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02 第二章 培养基及其制备.ppt

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本课件详细解析培养基的营养成分与用途,介绍淀粉水解糖的制备方法及理论基础,探讨糖蜜前处理工艺,并阐述石油代粮发酵的原料与特点,为发酵培养基设计提供理论支撑。

第二章培养基及其制备封面,标示本章主题与主要内容
培养基的营养成分分类,包括碳源、氮源、无机盐、生长因子和水分
培养基的类型,按营养物质来源、制成形式、主要成分和使用目的分类
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第1页:第二章培养基及其制备封面

第二章 培养基及其制备
本章内容简介:培养基原材料、淀粉水解糖的制备、糖蜜前处理、石油代粮发酵。

第2页:培养基的营养成分

  • 碳源:功能提供能量、构成菌体等
  • 氮源:构成菌体、含氮代谢物
  • 无机盐:构成菌体,参与酶的组成
  • 特殊生长因子:硫胺素等,维持生命活动
  • 水分:生化反应均在水溶液中进行

第3页:培养基的类型

  • 依营养物质的来源:天然、合成、半合成
  • 依制成形式:液体、固体
  • 依主要成分和使用目的:基础、完全、鉴别、选择
  • 根据生产工艺:孢子、种子、发酵

第4页:发酵培养基的选择

发酵培养基的用途与要求、成分、配比经实验确定,配制时兼顾原料来源、成本及工艺管理。原料转换及意义:随着原料转换,需选育相适应菌种并改变发酵控制方法。

第5页:淀粉水解糖的制备方法

  • 酸解法
  • 酶解法
  • 酸酶结合法:酸酶法、酶酸法

双酶水解法制葡萄糖的优点:条件温和、副反应少、纯度高、转化率高等。

第6页:淀粉酸水解理论基础

淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生:水解反应、复合反应、分解反应。复合反应:葡萄糖分子间聚合生成龙胆二糖等。分解反应:葡萄糖→羟甲基糠醛→有机酸等。

第7页:糖蜜前处理

糖蜜是制糖生产时的结晶母液,总糖可达50%~75%。前处理方法:加酸通风沉淀法、加热加酸沉淀法、添加絮凝剂澄清处理法。

第8页:谷氨酸发酵糖蜜前处理

处理目的:澄清→脱钙→脱除生物素。方法:活性炭处理法、树脂处理法、亚硝酸处理法。

第9页:脱除生物素的方法

  • 添加化学药剂处理法:添加青霉素、表面活性剂等
  • 追加糖蜜法:在谷氨酸酶系统成熟时添加未处理糖蜜
  • 采用营养缺陷变异株:诱变生物素缺陷型菌株

第10页:石油代粮发酵

原料:正烷烃、轻油、甲醇、乙醇、醋酸等。特点:不耗粮食;反应不需高温高压耐腐蚀设备;耗氧产热;需保证产物安全无毒。

第11页:前体物质

前体指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接被微生物合成到产物分子中去,提高产量。青霉素生产中苯乙酸用量:13.8mg/ml左右,采用流加方法。

第12页:常用前体物质

常用前体物质及产率
氨基酸菌种前体物质产率(%)
嗜甘油棒状杆菌甘氨酸1.6
异常汉孙酵母氨茴酸0.8
麦角菌吲哚1.3

第13页:促进剂与抑制剂

促进剂:非细胞生长所必须,加入后提高产量。抑制剂:抑制某些产物合成。实例:链霉素、四环素等抗生素生产中的促进剂和抑制剂。

第14页:第二章小节

掌握:培养基的原料;培养基的营养成分;发酵培养基的选择;淀粉水解糖的制备。难点:淀粉水解理论基础;谷氨酸发酵的糖蜜前处理;生物合成的前体物质。

第15页:常见培养基配方举例

  • 营养琼脂培养基:牛肉膏3g,蛋白胨10g,NaCl5g,琼脂15-20g,水1000ml
  • 淀粉琼脂培养基(高氏1号):可溶性淀粉20g,KNO31g等
  • PDA培养基:马铃薯200g,蔗糖15g,琼脂15-20g,水1000ml

第16页:淀粉酸解反应动力学

反应速度常数k=α·CA·δ·λ,α:催化常数,CA:酸的体积摩尔浓度,δ:多糖的水解常数,λ:温度对水解速度影响的常数。

第17页:前体用量计算

例:6000单位/ml的青霉素G,需要多少苯乙酸?计算:青霉素=36mg/ml,苯乙酸=13.8mg/ml,实际使用转化率46-90%。

第18页:促进剂作用举例

有些促进剂是酶的诱导物;有些是表面活性剂,可改善细胞的透性;有些沉淀或螯合有害的重金属离子。

第19页:发酵促进剂与抑制剂列表

发酵过程的促进剂和抑制剂
抗生素被抑制的产物抑制剂
链霉素去甲基链霉素甘露糖
四环素去甲基金霉素乙硫氨酸

第20页:第二章思考题

思考题:1. 发酵培养基选择的原则?2. 淀粉水解糖制备方法比较?3. 糖蜜前处理的目的和方法?

第21页:培养基影响与控制

碳源浓度影响产物合成方向;氮源种类影响菌体生长和产物形成;磷酸盐浓度需亚适量控制。

第22页:第二章结束

End Thanks!

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