发酵培养基的作用
乳酸菌发酵培养基（MRS）中各成分的作用
乳酸菌发酵培养基（MRS）中各成分的作⽤
试题研究：2017年4⽉考试中，有乳酸菌发酵培养基（MRS），MRS培养基是⽤于⾷品中乳酸菌检测的。
成分是什么？各成分有什么作⽤？
1．成分
蛋⽩陈 10.0g
⽜⾁粉 5.0g
酵母粉 4.0g
吐温80 1.0mL
磷酸氢⼆钾 2.0g
⼄酸钠 5.0g
柠檬酸三铵 2.0g
硫酸镁 0.2g
硫酸锰 0.05g
琼脂粉 15.0g
蒸馏⽔ 1000mL
2．制法
将上述成分加⼈蒸馏⽔中，加热溶解，校正pH 6.2，分装后121℃⾼压灭菌15min—20min。
3．各成分的作⽤
蛋⽩胨、⽜⾁浸粉、酵母浸粉提供氮源、维⽣素、⽣长因⼦；葡萄糖为可发酵糖类；磷酸氢⼆钾为酸碱缓冲剂；柠檬酸氢⼆铵、硫酸镁、硫酸锰、吐温-80和⼄酸钠为培养各种乳酸菌提供⽣长因⼦，其成分还能抑制某些杂菌；琼脂是培养基的凝固剂。
发酵工程复习题
发酵工程复习题《发酵工程》期末复习题试卷结构一、名词解释（每题2分，共6题，合计12分）二、填空题（每空0.5分，合计20分）三、单选题（每题1分，共20题，合计20分）四、多选题（每题2分，共6题，合计12分）五、判断题（对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共10题，合计10分）六、简答题（18分，3-4题）七、分析题（8分）第一章绪论一、掌握发酵史的六个阶段和四个转折点。
答：六阶段：1、天然发酵时期；2、纯培养技术的建立；3、通气搅拌发酵技术的建立； 4、人工诱变育种与代谢控制发酵技术的建立；5、开拓新型发酵原料时期；6、基因工程阶段四转折：1、纯培养；2、通气搅拌发酵；3、代谢控制；4、化学合成与微生物发酵二、发酵工业有何特点？发酵工业的范围包括哪些？答：特点：原料广；微生物主体；反应条件温和，易控制；产物单一，纯度高；投资少，效益好范围：1）以微生物代谢产物为产品的发酵工业2）以微生物酶为产品的发酵工业 3）以微生物细胞为产物的发酵工业 4）生物转化或修饰化合物的发酵工业 5）微生物废水处理和其他3、掌握发酵工业生产流程的6个环节。
答：1) 生产用菌种的扩大培养（微生物菌种的选育及扩培技术）；2) 发酵培养基的配制（发酵原料的选择及预处理）；3) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌（灭菌技术）；4) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中（接种技术）； 5) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成目的产物； 6) 将产物提取精制（发酵产物的分离提取）；第二章菌种及扩大培养名词解释：菌种选育：是应用微生物遗传变异的理论，用一定的方法造成微生物的变异，再经过人工筛选得到人们所需要的优良品种。
种子扩大培养：是指把保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固体试管斜面活化后，再经过摇瓶或静置培养，以及种子罐逐级扩大培养而获得一定的数量和质量的纯种制备过程。
发酵工程第章-培养基的制备与灭菌
A、凝固培养基 ：即遇热可融化，冷却后则凝固的固 体培养基
B、非可逆性凝固培养基：指有血清凝固成的固体培 养基或由无机硅胶配成的凝固后即不能再融化的固体 培养基
C、天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成的 培养基，如麸皮，米糠，木屑等
D、滤膜：是一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄 膜，把它制成圆片状覆盖在营养琼脂或浸有培养液的 纤维衬垫上，形成了具有固体培养基性质的培养条件。
第二节 淀粉水解糖的制备
一、淀粉水解糖的制备方法 1、酸解法： 定义：以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高
压下将淀粉水解为葡萄糖的方法. 优点：设备要求简单，水解时间短（20min），设备
生产能力大 缺点：高温高压下进行，设备要求耐腐蚀、耐高温、
耐高压，副反应多，对原料要求严格，淀粉颗粒不宜 过大，淀粉乳浓度不能过高。
第五节 培养基灭菌
一、消毒与灭菌在发酵工业中的应用 消毒：指用物理和化学方法杀死物料、容器、器具内
外的病源微生物。一般只能杀死营养细胞而不能杀死 细菌芽孢。 灭菌：用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生 物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。 消灭杂菌和防止杂菌污染
二、灭菌方法：干热灭菌、湿热灭菌、物理灭 菌（射线、微波等）、化学灭菌（各种化学药 品）；
功能：构成菌体、含氮代谢物；
3.无机盐
磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐 铁、锰、钴等微量元素
功能：构成菌体，参与酶的组成，维持酶活性， 调节渗透压，调节pH值，维持氧化还原电位；
4.特殊生长因子：硫胺素、生物素、对氨基苯甲 酸、肌酸等
功能：酶的辅助部分，维持生命活动；
5．发酵的促进剂与抑制剂
发酵培养基中某些成分的加入有利于调节产物 的形成，而并不促进微生物的生长，这些物质 包括前体、促进剂和抑制剂
发酵工艺(1)
《发酵工程与工艺学》1 绪论一、发酵的定义1、传统发酵最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。
2、生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
3、工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程，包括：1.厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。
2.通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等二、发酵的原理：利用微生物的特点：(1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。
(2)有极强的消化能力。
(3)有极强的繁殖能力。
三、发酵工程的组成上游工程：(1)对菌种加以改造，提高生产能力或者导入外源基因等以获得工程菌；(2)发酵或生物转化，是通过优化发酵条件如温度、营养、供气量等。
利用工程菌的生物合成，加工和修饰等以获得目的产物；发酵工程下游工程：是运用生物化学、物理学方法分离、纯化产品，最终将产品推向市场并获得社会或经济效益。
五、发酵工程研究内容主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。
(1) 有严格的无菌生长环境：包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；(3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。
(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。
(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。
发酵工程的发展历史发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素→抗菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控制发酵）→基因工程菌→动物细胞大规模培养→植物细胞大规模培养→藻类细胞大规模培养→转基因动物生物技术的发展基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大工程第二章菌种选育第一节微生物的特性及工业微生物的要求一、微生物的特性：1、有些微生物能在厌氧的条件下生长；2、有些微生物能够利用简单的有机物和无机物满足自身的生长；3、有些微生物能进行复杂的代谢；4、有些微生物能利用较复杂的化合物；5、有些微生物能在极端的环境下生长。
发酵工程
发酵工程:是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术.菌种保藏:运用物理、生物手段让菌种处于完全休眠状态，使在长时间储存后仍能保持菌种原有生物特性和生命力的菌种储存的措施。
富集培养:指利用不同微生物间生命活动特点的不同，人为地提供一些特定的环境条件，使特定种（类）微生物旺盛生长，使其在数量上占优势，更利于分离出该特定微生物，并引向纯培养.菌种退化:菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象.前体:是被加入培养基的化合物，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量的一类小分子物质.生长因子:是一类调节微生物正常生长代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物，包括广义生长因子和狭义生长因子。
产物合成促进剂：指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
如：链霉素生产加巴比妥，赖氨酸生产加红霉素等。
斜面培养基：固体培养基（solid culture medium ）的一种形式；制作时应趁热定量分装于试管内，并凝固成斜面的称为斜面培养基，用于菌种扩大转管及菌种保藏。
种子培养基：供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌体长得粗壮，成为活力强的“种子”的培养基，所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全。
发酵培养基：发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。
空消：指清除空间内不好的或不需要的杂质，使之达到无害化的洁净程度。
实消：就是将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程，也称实罐灭菌。
连消：即连续灭菌，即培养基的连续灭菌，是灭菌的一种方式。
就是将配制好的并经预热的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔，使其在短时间内达到灭菌温度。
发酵——发酵培养基
用法：前体使用时普遍采用流加的方法 前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸，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， 流加也有利于提高前提的转化率
3、产物促进剂 所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又 非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
3、工业上常用的糖类 ① 葡萄糖 所有的微生物都能利用葡萄糖 但是会引起葡萄糖效应
工业上常用淀粉水解糖,但是糖液必须达到一定的质
量指标
不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大
② 糖蜜 糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。 糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分 甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。
YPS培养基：酪蛋白胨（日本大五营养）10g，酵母 提取物（英国Oxoid）5g, NaCl 10g，PH 7.2
二、按状态
固体培养基 :适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应 用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产 半固体培养基:即在配好的液体培养基中加入少量的琼脂， 一般用量为0.5%～0.8% ,主要用于微生物的鉴定。 液体培养基:80%～90%是水，其中配有可溶性的或不溶性 的营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。
五、水
对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在 不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。 水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶解氧、可溶 性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。 对于酿造行业，水的重要性不言而喻
对于常规发酵，可靠、持久，能提供大量成分一致清洁的 水。
第三节 发酵培养基的设计和优化
满足菌体生长 稳定和调节发酵过程中的pH
毛霉产蛋白酶的研究
发酵培养基中微量元素作用
发酵培养基中微量元素作用
发酵培养基中的微量元素起着重要作用，它们可以分为金属微量元素和非金属微量元素。
非金属微量元素如磷和硫，主要用于合成细胞中的核蛋白类、蛋白质、维生素和类脂，其中磷还起着能量调节的作用。
金属微量元素包括钙、镁、铁、铜、锌、钾、锰等，这些元素都是合成一些重要酶类的组成成分。
例如，细胞色素酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等氧化还原酶含有铁；碳酸酐酶含有锌，锌还是糖化酶的激活剂，并能吸附蛋白质以降低培养液的黏度；多酚氧化酶含有铜，铜是酒精氧化过程相关酶的激活剂，并参与细胞色素氧化酶和加氧化酶的代谢活动。
此外，对传递磷酸根过程有催化作用的酶含有镁和钾，因此镁、钾对核酸、核糖体和细胞膜起稳定作用，它们还是糖代谢中有关酶的激活剂。
镁对卡那霉素、新霉素、链霉素等抗生素生产菌种有提高其对自身代谢产物耐受性的作用，从而有利于提高这类抗生素的产量。
镁还能控制细胞膜的透性和细胞质的胶体特性，影响蛋白质的合成。
钙作为蛋白酶的激活剂，能调节细胞渗透压以及缓冲培养液的pH值。
对于链霉素等抗生素，钙能逆转高浓度无机磷的抑制作用，促进抗生素的合成。
锰是黄嘌呤氧化酶的组成部分，也是羧化酶的激活剂。
然而，值得注意的是，过量的微量元素可能对微生物产生毒性作用。
因此，在发酵培养基中添加微量元素时需要谨慎控制其浓度，以确保微生物的生长和代谢活动能够顺利进行。
总的来说，发酵培养基中的微量元素对于微生物的生长、代谢和产物的合成具有重要的作用。
它们通过参与酶的合成和激活、调节细胞代谢过程以及影响细胞膜和蛋白质的合成等方式，实现对微生物生理活动的调控。
发酵培养基最适ph的作用
发酵培养基最适ph的作用在发酵培养基的制备过程中，pH值的调节是一项至关重要的环节。
最适pH值对于发酵过程的影响主要体现在维持酶的活性、保证营养物质的吸收、防止有害物质产生、促进细胞生长以及调节代谢途径等方面。
本文将详细介绍这些作用。
1.维持酶的活性酶是一种活性蛋白质，其活性的发挥对于pH值的要求较为严格。
在发酵培养基中，酶的活性只有在合适的pH值条件下才能得到维持，进而保证发酵效率。
例如，一些酶在酸性条件下活性较高，而另一些则在中性或碱性条件下更为活跃。
通过调节培养基的pH值，可以确保发酵过程中酶的活性处于最佳状态，从而提高产物生成速率。
2.保证营养物质的吸收发酵培养基中的营养物质需要在一定的pH值下才能被充分吸收利用。
改变培养基的pH值会严重影响营养物质的吸收率。
例如，一些氨基酸、维生素和矿物质在特定pH值下才能保持稳定，利于微生物吸收。
此外，pH值也会影响细胞膜的通透性，进而影响营养物质的转运。
因此，合适的pH值对于保证微生物在发酵过程中获得充足的营养物质是至关重要的。
3.防止有害物质产生在发酵过程中，会产生一些有害物质，如乙醇、有机酸等。
这些物质在浓度过高时会对微生物的生长和产物的生成造成不利影响。
最适pH值可以抑制有害物质的产生，保证发酵的安全性。
例如，通过将pH值控制在酸性范围，可以降低乙醇的产生并增加乳酸的产量。
相反，碱性条件则有利于乙醇的产生而抑制乳酸的形成。
因此，合适的pH值对于防止有害物质产生和促进有益代谢产物的合成具有重要意义。
4.促进细胞生长细胞是发酵培养基中的重要组成部分，其生长状态直接关系到产物的生成和发酵效率。
最适pH值可以促进细胞生长，提高细胞活力和代谢率。
例如，一些微生物在酸性条件下生长较好，而另一些则在中性或碱性条件下更活跃。
通过调节培养基的pH值，可以创造适宜的生长环境，促进细胞的增殖和代谢活动，从而提高发酵效率。
5.调节代谢途径代谢途径是影响发酵培养基质量的关键因素之一。
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考虑到成本：乙酸钠是较为合适的碳源 进一步：乙酸钠的浓度2%比较好
结果： 碳源：乙酸钠 0. 2% 氮源：氯化铵 0.2% 酵母膏0.03%
无机盐: 复合无机盐0.05%
正交设计确定优化的配方
改进后培养基
原培养基
例某厂单耗为：0.337（kg/10亿青霉素） 转化率为：0.6/(0.337*36/13.8)=68%
用法：前体使用时普遍采用流加的方法
前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸，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； 流加也有利于提高前提的转化率
结果：各种碳源相差不大 推论：该菌种的碱性纤维素酶为组成型
二、氮源 氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核 酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮 源和无机氮源。 1、无机氮源 种类：氨盐、硝酸盐和氨水 特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓迅速利 用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变 化如： (NH4)2SO4 → 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 → NH3 + 2H2O + NaOH
五、水 对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在 不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。 水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶解氧、可溶性 固体、污染程度以及矿物质组成和含量。 对于酿造行业，水的重要性不言而喻 对于常规发酵，可靠、持久，能提供大量成分一致清洁的水。
第三节 培养基的类型
二、按状态
固体培养基 :适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应 用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产
半固体培养基:即在配好的液体培养基中加入少量的琼脂， 一般用量为0.5%～0.8% ,主要用于微生物的鉴定。 液体培养基:80%～90%是水，其中配有可溶性的或不溶性 的营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。 三、按用途（从发酵生产应用考虑） 培养基按其用途可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培 养基三种
1、生长因子
从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机 物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。
如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷 型，以生物素为生长因子,生长因子对发酵的调控起到重 要的作用 。 有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源 含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可 缺少的生长因子
例：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20μg/ml 发酵罐必须进行表面处理 B、使用时注意盐的形式（pH的变化） 例：黑曲酶NRRL-330,生产α-淀粉酶，P对酶活的影响 pH 4.25 5.45 4.62 酶活 120分钟 30分钟 75分钟
不加 加 K2HPO4 加 KH2PO4
四、生长因子、前体和产物促进剂
有害物资：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结晶） 生物素（发酵控制）
预处理：澄清→脱钙→脱除生物素
例：柠檬酸发酵 有害物质：铁离子含量高（导致异柠檬酸的生成）
预处理：→黄血盐
② 淀粉、糊精 使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类 缺点：难利用、 发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶 成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。 优点：来源广泛、价格底 难利用，可以解除葡萄糖效应
例: 如在酒精生产中葡萄糖转化为酒精的理论转化率 计算如下∶ 葡萄糖转化为酒精的代谢总反应衡算式为∶ C6H12O6 ─→ 2C2H5OH + 2CO2 葡萄糖转化为酒精的理论得率为∶ 2*46 Y = ─── = 0.52 176
（二）、实验设计
培养基成分的含量最终都是通过实验获得的
合理的实验方法
培养基优化的基本方法
单因子 实验 正交 实验 成本 发酵单位 响应面 分析
方法
均匀 设计
聚类 分析
结果
神经 网络
其他 方法
类胡萝卜素高产菌Y11的培养基的优化
类胡萝卜素的作用：色素、营养保健
原培养基:
初步确定可能的培养基成分(以碳源为例)
通过单因子实验确定适宜的培养基成分(以碳源为例)
无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸 性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸 性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢 后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如 硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程 的pH有积极作用。
所以选择合适的无机氮源有两层意义：
培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型 一、按纯度 合成培养基 : 原料其化学成分明确、稳定
适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化规律 培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业
生产 天然培养基: 采用天然原料
原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适于工业
化生产 原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性
第四节 发酵培养基的设计原理和优化方法
目前还不能完全从生化反应的基本原理来推
断和计算出适合某一菌种的培养基配方，只能用 生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论， 参照前人所使用的较适合某一类菌种的经验配方， 再结合所用菌种和产品的特性，采用摇瓶、玻璃 罐等小型发酵设备，按照一定的实验设计和实验 方法选择出较为适合的培养基。
一、培养基成分选择的原则
菌种的同化能力
代谢的阻遏和诱导 合适的C、N比
100∶0.2～2.0
pH的要求
二、成分含量的确定 （一）、理论转化率与实际转化率 理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途 径进行物料衡算，所得出的转化率的大小。
实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小
如何使实际转化率接近于理论转化是发酵控制的一个 目标
量指标
不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大
② 糖蜜 糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。 糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分 甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。
不同加工方法对甘蔗糖蜜的影响
糖蜜使用的注意点： 除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许 多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。 例：谷氨酸发酵
2、前体 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生 物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结 构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大 的提高。
青霉素：分子量356
苯乙酸:分子量136
作用：前体有助于提高产量和组份
用量：前体的用量可以按分子量衡算，具体使用有个转化 率的问题 例：6000单位/ml的青霉素G,需要多少苯乙酸 青霉素＝6000*0.6（微克）＝36mg/ml 苯乙酸＝（36*136）/356=13.8mg/ml=1.38% 实际使用时的转化率在46-90%之间
本章内容
• • • • • 常用培养基的基本要求 培养基的成分及来源 培养基的类型与区别 影响培养基质量的因素 培养基的设计
培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长 繁殖 所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生 物培养提供除营养外的其它所必须的条件。
发酵培养基的作用： 满足菌体的生长 促进产物的形成
满足菌体生长 稳定和调节发酵过程中的pH
毛霉产蛋白酶的研究
陈涛，中国酿造，2004
初始pH的影响:
pH偏酸比较好，中性蛋白酶影响大
无机氮源的影响： 硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素
2、有机氮源 来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼 粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋 白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒 糟。 成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。 例 玉米浆： ①可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸 ②较多的乳酸 ③硫、磷、微量元素等
多因子实验 多因子实验：均匀设计、 正交实验设计、
响应面分析等。
三、培养基设计的步骤
① 根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑 的问题，初步确定可能的培养基成分； ② 通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；
③ 当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适 的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采 用一些合理的实验设计方法。
有机氮源成分复杂可以从多个方面对 发酵过程进行影响，而另一方面有机氮源 的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选 取时和使用过程中，必须考虑原料的波动 对发酵的影响
氮源使用的一些相关问题：
有机氮源和无机氮源应当混合使用
早期：容易利用易同化的氮源—无机氮源 中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质
3.3 发酵培养基
• 目的：使接种菌丝生长并能高效表达，获得高的发酵产量， 同时组分尽可能单一，以保证高的得率。 • 要求 – 营养丰富完全，有利于产物合成； – 不能大量加入快C、快N源，应和慢C、N源相结合； – 在产物分泌期间，pH 稳定； – 加入适量合成所需的物质，如前体等，进行定向发酵； – 采用中间补料，以提高发酵单位； – 原料的考虑——成本问题
• 孢子培养基 • 种子培养基 • 发酵培养基
3.1 孢子培养基
要求：能使菌体生长快，产生孢子数量大、质量
好，且不会引起菌种变异。 特点 C、N源不宜多，否则只长菌丝，少长或不长孢 子； 无机盐浓度要适当控制，否则会影响孢子的颜 色和孢子量。
3.2 种子培养基
• 要求 – 营养丰富、完全，氮和维生素的含量高些； – 培养基中加入一些易于吸收利用的快C、N源， 便于孢子发芽生长，保证球形； – pH要稳定； – 最后一级尽可能接近发酵培养基，常加入少量 发酵合成期才大量需要的物质。
第二节 发酵培养基的成分及来源
一、碳源
1、作用