工业发酵培养基精选PPT.ppt
《工业发酵培养基精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工业发酵培养基精选PPT.ppt(62页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于工业发酵培养基第1页,讲稿共62张,创作于星期日知识目标知识目标 1、了解工业发酵培养基原料转换的意义、了解工业发酵培养基原料转换的意义 2、了解工业发酵培养基配方设计的一般思路、了解工业发酵培养基配方设计的一般思路 3、理解影响工业发酵培养基质量的因素、理解影响工业发酵培养基质量的因素 4、掌握工业发酵培养基的主要成分及其作用、掌握工业发酵培养基的主要成分及其作用 5、掌握工业发酵培养基的主要类型及其特征、掌握工业发酵培养基的主要类型及其特征能力目标能力目标 1、能正确选择工业发酵培养基的原料、能正确选择工业发酵培养基的原料 2、能配制适合不同发酵阶段需要的培养基、能配制适合不同发酵阶段
2、需要的培养基 第2页,讲稿共62张,创作于星期日培养基培养基(Medium):广义上讲培养基是指一切可供:广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长微生物细胞生长 繁殖所需的一组营养物质和原料。繁殖所需的一组营养物质和原料。是人工配制的供微生物、植物和动物细胞生长、繁是人工配制的供微生物、植物和动物细胞生长、繁殖和合成人们所需要产物的营养物质和原料,同时殖和合成人们所需要产物的营养物质和原料,同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它生长所培养基也为微生物培养提供除营养外的其它生长所必须的环境条件。必须的环境条件。发酵培养基的作用:发酵培养基的作用:满足菌体的生长满足菌体的生长 促进产物的形成促
3、进产物的形成概概 述述第3页,讲稿共62张,创作于星期日第一节第一节 工业发酵培养基的成分工业发酵培养基的成分 工业发酵培养工业发酵培养基与实验室培养基的成分基本基与实验室培养基的成分基本相同,一般都含有碳源、氮源、无机盐(包相同,一般都含有碳源、氮源、无机盐(包括微量元素)以及生长因子和水等。此外,括微量元素)以及生长因子和水等。此外,为了合成特殊产物或工艺控制要求,有的发为了合成特殊产物或工艺控制要求,有的发酵培养基还需加入前体、抑制剂、促进剂或酵培养基还需加入前体、抑制剂、促进剂或消沫剂等。消沫剂等。第4页,讲稿共62张,创作于星期日一、碳源:一、碳源:凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元
4、素的营凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质叫做碳源。包含速效碳,缓效碳。养物质叫做碳源。包含速效碳,缓效碳。1.糖类:糖类:2.油脂:油脂:3.有机酸、醇、碳氢化合物有机酸、醇、碳氢化合物第5页,讲稿共62张,创作于星期日李江华,无锡轻工大学学报,2004(半纤维素酶)(1.5g麸皮)第6页,讲稿共62张,创作于星期日嗜碱芽胞杆菌(AC-2)中碳源对碱性纤维素酶分泌的影响结果:各种碳源相差不大推论:该菌种的碱性纤维素酶为组成型苏勤,林业化学与工业,2004第7页,讲稿共62张,创作于星期日1、糖、糖 类类 单糖:葡萄糖单糖:葡萄糖 所有的微生物都能利用葡萄糖所有的微生物都能利用葡萄糖
5、 但是会引起葡萄糖效应:菌体呼吸快、溶解氧不但是会引起葡萄糖效应:菌体呼吸快、溶解氧不足,导致中间代谢产物积累,足,导致中间代谢产物积累,pH下降,抑制生长和下降,抑制生长和产物形成。产物形成。双糖:蔗糖、乳糖、麦芽糖双糖:蔗糖、乳糖、麦芽糖 糖蜜糖蜜第8页,讲稿共62张,创作于星期日糖糖 蜜蜜糖蜜是制糖生产时的结晶母液,它是制糖工业的副产物。糖蜜是制糖生产时的结晶母液,它是制糖工业的副产物。分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜 糖蜜主要含有糖蜜主要含有蔗糖蔗糖,总糖可达,总糖可达50%75%。第9页,讲稿共62张,创作于星期日第10页,讲稿共62张,创作于星期日不同加工方法对甘蔗糖蜜的影
6、响不同加工方法对甘蔗糖蜜的影响第11页,讲稿共62张,创作于星期日糖蜜使用的注意点: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:谷氨酸发酵例:谷氨酸发酵有害物资:胶体成分(起泡、结晶)、钙盐(结晶)有害物资:胶体成分(起泡、结晶)、钙盐(结晶)生物素(发酵控制)生物素(发酵控制)预处理:澄清预处理:澄清脱钙脱钙脱除生物素脱除生物素例:柠檬酸发酵例:柠檬酸发酵有害物质:铁离子含量高(导致异柠檬酸的生成)有害物质:铁离子含量高(导致异柠
7、檬酸的生成)预处理:预处理:黄血盐黄血盐第12页,讲稿共62张,创作于星期日多糖:多糖:淀粉、糊精淀粉、糊精使用条件:微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类使用条件:微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类缺点:成分比较复杂,有直链淀粉和支链淀粉等缺点:成分比较复杂,有直链淀粉和支链淀粉等 难利用、发酵液比较稠、一般加入一定难利用、发酵液比较稠、一般加入一定 的的-淀粉酶。淀粉酶。优点:来源广泛、价格低,优点:来源广泛、价格低,可以解除葡萄糖效应可以解除葡萄糖效应第13页,讲稿共62张,创作于星期日2.油脂油脂:霉菌和放线菌可以利用油脂作为碳源,有消:霉菌和放线菌可以利用油脂作为碳源,有消沫和补充碳
8、源双重作用,但必需提供充足氧气,否沫和补充碳源双重作用,但必需提供充足氧气,否则有机酸积累,则有机酸积累,pH下降,同时储存过程酸败作用下降,同时储存过程酸败作用产生毒副作用。产生毒副作用。3.有机酸有机酸、醇、碳氢化合物:某些有机酸、醇在、醇、碳氢化合物:某些有机酸、醇在单细胞蛋白、氨基酸、维生素生产中作为碳源单细胞蛋白、氨基酸、维生素生产中作为碳源使用,而石油产品作为微生物发酵的主要原料使用,而石油产品作为微生物发酵的主要原料也在深入研究和推广之中。也在深入研究和推广之中。第14页,讲稿共62张,创作于星期日二、氮二、氮 源源 氮源主要用于构成菌体细胞物质(氨基酸,蛋白质、氮源主要用于构成
9、菌体细胞物质(氨基酸,蛋白质、核酸等)和含氮代谢物。核酸等)和含氮代谢物。包含速效氮,缓效氮包含速效氮,缓效氮,常用常用的氮源可分为两大类:的氮源可分为两大类:有机氮源和无机氮源有机氮源和无机氮源。1、无机氮源、无机氮源种类种类:氨盐、硝酸盐和氨水:氨盐、硝酸盐和氨水特点:特点:微生物对它们的吸收快,所以也称之为速效氮,微生物对它们的吸收快,所以也称之为速效氮,有利于微生物生长。但无机氮源的迅速利用常会引有利于微生物生长。但无机氮源的迅速利用常会引起起pH的变化如:的变化如:(NH4)2SO4 2NH3+2H2SO4 NaNO3+4H2 NH3+2H2O+NaOH 第15页,讲稿共62张,创作
10、于星期日 无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就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(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性生理酸性物质物质,如硫酸胺,若菌体代谢后能产生碱性物质的,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则此种无机氮源称为生理碱性物质生理碱性物质,如硝酸钠。正,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。有积极作用。所以选择合适的无机氮源有两层意义:所以选择合适
11、的无机氮源有两层意义:q 满足菌体生长满足菌体生长q 稳定和调节发酵过程中的稳定和调节发酵过程中的pH第16页,讲稿共62张,创作于星期日无机氮源的影响:硫酸铵硝酸铵硝酸钠尿素第17页,讲稿共62张,创作于星期日2、有机氮源、有机氮源来源:来源:工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料,工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料,花生花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、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、废菌丝体和酒糟酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。成分复杂成分复杂:除提供氮源外,有些有机氮源还提:除提供氮源外,有些有机
12、氮源还提供大量的无机盐及生长因子。供大量的无机盐及生长因子。例玉米浆:例玉米浆:可溶性蛋白、生长因子(生物素)、苯乙酸可溶性蛋白、生长因子(生物素)、苯乙酸 较多的乳酸较多的乳酸 硫、磷、微量元素等硫、磷、微量元素等第18页,讲稿共62张,创作于星期日 有机氮源成分复杂可以从多个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。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中,必须考虑原料的波动对发酵的影响影响第19页,讲稿共62张,创作于星期日氮源使
13、用的一些相关问题:q 有机氮源和无机氮源应当混合使用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早期:容易利用易同化的氮源无机氮源无机氮源中期:菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质中期:菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质q 有些产物会受氮源的诱导和阻遏有些产物会受氮源的诱导和阻遏例:例:蛋白酶的生产蛋白酶的生产q 有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力q 开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣 的课题的课题第20页,讲稿共62张,创作于星期日三、无机盐及微量元素三、无机盐及微量元素1、作用:各
14、种不一样、作用:各种不一样2、来源:来源:C、N源,以盐的形式补充源,以盐的形式补充3、用量:根据具体的产品,以实验决定用量:根据具体的产品,以实验决定4、使用注意点使用注意点 对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和微量对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和微量元素在发酵过程中必须加以考虑元素在发酵过程中必须加以考虑第21页,讲稿共62张,创作于星期日例:铁离子例:铁离子 青霉素发酵中,铁离子的浓度要小于青霉素发酵中,铁离子的浓度要小于20g/ml 发酵罐必须进行表面处理发酵罐必须进行表面处理B、使用时注意盐的形式(、使用时注意盐的形式(pH的变化)的变化)例例:黑曲酶黑曲酶NRR
15、L-330,生产生产-淀粉酶,淀粉酶,P对酶活的影响对酶活的影响 pH 酶活酶活不加不加 4.25 120分钟分钟加加 K2HPO4 5.45 30分钟分钟加加 KH2PO4 4.62 75分钟分钟第22页,讲稿共62张,创作于星期日四、生长因子、前体和产物促进剂四、生长因子、前体和产物促进剂 从广义上讲,凡是微生物生长不可缺少的微量的从广义上讲,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、维生素等均称生有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。长因子。1、生长因子、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如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素
16、缺陷型,以生物素为生长因子型,以生物素为生长因子,生长因子对发酵的调控起到生长因子对发酵的调控起到重要的作用重要的作用。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氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生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长不可缺少的生长因子 第23页,讲稿共62张,创作于星期日 前前体体指指某某些些化化合合物物加加入入到到发发酵酵培培养养基基中中,能能直直接接微微生生物物在在生生物物合合成成过过程程中中合合成成到到产产物物分分子子中中去去,而而其其自自身身的的结结构构并并没没有有多多大大变变化化,
17、但但是是产产物物的的产产量量却却因因加加入入前前体体而而有有较较大大的提高。的提高。2、前体、前体青霉素:分子量青霉素:分子量356苯乙酸苯乙酸:分子量分子量136第24页,讲稿共62张,创作于星期日作用:前体有助于提高产量和组份作用: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用有个转化率的问题例:例:6000单位单位/ml的青霉素的青霉素G,需要多少苯乙酸需要多少苯乙酸 青霉素青霉素6000*0.6(微克)(微克)36mg/ml 苯乙酸(苯乙酸(36*136)/356=13.8mg/ml=1.38%实际使用时的转
18、化率在实际使用时的转化率在46-90%之间之间 例某厂单耗为:例某厂单耗为:0.337(kg/10亿青霉素)亿青霉素)转化率为:转化率为:0.6/(0.337*36/13.8)=68%第25页,讲稿共62张,创作于星期日用法:前体使用时普遍采用流加的方法用法: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前体一般都有毒性,浓度过大对菌体的生长不利不利 苯乙酸,一般基础料中仅仅添加苯乙酸,一般基础料中仅仅添加0.07%前体相对价格较高,添加过多,容易引起挥前体相对价格较高,添加过多,容易引起挥发和氧化,发和氧化,流加也有利于提高前提的转化率流加也有利于提高前提的转化率第26
19、页,讲稿共62张,创作于星期日3、产物促进剂、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。养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。第27页,讲稿共62张,创作于星期日 促进剂提高产量的机制还不完全清楚,其促进剂提高产量的机制还不完全清楚,其原因是多方面的。原因是多方面的。有些促进剂本身是酶的诱导物;有些促进剂本身是酶的诱导物;有些促进剂是表面活性剂,可改善细胞的有些促进剂是表面活性剂,可改善细胞的透性,改善透性,改善 细胞与氧的接触从而促进酶的分细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产,泌与生产
20、,也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用;保护作用;有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。金属离子。第28页,讲稿共62张,创作于星期日五、水五、水 对于发酵工厂来说,恒定的水源是至关重要的,因对于发酵工厂来说,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。甚大。水源质量的主要考虑参数包括水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。成和含量。对于
21、酿造行业,水的重要性不言而喻对于酿造行业,水的重要性不言而喻对于常规发酵,可靠、持久,能提供大量成分对于常规发酵,可靠、持久,能提供大量成分一致清洁的水。一致清洁的水。第29页,讲稿共62张,创作于星期日六、消沫剂六、消沫剂消沫剂消沫剂又称泡敌、消泡剂,是一种化学合成制品。又称泡敌、消泡剂,是一种化学合成制品。属属“非离子表面活剂非离子表面活剂”的一种,产品为无色或的一种,产品为无色或淡黄色粘稠液体。淡黄色粘稠液体。用途:用途:可广泛用于医药工业抗生素生产,味精食品的生可广泛用于医药工业抗生素生产,味精食品的生产以及其他发酵工业,有效强的消泡效果。它的产以及其他发酵工业,有效强的消泡效果。它的
22、消泡率比消泡率比食用豆油食用豆油的消泡率高达几十倍。也可的消泡率高达几十倍。也可供油田打井时泥浆材料的消泡。供油田打井时泥浆材料的消泡。(食用豆油:食用豆油:常用于食品类发酵食品的常用于食品类发酵食品的消泡)消泡)第30页,讲稿共62张,创作于星期日消沫剂消沫剂-聚醚消沫剂GPE 1 1、活性成份、活性成份、活性成份、活性成份:聚氧丙烯聚氧乙烯有规二醇或三醇醚。聚氧丙烯聚氧乙烯有规二醇或三醇醚。聚氧丙烯聚氧乙烯有规二醇或三醇醚。聚氧丙烯聚氧乙烯有规二醇或三醇醚。2 2、物理特性、物理特性、物理特性、物理特性:外观外观外观外观:浅黄色至无色透明粘稠液体,羟值浅黄色至无色透明粘稠液体,羟值浅黄色至
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业 发酵 培养基 精选 PPT
限制150内