微生物培养基下.pptx

成分&最佳配比从生化反应的基本原理来推断和计算？经验配方实验4.3.1培养基成分选择的原则4.3.2培养基的优化（正交实验）4.3.3培养基设计时注意的一些相关问题4.3.1.1菌种的同化能力淀粉水解糖：N源：许多微生物缺乏蛋白酶，不能直接利用蛋白质等作氮源，可先将蛋白质人工水解为氨基酸液。常用的蛋白质水解液:在配制培养基时，应根据微生物的特性和培养目的，注意快速利用的碳(氮)源和慢速利用的碳(氮)源的相互配合，发挥各自的优势,避其所短。葡萄糖效应：速效碳源葡萄糖被菌体利用时产生的分解代谢产物会阻遏或抑制某些产物合成所需的酶系的形成或酶的活性。种子培养基所含的速效碳氮源往往比作为发酵培养基多。酶制剂生产：对许多诱导酶来说，易被利用的碳源不利于产酶，而难被利用的碳源(如淀粉、糊精等)对产酶是有利的。因而淀粉糊精等多糖也是常用的碳源，特别是在酶制剂生产中几乎都选用淀粉类原料作为碳源。能分泌蛋白酶的菌株，在有机氮源上可很好生长。同一菌株在不同的生长阶段对氮源的利用能力不同，在生长早期利用容易同化的铵盐和氨基氮，在生长中期则由于代谢酶系已形成则利用蛋白质的能力增强。有些产物会受氮源的诱导与阻遏，蛋白酶生产尤为明显。通常蛋白酶的生产受蛋白质或多肽的诱导，而受铵盐、硝酸盐、氨基酸的阻遏。这时在培养基氮源选取时，应考虑以有机氮源(蛋白质类)为主。4.3.1.3合适的C、N比4.3.1.4pH的要求4.3.2培养基的优化具体分为四步:举例:确定赖氨酸产生菌FB31发酵培养基成分玉米浆、豆饼水解液、硫酸铵适宜浓度及其对发酵的影响。解:利用正交设计安排实验并分析结果。(1)、确定因子和水平，列出因子水平表根据经验，豆饼水解液、玉米浆和硫酸铵的浓度变化见表，共3个因子每个因子取三个水平。K1,k2,k3之间的差异是由于各因子取三个不同的水平导致.(3)实验结果及分析正交实验结果的统计分析方法有极差分析法与方差分析法两种。3、培养基设计在发酵过程优化控制中的作用和地位控制菌体的生长，使产物合成酶系形成。这一阶段虽时间较短，但很关键，因为酶系的形成往往是不可逆的。必须从代谢调控机制入手，分析制约产物合成的调控机制，分析营养和环境条件，找出主要控制因素，保证菌体长好后，处于最佳产物合成状态。控制产物的合成。该阶段酶系相对稳定，这就有可能分析底物浓度对反应速度的影响，找出影响最显著的底物，建立动力学方程，进行优化控制，并保证其他底物浓度能维持在一个恰当的水平，使产物的合成过程最经济。往往过分强调反应速度的控制，即仅从动力学角度研究优化控制问题，常采用的方法是对众多影响因素进行了简化，归结为某一主要因素，并以此建立起动力学模型，进一步在此基础上运用数学方法进行过程优化。这种研究方法经得起实践考验的不多。其原因也正是对菌体生长阶段和产物形成阶段的控制差异点和重要性考虑不足，对生长阶段的控制本质研究得不透彻。对于生长阶段的控制，适宜的培养基配制是最重要的手段，也可以说是成功的关键。生长阶段控制必须找出影响产物分泌最适酶系形成的关键因子加以控制。目前已经有一些非常成功的报道，最典型的是谷氨酸发酵中控制生物素的亚适量。4.3.3培养基设计时注意的一些相关问题（一）原料及设备的预处理例2：国外抗生素用的培养基均要通过200目的筛子。例3：大麦、高梁、橡子等最好先去皮,以防皮壳中有害物质如单宁等带入发酵液；另一方面大量的皮壳占去一定的体积，降低了设备的利用率，易堵塞管道，增加流动阻力。糖蜜含有大量无机盐、胶体物质和灰分，必须进行预处理。（二）原材料的质量选择有机氮源时，特别要注意原料的来源、加工方法和有效成分的含量以及储存方法，有机氮源大部分为农副产品，其中所含的成分受产地、加工、储存等的影响较大。因此，原料要定点采购，不要随意更换厂家，一般不要随意更换原料。例如：黄豆饼粉虽然加工方法都是压榨法,但所用的压榨温度可以是低温(40~50℃)、中温(80~90℃)、高温(100℃以上)。黄豆饼粉不同的加工方法对抗生素发酵的影响很大,如在红霉素生产时应该用热榨的黄豆饼粉,而在链霉素发酵时应该用冷榨的黄豆饼粉。（三）发酵特性的影响