页数：117页文件大小：1.87 MB来源： 发酵工程ppt课件
本课件讲解发酵工艺条件的确定，先按营养成分与用途梳理培养基类型，给出发酵培养基的选择原则、设计要点与正交试验方法，再依次说明温度、pH、氧、种龄与接种量等培养条件，最后介绍菌种扩大培养与厌氧培养技术。
第五章 发酵工艺条件的确定。
发酵工艺条件的确定：第一节 培养基的选择和确定；第二节 培养条件的确定。
源文件本页章序写作「第三章」，与本章实际为第五章不符，建议人工核对后统一。
微生物的营养活动，是依靠向外界分泌大量的酶，将周围环境中大分子的蛋白质、糖类、脂肪等营养物质分解成小分子化合物，再借助细胞膜的渗透作用，吸收这些小分子营养来实现的。所有发酵培养基都必须提供微生物生长繁殖和产物合成所需的能源，包括碳源、氮源、无机元素、生长因子及水、氧气等。对于大规模发酵生产，除考虑上述微生物的需要外，还必须重视培养基原料的价格和来源。
（3）半合成培养基：多数培养基配制是采用一部分天然有机物作碳源、氮源和生长因子的来源，再适当加入一些化学药品以补充无机盐成分，使其更能充分满足微生物对营养的需要。大多数微生物都能在此培养基上生长繁殖。因此，在微生物工业生产上和试验研究中被广泛使用。
1．斜面培养基：作用为供微生物细胞生长繁殖用的，包括细菌、酵母等的斜面培养基以及霉菌、放线菌生孢子培养基或麸曲培养基等。这类培养基主要作用是供给细胞生长繁殖所需的各类营养物质。
4．控制合适的 pH：微生物的生长繁殖或产物的合成往往需要一定的 pH 环境，在最适 pH 值下有利于加快各种酶的反应。因此在整个发酵过程中应使培养基的 pH 适合于微生物生长或产物合成所需。
油和脂肪：在微生物分泌的脂肪酶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 CO₂。因此用脂肪作碳源时需比糖代谢供给更多的氧。
实验室中常用蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等作为有机氮源，工业生产上常用硫酸铵、尿素、氨水、豆饼粉、花生饼粉、麸皮等原料作氮源。
（5）有些发酵产物，如抗生素等，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的途径。
（6）根据生产和科学研究的需要选择培养基：工业上，液体深层培养具有占地面积小、发酵效率高、操作方便、易于机械化和自动化生产、降低劳动强度等优点。所以，发酵工业中大多采用液体培养基培养种子和进行液体发酵，并根据微生物对氧气的要求，分别作表面静止培养或深层通气培养。
实验室或制种车间进行固体培养常采用试管、扁瓶和培养皿。工业生产中也常采用固体原料，如小米、大米、麸皮、马铃薯等直接制作斜面，或在茄子瓶表面培养霉菌、放线菌。具有设备简单、投资少、易推广等优点。大规模生产中，固体培养的缺点是占地面积多，劳动强度大，生产稳定性差。
正交试验在培养基确定中的因素水平表：下表列出相关数据。
| 因素水平 | 玉米粉（%）A | 豆饼粉（%）B | 蛋白胨（%）C | pH D |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.5 | 4 | 0.5 | 5.0 |
| 2 | 1.0 | 5 | 0.6 | 5.5 |
| 3 | 1.5 | 6 | 0.7 | 6.0 |
正交试验因素水平表（正交表）：下表列出相关数据。
| 因素水平 | 玉米粉（%）A | 豆饼粉（%）B | 蛋白胨（%）C | pH D |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.5 | 4 | 0.5 | 5.0 |
| 2 | 1.0 | 5 | 0.6 | 5.5 |
| 3 | 1.5 | 6 | 0.7 | 6.0 |
第二节 培养工艺的确定方法：一、培养条件；二、菌种扩大培养。
温度：任何微生物的生长都需要有最适的生长温度，在此温度范围内微生物生长繁殖最快。如果所培养的微生物能承受稍高一些的温度进行生长和繁殖，这对生产有很大的好处，即可减少污染杂菌的机会和夏季培养所需降温的辅助设备，因此培养耐高温的菌种有一定的生产现实意义。
二、菌种扩大培养：本节介绍工业微生物菌种培养的类型、主要培养方法及其特点。
深层培养基本操作的 3 个控制点
①灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续地输送于发酵罐内。
（1）深层穿刺分离培养：用一根 18-20mm 直径的玻璃管，截成 180-200mm 长，洗净烘干，一头塞入橡皮塞，加入 2/3 管长的营养琼脂，塞上胶塞或塑料帽，灭菌，凉至凝固。穿刺接种或待分离物，培养后可见到生长的厌氧微生物菌落。此时拔出橡皮塞，用无菌刀切割，分离再培养。此法对于一般厌氧微生物适用。
⑤厌氧箱培养法：厌氧培养箱由厌氧环境操作箱、恒温培养箱、高度真空传递箱、气路控制系统、箱架、瓶架等部分组成。培养箱的温度能自行调节控制，气路安排合理，能任意输入所需气体和准确调节流量。箱内备有紫外灯，可消毒操作室内空气。使用厌氧培养箱进行厌氧微生物分离培养时，整个操作过程可在正压 CO₂ 或氮气下进行，使整个接种过程在无氧状态。因此，厌氧培养箱在分离、研究极端专性厌氧菌时更有其优势。
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