《发酵工艺学》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 发酵工业培养基设计与优化

88 第三章发酵工业培养基设计 第一节 发酵工业培养基的基本要求 第二节 发酵培养基的成分及来源 第三节 淀粉水解糖的制备 第四节 发酵培养基的设计原理与优化方法

第三章 发酵工业培养基设计 第一节 发酵工业培养基的基本要求 第二节 发酵培养基的成分及来源 第三节 淀粉水解糖的制备 第四节 发酵培养基的设计原理与优化方法

o 第一节 发酵培养基的基本要求 培养基：用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养基质

第一节 发酵培养基的基本要求 培养基：用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养基质

一、微生物培养基类型 8 1、按培养基成分 1)合成培养基 所用原科的化学成分明确、稳定 如葡萄糖、硫酸铵 。原料是一些天然动、植物产品 如花生饼粉、蛋白胨等 参 g 来源广泛（大多为农副产品）、营养丰富、价格低廉、 适于工业化生产 一般不需要另加微量元素、维生素等物质 由于成分复杂，不易重复，如对原料质量等方面不加 控制会影响生产稳定性

一、微生物培养基类型 1）合成培养基  所用原料的化学成分明确、稳定 如葡萄糖、硫酸铵  适于研究菌种基本代谢和过程的物质变化等科研工作； 在生产某些疫苗的过程中，为了防止异性蛋白质等杂质掺 入，也常用合成培养基；  营养单一、价格较高，不适于大规模生产 2）天然培养基  原料是一些天然动、植物产品 如花生饼粉、蛋白胨等  来源广泛（大多为农副产品）、营养丰富、价格低廉、 适于工业化生产  一般不需要另加微量元素、维生素等物质  由于成分复杂，不易重复，如对原料质量等方面不加 控制会影响生产稳定性 1、按培养基成分

2、 1)E H1301 2体 AIR 力效价测 发

2、按物理状态分 1）固体  适于菌种和孢子的培养与保存，也广泛应用于有子实 体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产；  近年来由于机械化程度的提高，在发酵工业上又开始 应用固体培养基进行大规模生产，其组分常用麸皮、大 米、小米、木屑、禾壳等。 2）半固体  琼脂0.5%-0.8%  主用于鉴定细菌、观察细菌运动特征及噬菌体的效价测 定等 3）液体 发酵工业大规模使用的培养基

3、按用途和生产流程分 基本培养基 孢子培养基 富集培养基 种子培养基 选择培养基 发酵培养基 鉴别培养基 基本培养基(MM):仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，称为基本培 养基。不同微生物的基本培养基是不相同的。 富集培养基(MM):富集培养中用到的培养基。如分离纤维素分解菌时，以纤维 素作为唯一碳源的培养基。 选择培养基：在培养基中加入抑制剂，去抑制标本中的杂菌生长，有助于所选择 的细菌种类的生长。例如培养肠道致病菌的SS琼脂，其中的胆盐能抑制革兰阳性 菌，枸橼酸钠和煌绿能抑制大肠埃希氏菌，因而使致病的沙门菌、志贺菌容易分 臺别培养基：利用细菌分解糖类和蛋白质的能力及其代谢产物的不同，在培养基 中加入特定的作用底物和指示剂，观察细菌生长过程中分解底物所释放的不同产 物，通过指示剂的反应不同来鉴别细菌。例如糖发酵管、克氏双糖铁琼脂(KI不 伊红-亚甲基蓝琼脂和动力-吲哚-尿素（MU)培养基等

3、按用途和生产流程分 基本培养基 富集培养基 选择培养基 鉴别培养基 孢子培养基 种子培养基 发酵培养基 鉴别培养基：利用细菌分解糖类和蛋白质的能力及其代谢产物的不同，在培养基 中加入特定的作用底物和指示剂，观察细菌生长过程中分解底物所释放的不同产 物，通过指示剂的反应不同来鉴别细菌。例如糖发酵管、克氏双糖铁琼脂（KIA）、 伊红-亚甲基蓝琼脂和动力-吲哚-尿素（MIU）培养基等。 选择培养基：在培养基中加入抑制剂，去抑制标本中的杂菌生长，有助于所选择 的细菌种类的生长。例如培养肠道致病菌的SS琼脂，其中的胆盐能抑制革兰阳性 菌，枸橼酸钠和煌绿能抑制大肠埃希氏菌，因而使致病的沙门菌、志贺菌容易分 离到。 基本培养基（MM）:仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，称为基本培 养基。不同微生物的基本培养基是不相同的。 富集培养基（MM）:富集培养中用到的培养基。如分离纤维素分解菌时，以纤维 素作为唯一碳源的培养基

1)孢子培养基 供菌种繁殖孢子的培养基，常用固体培养基。 孢子培养基基本要求： 基本要求是能使菌体迅速生长，产生较多优质孢子，且 不易引起菌种发生变异。 配制时需注意： A)营养不要太丰富（特别是有机氨源），否则不易产孢子。 如灰色链霉菌在葡萄糖硝酸盐的培养基上都能很好地生长和产生孢子， 但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后，就只长菌体而不产孢子 B)所用无机盐的浓度要适量，否则会影响孢子量和孢子颜色。 C)注意pH和培养基的湿度

孢子培养基基本要求： 配制时需注意： A）营养不要太丰富（特别是有机氮源），否则不易产孢子。 如灰色链霉菌在葡萄糖-硝酸盐的培养基上都能很好地生长和产生孢子， 但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后，就只长菌体而不产孢子 B）所用无机盐的浓度要适量，否则会影响孢子量和孢子颜色。 C）注意pH和培养基的湿度。 基本要求是能使菌体迅速生长，产生较多优质孢子，且 不易引起菌种发生变异。 供菌种繁殖孢子的培养基，常用固体培养基。 1）孢子培养基

常用孢子培养基： 麸皮培养基 ◆小米培养基 ◆ 大米培养基 ◆玉米碎屑培养基 ◆ 用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制的琼脂斜面培养 基 大米和小米常用作霉菌孢子培养基，因为它们含氮量少、 疏松、表面积大，是良好的孢子培养基

常用孢子培养基： ◆ 麸皮培养基 ◆ 小米培养基 ◆ 大米培养基 ◆ 玉米碎屑培养基 ◆ 用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制的琼脂斜面培养 基 大米和小米常用作霉菌孢子培养基，因为它们含氮量少、 疏松、表面积大，是良好的孢子培养基

o 2)种子培养基 供孢子发芽、生长和菌体繁殖的培养基

2）种子培养基 供孢子发芽、生长和菌体繁殖的培养基

。营养要求比较丰富和完全，氮源和维生素的含量也要高 些，但总浓度以略稀薄为好，这样可达较高的溶解氧，供大 量菌体生长和繁殖。 。种子培养基的成分要考虑在代谢过程中能维持稳定的H, 其成分还要根据不同菌种的主要特征而定。 。一般种子培养基都用营养丰富而完全的天然有机氮源，因 为有些氨基酸能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用，有利菌 体的迅速生长，所以在种子培养基中常包括有机氮源和无机氮 源。 最后一级的种子培养基的成分最好能较接近于发酵培养 基，这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应，快速生长

 营养要求比较丰富和完全，氮源和维生素的含量也要高 些，但总浓度以略稀薄为好，这样可达较高的溶解氧，供大 量菌体生长和繁殖。  种子培养基的成分要考虑在代谢过程中能维持稳定的pH， 其成分还要根据不同菌种的主要特征而定。  一般种子培养基都用营养丰富而完全的天然有机氮源，因 为有些氨基酸能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用，有利菌 体的迅速生长，所以在种子培养基中常包括有机氮源和无机氮 源。  最后一级的种子培养基的成分最好能较接近于发酵培养 基，这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应，快速生长

3)发酵培养基 发酵培养基的定义：是提供微生物生长繁殖和大量合成各种代 谢产物所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 即：供菌体生长、繁殖和合成大量代谢产物用的培养基。 ©既要使种子接入后能迅速生长，达到一定的菌体浓度，又 要使长好的菌体能迅速合成所需产物。因此，发酵培养基的 组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有合成产 物所需的特定元素、前体和促进剂等。 但若因生长和合成产物所需的总的碳源、氮源和其他营养 物质总的浓度太高，或生长和合成产物两个阶段各需的最佳 条件有求不同时，则可考虑培养基用分批补料工艺来加以满 足

3）发酵培养基  既要使种子接入后能迅速生长，达到一定的菌体浓度，又 要使长好的菌体能迅速合成所需产物。因此，发酵培养基的 组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有合成产 物所需的特定元素、前体和促进剂等。 发酵培养基的定义：是提供微生物生长繁殖和大量合成各种代 谢产物所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 即：供菌体生长、繁殖和合成大量代谢产物用的培养基。  但若因生长和合成产物所需的总的碳源、氮源和其他营养 物质总的浓度太高，或生长和合成产物两个阶段各需的最佳 条件有求不同时，则可考虑培养基用分批补料工艺来加以满 足