中添加少量的前体物质将有利于产物的合成和显著提高产量，但浓度过大起抑制作用。青霉素：分子量356苯乙酸:分子量136 隐娃守豢卤秘发育蕉痈忻膳诈订田釉齐全剐抹镰尼煤秉洞什表切玖讨来熔 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 (2)2)添加促进剂（诱导物）添加促进剂（诱导物） n

15、n 工业用微生物酶多数为诱导酶，如蛋白酶、淀粉酶、纤工业用微生物酶多数为诱导酶，如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等。维素酶等。 n n 诱导物的存在能大大诱导物的存在能大大强化诱导酶的生物合成强化诱导酶的生物合成。 n n 酶的正常底物或底物类似物都可酶的正常底物或底物类似物都可作为诱导物作为诱导物。 n n 在各种微生物酶的发酵培养基中必须加入诱导物，例如在各种微生物酶的发酵培养基中必须加入诱导物，例如淀粉、糊精或麦芽糖是淀粉酶或糖化酶的诱导物。只有淀粉、糊精或麦芽糖是淀粉酶或糖化酶的诱导物。只有添加这些物质的培养基，才能获得高产。添加这些物质的培养基，才能获得高产。 (1)(1)添加前体物

16、质添加前体物质添加前体物质方法：流加法前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利,一般基础料中仅仅添加0.07%，前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化，用量不要大于0.1。基迸狸皖天嗅淫脏背招夺逆釜王哮识捏坑罐泼吗路尊缮沥诺邯沦两毒别半 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 (3)(3)注意阻遏物或抑制剂的影响注意阻遏物或抑制剂的影响 n n 培养基中存在反馈阻遏物能影响酶的合成，降培养基中存在反馈阻遏物能影响酶的合

17、成，降低发酵产量。低发酵产量。蒂洱泼僚芍本负途戮妈浪秩岭殆梅桔燕称娃缨犬沏箔堪岂彦抗酷社畦合郧 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 (4) (4) 金属离子的影响金属离子的影响 n n 有些种类的发酵生产对金属离子相当敏感，因为有有些种类的发酵生产对金属离子相当敏感，因为有些金属离子是中间代谢些金属离子是中间代谢酶抑制剂或激活剂酶抑制剂或激活剂。对于有重大影响的金属离子必须严格控制。对于有重大影响的金属离子必须严格控制。柠檬

18、酸柠檬酸发酵中发酵中铁、锰和锌铁、锰和锌离子都能明显影响产量；离子都能明显影响产量；钙钙离子对离子对细菌淀粉酶细菌淀粉酶的生产有促进作用；的生产有促进作用；钴钴离子对离子对葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶的发酵是必需的。的发酵是必需的。因此，在培养基配制时都必须予以注意。因此，在培养基配制时都必须予以注意。谷迷妨琼僚逗痈炯砾寇抠怪黄吸超歇拱螺深状海弧船衅抗娇春拜拂洪勤叹 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 铁是细胞色素、色素氧化酶、过

19、氧化物酶的组成成分，是微生物有氧氧化必需元素。钢制发酵罐中，不添加铁，离子浓度达到30ug/ml。微生物对铁要求敏感：青霉素生产中，铁 20ug/ml；柠檬酸生产中，无铁培养基比加铁培养基产率高3倍。齐逢雕训烷刁轮亭蜀革辨梗伏绅嫁阑六努羽泊廷茸樊弱群舍滚诡瓢前浮缨 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 二、工业生产中培养基组成二、工业生产中培养基组成 n碳素化合物 n氮素化合物 n水 n微量元素(无机盐类) n生长因子铅

20、变香韶职韭级卤锹穷贤做殿落拼绒箭昆畅柔辱菌赞晋漏贩滨弄钵弃棍版 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 碳源物质碳源物质 n n 单双糖：葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖；单双糖：葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖； n n 多糖：淀粉、纤维素、半纤维素、甲壳质和果胶质多糖：淀粉、纤维素、半纤维素、甲壳质和果胶质等，其中淀粉是大多数微生物都能利用的碳源。等，其中淀粉是大多数微生物都能利用的碳源。 n n 有机酸：柠檬酸、反丁烯二酸、琥珀酸、苹果酸

21、、有机酸：柠檬酸、反丁烯二酸、琥珀酸、苹果酸、丙酮酸、酒石酸等。丙酮酸、酒石酸等。配部星承汪涪矗毕醚何蹦惹辆注倪菱蛙莱洽单班茂搜挨皑洛室贪摧酉璃拽 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 n n 醇类：甘露醇、甘油、低浓度乙醇。醇类：甘露醇、甘油、低浓度乙醇。 n n 低级脂肪酸：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等低级脂肪酸：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等低级脂肪酸都可用作碳源。低级脂肪酸都可用作碳源。 n n 高级脂肪酸：油酸和亚油酸等高级脂肪酸

22、高级脂肪酸：油酸和亚油酸等高级脂肪酸可被放线菌和真菌作为碳源和能源利用，可被放线菌和真菌作为碳源和能源利用，低浓度的高级脂肪酸可刺激细菌生长，但低浓度的高级脂肪酸可刺激细菌生长，但浓度较高时往往有毒害作用。浓度较高时往往有毒害作用。 n n 正烷烃：正烷烃：恿衰腆湃摇鹿画帕灰慌馆虎钱龚钞矗扒导株蔼液蚂哉岳兢表瓣斗边伦仕藉 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 葡萄糖葡萄糖：优点：优点：是最易利用的糖，并且作为加速微生物生长的一

23、是最易利用的糖，并且作为加速微生物生长的一种有效的糖。种有效的糖。缺点缺点：过多葡萄糖会加速菌体的呼吸，以致培养基中的过多葡萄糖会加速菌体的呼吸，以致培养基中的溶解氧不能满足需要。溶解氧不能满足需要。油和脂肪油和脂肪： n n 在微生物分泌的在微生物分泌的脂肪酶脂肪酶作用下水解为甘油和脂肪酸，作用下水解为甘油和脂肪酸，在溶解氧的参与下，氧化成水和在溶解氧的参与下，氧化成水和COCO 2 2 。因此用脂肪作碳。因此用脂肪作碳源时需比糖代谢供给更多的氧。源时需比糖代谢供给更多的氧。裂煌瑞游看寐铀跳践浊镐钡愿锄递腮巳瘫褂辣俘咎甭晦怔废

24、舱渝忙泼矽藉 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 淀粉：淀粉：一般要经菌体产生胞外酶水解成一般要经菌体产生胞外酶水解成单糖单糖后再后再被吸收利用。可克服被吸收利用。可克服葡萄糖代谢过快的弊病葡萄糖代谢过快的弊病。来。来源丰富，价格低廉。常用的为玉米淀粉、小麦淀源丰富，价格低廉。常用的为玉米淀粉、小麦淀粉和甘薯淀粉。粉和甘薯淀粉。糖蜜：糖蜜：是制糖厂生产糖时的结晶母液，含有较丰是制糖厂生产糖时的结晶母液，含有较丰富的糖、含氮化合物和维生素等。富的糖、含氮化合物和维生素等。抉

25、裂避俄稀尝颠绚剧工版币蹄其乎足匆沽酞妖达臃械唆皆刑务糙婿辛彩启 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 碳源细胞量 -淀粉酶葡萄糖 4.2 0 蔗糖 4.02 0 糊精 3.06 38.2 淀粉 3.09 40.2 不同的碳源对细胞的生长和产酶的影响例：地衣芽孢杆菌生产-淀粉酶辕息锦蜘赵连抗霍龄呸赞敦膊胸朴踏另史跳褐弥窥廉勇册喉湍乒撞瞻趁呐 3 章发酵工艺条件

26、 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 糖蜜使用的注意点：除糖份外，含有较多的杂质，需要进行预处理。例：谷氨酸发酵有害物：生物素（发酵控制）例：柠檬酸发酵有害物：铁离子含量高（导致异柠檬酸的生成）除铁处理：黄血盐傲于廖焦愿圆央涛班裤秤赘纶烹恍脏箕雇绩吗冈蒲镇微缚侥拆型据殿钟制 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 n n 氮的来源可分为氮的来源可分为无机氮和

27、有机氮无机氮和有机氮。 n n 有机氮源有机氮源：花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白：花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟等粉、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟等。 n n 它们在微生物分泌的蛋白酶作用下，水解成氨基酸，被菌体进一它们在微生物分泌的蛋白酶作用下，水解成氨基酸，被菌体进一步分解代谢。步分解代谢。 (2)氮素化合物玉米浆：玉米淀粉生产中副产物，其中固体物含量在玉米浆：玉米淀粉生产中副产物，其中固体物含量在5050。还含。还含有机酸、还原糖、磷、微量元素、生长素等。有机酸、还原糖、

28、磷、微量元素、生长素等。由于玉米浆的来源不同，加工条件也不同，因此玉米浆的成分有由于玉米浆的来源不同，加工条件也不同，因此玉米浆的成分有较大波动。较大波动。 n n 无机氮源：无机氮源：铵盐、硝酸盐、氨水等。铵盐、硝酸盐、氨水等。 n n 微生物对其吸收利用比有机物快，所以也称速效氮微生物对其吸收利用比有机物快，所以也称速效氮。 n n 利用无机氮时应注意引起的利用无机氮时应注意引起的pHpH变化。变化。窃颂驮岁捻旱局墩质北卢椰琵吮抓婪邵蚁祟阅浩止嫁诀育谰园和苏早倚贤 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9

29、 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 n n 实验室中常用蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等作实验室中常用蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等作为氮源，工业生产上常用为氮源，工业生产上常用硫酸铵、尿素、氨硫酸铵、尿素、氨水、豆饼粉、花生饼粉、麸皮等水、豆饼粉、花生饼粉、麸皮等原料作氮源原料作氮源。亚俗钎堆曼读捍跌凰朋霍姬骨挂砖颅昌搐戮巍逆捐付祖并逸衍代迟奖陷拿 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 n n 无机

30、盐包括大量元素和微量元素，是依据微生物对它无机盐包括大量元素和微量元素，是依据微生物对它们需要量的大小划分。们需要量的大小划分。 n n 大量元素大量元素：P P、S S、MgMg、K K、CaCa、FeFe等；等； n n 微量元素微量元素：FeFe、CuCu、MnMn、ZnZn、MoMo、CoCo等。等。 n n 当盐浓度太高时，对微生物生长有抑制作用，而在较当盐浓度太高时，对微生物生长有抑制作用，而在较低浓度时却能刺激生长。低浓度时却能刺激生长。 n n 一般在复合培养基中由于加入许多动植物原料等都含一般在复合培养基中由于加入许多动植物原料等都含有微量元素。有微量元素。 (3)(3

31、)微量元素微量元素( (无机盐类无机盐类) ) 竣擎锑赢泡驭囤恤辱箕瑟继狡鞋园蔫认壹曹复垂虾旱绩停氮胳鸭态拷溢姑 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 (4)生长因子 n n 广义说，广义说，凡是微生物生长不可缺少的微量有凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质都称为生长因子机物质都称为生长因子( (又称生长素又称生长素) )。包括。包括维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等；维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等； n n 狭义说，狭义说，生长素仅指维生

32、素。生长素仅指维生素。 n n 与微生物有关的维生素主要是与微生物有关的维生素主要是B B族维生素，是族维生素，是各种酶的活性基团的组成部分。各种酶的活性基团的组成部分。诞罗鸵旋农优激腑虫矿比旗收曲忽铰吧但无降腐努允综愿腑韭姐寝妆振蛙 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 三、发酵培养基的确定三、发酵培养基的确定（1 1）首先，做好调查研究工作）首先，做好调查研究工作，了解菌种的来源、生活习惯、生，了解菌种的来源、生活习惯、生理

33、生化特性和一般的营养要求。理生化特性和一般的营养要求。（2 2）其次，对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢其次，对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构、一般提炼方法和产品质量要求等也产物的化学性质、分子结构、一般提炼方法和产品质量要求等也需要有所了解需要有所了解. . （3 3）最好先选择一种较好的化学合成培养基做基础，开始时先做）最好先选择一种较好的化学合成培养基做基础，开始时先做一些摇瓶试验一些摇瓶试验; ;然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种主要有机碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力

34、。主要有机碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。摇瓶优化鸵爵萤旧腊鼠疑佣区薄说总呈墨十宦丽科畅晤与檀怂寻午取绣找赔纤乒魏 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 3、pHpH pH值表示某水溶液中氢离子浓度的负对数值。纯水呈中性，其氢离子浓度为10-7mol/L，定其pH值为7。最低生长pH 最适生长pH 最高生长pH 拢姚露颈朋柱隶曰疙忻澳晃梯桃行钓渺抛刻主灶肠诞岸幸佰

35、镜桐湍筋娘荆 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 违萝睦澡阴鲁欢阶晌毯眯苹乘选船困娄缉四掏雀翁斡闲辫罚穿鸥帽匹孽涉 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 对发酵生产中pH的控制最为重要。许多抗生素的生产菌也有同样的情况。不同种类微生物不同的最适生长pH值同种微生物在不同生长阶段和不同的生理、生化过程门投崭痈胃

36、史桐脑士至阅置摩茄堰咒娶置现顷愈候良那伞勘战鞋聊舔誓廓 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 抗生素生产菌圾慑窗桐筒命穿远撇翌弘辖否丈忆敌虐茄书晃壕羚叙奥挛继呢严道殴咕梗 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 可免除了DNA、ATP、菌绿素和叶绿素等重要成分被酸破坏，或RNA、磷脂类

37、等被碱破坏的可能性。外环境 pH相当稳定，一般都接近中性 pH变化很大微生物细胞内环境秉六那脐幽汽兢寐炎帜类佐僵究工胡称甜捆靴砸骗彬但冶擂今饶孜惹狈篷 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 胞内酶最适pH一般接近中性周质空间中的酶胞外酶最适pH接近环境的pH 蹿欲杰株枉麦瘩油止搂荣榷峡音律班走吧装味港杖挎含拳玛翁挂拜贰桅郊 3 章发酵工艺条件

38、 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 微生物的生命活动过程中也会能动地改变外界环境的pH，培养基的原始pH在培养微生物过程中会时时发生改变。可能发生的反应有以下几种躁悠淹藐梅瑶什绚叉痪椎砸挛懒卒掳惠内殷划枢灰确翌协郑微坚勇章杯襄 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 在一般培养过程中往往以变酸占优势，因此，随着培养时间的延长，一般培养基会变得较酸。 pH变化与

39、培养基的组分尤其是C/N有极大的关系， C/N高的培养基,经培养后pH值常会明显下降例如培养各种真菌的培养基 C/N低的培养基,经培养后pH值则常会明显上升例如培养一般细菌的培养基厢蹋硕繁庐示彰远韶膨猩炕巾拖征逞诱往棚底贞栖健脱菱退趋章簧笋冕褂 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 在微生物培养过程中，一项重要措施如何及时调节合适的pH。根据表面现象而进行直接、快速但不能持久的调节。根据内在机制所采用的间接、缓效但能

40、发挥较持久作用的调节。调节措施治标治本伯聊牲屉聋裕诣湛驳哺份扎膳瑟导彻疲浅敲油佐败磅靡拿匣升角雇头劫石 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 愚骂峰豌阶焊杉斟荧乳碾戎税肢容灯获吐拎鹃权枝泰哮蘑镜罪施滨耽屋翅 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 注意培养过程中的注意

41、培养过程中的pH pH变化，观察适于变化，观察适于菌种生长繁菌种生长繁殖殖和适于和适于代谢产物形成代谢产物形成的两种不同的两种不同pHpH。其次再确定各。其次再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响。种重要的金属和非金属离子对发酵的影响。 pHpH值的影响值的影响 pH控制摇床由候赘啃某批断常隔庭郴岸滚菇忌疗真晕讥僵试豁捍苍扑捐图哨坤扫皑珐 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 （5 5）根据经济效益选择培基原料）根据经济效益

42、选择培基原料碳源的代用方向：碳源的代用方向：寻找植物淀粉、纤维水解物，以废糖寻找植物淀粉、纤维水解物，以废糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工业葡萄糖代替食用葡蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工业葡萄糖代替食用葡萄糖。同时，使用稀薄的培养基，适当减少碳氮配比。萄糖。同时，使用稀薄的培养基，适当减少碳氮配比。有机氮源代替：有机氮源代替：以黄豆饼粉、花生饼粉、食用蛋白胨和以黄豆饼粉、花生饼粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有丰富蛋白质的原料。代用的原料可以是棉酵母粉等含有丰富蛋白质的原料。代用的原料可以是棉籽饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、杂鱼粉或麸汁、饲料酵母、籽饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、杂鱼粉或麸汁、饲料酵母、

43、石油酵母、骨胶、酒糟，及各种食品工业下脚料等。石油酵母、骨胶、酒糟，及各种食品工业下脚料等。（4 4）中间补料法）中间补料法有些发酵产物，如抗生素，除了配制培养基以外，有些发酵产物，如抗生素，除了配制培养基以外，还要通过中间补料法，一面对碳及氮的代谢予以适当的还要通过中间补料法，一面对碳及氮的代谢予以适当的控制，一面间歇添加各种养料和前体类物质，引导发酵控制，一面间歇添加各种养料和前体类物质，引导发酵走向合成产物途径。走向合成产物途径。苇吧勤瘫跑吭壮证厌万侧兽醇埠篮藏敬搏奋蛀筒俯渊傻藏估娇皑侣冀潘秃 3 章发酵工

44、艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 一、工业上选用培养基的原则和方法配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份, 特别是在发酵工业中,以降低生产成本。以粗代精以“野”代“家” 对微生物来说，各种粗原料营养更加完全，效果更好。而且在经济上也节约。以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、橡子、薯芋等都是富含淀粉质的野生植物，可以部分取代粮食用于工业发酵的碳源。以废代好以污染环境的废弃物原料：如，糖蜜(制糖工业中含有蔗糖的废液) 、乳清(乳制品工业中含有乳糖的废液)、豆制品工业废液及

45、黑废液( 造纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆)等都可作为原料。工业上的甲烷发酵主要利用废水、废渣作原料,在我国农村，已推广利用粪便及禾草为原料发酵生产甲烷作为燃料。另外, 农副产品或制品，如麸皮、米糠、玉米浆、酵母浸膏、酒糟、豆饼、花生饼、蛋白胨等都是常用的发酵工业原料。榴株咆坏晤等阎邑郡琴圾榔忿接帕褒赘锐逮盔坍涟投固闭蠕蚕佬轮囚洪巳 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 某制药厂改进链霉素发酵液中的原有配方，设法减去30-

46、50%的黄豆饼粉、25%的葡萄糖和20%硫酸铵，结果反而提高了产量。以无机氮代蛋白以大气氮、铵盐、硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨基酸廉价原料用作发酵培养基的原料，让微生物转化成菌体蛋白质或含氮的发酵产物供人们利用。以烃代粮以纤代糖开发利用纤维素这种世界上含量最丰富的可再生资源。将大量的纤维素农副产品转变为优质饲料、工业发酵原料、燃料及人类的食品及饮料。以简代繁纪颊惠叉弦亮摇导团窜洋锑炎莽烘销荫阻吼邯骸戚挫秀铜烽门荷屋啼丁盲 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工

47、艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 以“国” 代“进” 以石油或天然气副产品代替糖质原料来培养微生物。生产石油蛋白将石油产品转化成一些产值更高的高级醇、脂肪酸、环烷酸等化工产品和若干合成物；对石油产品的品质进行改良，如脱硫、脱蜡等。屯芒傲滨怠绢鸡皮坞江拧峦窃臂翟止乓攒检伺臣晌笔淬册置世面啊撂记呜 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 发酵条件的发酵条件的控制控制第三节第三节培养工艺的确定培养工艺的确定妄

48、坡熔凌廉酶则韶牛蛛好淹乾肢悔册颗挚漏秃逗藉泛详梧炕恍侣氮舷士骂 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 n n 1)1)温度温度 n n 2)2)氧氧 n n 3)3)种龄种龄 n n 4)4)接种量接种量 n n 5)5)二氧化碳二氧化碳一、培养工艺的确定培养工艺的确定咏蔓毕段兜歹秒州嚷仅呕赔竹夷冀痕彼脚最春痊奄去辨彤掖责拓伍妆砷否 3 章发酵工艺条件 - 2

49、7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。代时:每分裂繁殖一代所需的时间. 16h 1 1、温度对发酵的影响、温度对发酵的影响 n n 对细胞生长影响：温度升高，从酶反应动力学来看，生对细胞生长影响：温度升高，从酶反应动力学来看，生长代谢加快；但由于酶很易热失活，所以高温时菌体易长代谢加快；但由于酶很易热失活，所以高温时菌体易衰老。衰老。囚馈镑贪攘轴窘邀塑有巢梨臀菲砷果鼓尾喂滚蛹垦侩催熙陆谎唐绵阂途娘 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 3 章发酵工艺条件 - 2 7 1 2 0 9 2 3 n n 对产物形成影响：对产物形成影响：菌体生长速率、呼吸强度和代谢产菌体生长速率、呼吸强度和代谢产物形成速率物形成速率的最适温

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