知识点2.1第一节培养基选择和配制的原则第二节工业发酵培养基第三节淀粉水解糖的制备第四节糖蜜原料第一节培养基选择和配制的原则二、培养基的选择⒈根据微生物的特点选择培养基用于大规模培养的微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌等四大类。依据其不同特性，来考虑培养基的组成⒉根据发酵方式选择培养基种子培养基和发酵培养基⒊从生产实践和科学试验的不同要求选择⒋从经济效益方面考虑选择生产原料三、培养基的配制原则⒈根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基⒉营养成分的恰当配比培养基中的碳氮的比例(C／N)在发酵工业中尤其重要⒊渗透压⒋pH值一般霉菌和酵母菌比较适于微酸性环境，放线菌和细菌适于中性或微碱性环境⒌氧化还原电位四、培养基成分配比的选择基础培养基有时考虑用中间补料来控制pH值生理酸性物质，如硫酸铵生理碱性物质，如硝酸盐、乙酸钠等有些初级代谢产物因为它们的代谢途径较清楚，所以根据物料平衡计算来加以确定。如酒精发酵，100kg淀粉理论上可以产酒精的数量为：第二节工业发酵培养基二、工业上常用的氮源无机氮源包括氨水、铵盐或硝酸盐等有机氮源包括玉米浆(cornsteepliquor，CSL)、豆饼粉、花生饼粉、棉籽粉、鱼粉、酵母浸出液等玉米浆、豆饼粉等既能作氮源又能作碳源其功能是构成菌体成分，作为酶的组成分或维持酶的活性，调节渗透压、pH值、氧化还原电位等三、无机盐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。⒈磷酸盐磷酸盐在培养基中还具有缓冲作用。微生物对磷的需要量一般为0.005～0.01mol／L。玉米浆、糖蜜、淀粉水解糖等原料中还有少量的磷。磷含量对谷氨酸发酵影响很大⒉硫酸镁一般革兰阳性菌对Mg2+的最低要求量是25mg／L，革兰阴性菌为4～5mg／L。培养基中的硫已在硫酸镁中供给，不必另加。⒊钾盐谷氨酸发酵产物生成所需要的钾盐比菌体生长需要量高。钾盐少长菌体，钾盐足够产谷氨酸。⒋微量元素一般作为碳、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。四、生长因子生物素缺陷型(biotinauxotroph)，以生物素为生长因子⒈生物素主要影响谷氨酸产生菌细胞膜的通透性，同时也影响菌体的代谢途径。大量合成谷氨酸所需要的生物素浓度比菌体生长的需要量低，即为菌体生长需要的“亚适量”⒉维生素B1(硫胺素)维生素B1对某些谷氨酸菌种的发酵有促进作用。⒊提供生长因子的农副产品原料⑴玉米浆玉米浆主要用作氮源，但它含有乳酸、少量还原糖和多糖，含有丰富的氨基酸、核酸、维生素、无机盐等，常用作为提供生长因子的物质。⑵麸皮水解液可以代替玉米浆，但蛋白质、氨基酸等营养成分比玉米浆少。⑶糖蜜甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜均可代替玉米浆，但氨基酸等有机氮含量较低。⑷酵母可用酵母膏、酵母浸出液或直接用酵母粉。五、前体物质和促进剂⒈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，而其自身的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，这类化合物称为前体物质。如玉米浆中含有苯乙胺，可使生产青霉素的单位提高⒉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，称为促进剂或刺激剂。例如在酶制剂发酵过程中，加入某些诱导物，可以大大增加菌体的产酶量。第三节淀粉水解糖的制备一、淀粉水解糖的制备方法原料主要有薯类、玉米、小麦、大米等含淀粉原料。根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同，淀粉水解为葡萄糖的方法有三种：⒈酸解法(acidhydrolysismethod)⒉酶解法(enzymehydrolysismethod)⒊酸酶结合法(acid-enzymehydrolysismethod)⑴酸酶法；⑵酶酸法⒈酸解法它是以酸(无机酸或有机酸)为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。用酸解法生产葡萄糖，具有生产方便、设备要求简单、水解时间短、设备生产能力大等优点。酸解法要求有耐腐蚀、耐高温、耐高压的设备。淀粉在酸水解过程中所发生的化学变化是很复杂的，有副反应的发生，造成葡萄糖的损失而使淀粉的转化率降低。⒉酶解法酶解法是用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。利用α-淀粉酶将淀粉液化转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化(1iquification)。利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解转化为葡萄糖，这个过程在生产中称为糖化(saccharification)。优点：①采用酶法制备葡萄糖，酶解反应条件较温和。②微生物酶作用的专一性强，淀粉水解的副反应少，因而水解糖液的纯度高