工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基的作用滿足菌體的生長(zhǎng)促進(jìn)教學(xué)課件

工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基的作用滿足菌體的生長(zhǎng)促進(jìn)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基的作用滿足菌體的生長(zhǎng)促進(jìn)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基的作用滿足菌體的生長(zhǎng)促進(jìn)第二章培養(yǎng)基及制備第一節(jié)工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基的作用：滿足菌體的生長(zhǎng)促進(jìn)產(chǎn)物的形成一、工業(yè)上常用的碳源（carbonsource）1.谷物淀粉（玉米、馬鈴薯、木薯淀粉）—應(yīng)用最廣。使用條件：微生物必須能分泌水解淀粉、糊精的酶類。3.糖蜜（制糖工業(yè)上的廢糖蜜或結(jié)晶母液）甘蔗糖蜜（canemolasses）包括甜菜糖蜜（beetmolasses）

糖蜜使用的注意點(diǎn)：除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進(jìn)行預(yù)處理。二、工業(yè)上常用的氮源（nitrogensource）1.無(wú)機(jī)氮(迅速利用的氮源)種類：氨水、銨鹽或硝酸鹽、尿素選擇合適的無(wú)機(jī)氮源有兩層意義：

滿足菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程中的pH無(wú)機(jī)氮源的影響：硫酸銨>硝酸銨>硝酸鈉>尿素毛霉產(chǎn)蛋白酶的研究2.有機(jī)氮：來(lái)源：一些廉價(jià)的原料，如玉米漿、豆餅粉、花生餅粉、魚(yú)粉、酵母浸出膏等。成分復(fù)雜：除提供氮源外，還提供大量的無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。三、無(wú)機(jī)鹽（inorganicmineral）硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物及一些微量元素。四、生長(zhǎng)因子（growthfactor）微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物質(zhì)。如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素。生物素作用:(1)主要影響細(xì)胞膜通透性。（2）影響菌體的代謝途徑。谷氨酸產(chǎn)生菌為生物素缺陷型。要達(dá)到菌體生長(zhǎng)需要的“亞適量”。2.提供生長(zhǎng)因子的農(nóng)副產(chǎn)品原料（1）玉米漿：（cornsteepliquor,CSL）最具代表性。（2）麩皮水解液（3）糖蜜（4）酵母

第二節(jié)淀粉水解糖的制備在工業(yè)生產(chǎn)中，將淀粉水解為葡萄糖（glucose）的過(guò)程稱淀粉的糖化，制得的溶液叫淀粉水解糖。

一、淀粉水解制糖的意義大多數(shù)微生物不能直接利用淀粉（所有的氨基酸生產(chǎn)菌不能直接利用）2.有些微生物能夠直接利用淀粉作原料，但必須在微生物產(chǎn)生淀粉酶后才能進(jìn)行，過(guò)程緩慢，發(fā)酵周期延長(zhǎng)。3.若直接利用淀粉作原料，滅菌過(guò)程的高溫會(huì)導(dǎo)致淀粉結(jié)塊，發(fā)酵液粘度劇增。二、淀粉水解糖的制備方法及原理（一）酸解法（acidhydrolysismethod）以酸為催化劑，在高溫高壓下使淀粉水解生成葡萄糖的方法。

1.水解過(guò)程：總反應(yīng)式：(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6過(guò)程：(C6H10O5)n(C6H10O5)xC12H22O11C6H12O6淀粉糊精麥芽糖葡萄糖H+對(duì)作用點(diǎn)無(wú)選擇性，-1,4-糖苷鍵和-1,6-糖苷鍵均被切斷。2.葡萄糖的復(fù)合反應(yīng)和分解反應(yīng)在水解過(guò)程中，由于受到酸和熱的作用，一部分葡萄糖會(huì)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)和分解反應(yīng)。

淀粉

葡萄糖復(fù)合二糖5‘－羥甲基糠醛復(fù)合低聚糖有機(jī)酸、有色物質(zhì)損失葡萄糖量7％<1％復(fù)合反應(yīng)分解反應(yīng)鹽酸不利影響：（1）降低了葡萄糖的收率。（2）給產(chǎn)物的提取和糖化液的精制帶來(lái)困難。復(fù)合反應(yīng)：生成的多數(shù)復(fù)合糖不能被微生物利用，使發(fā)酵結(jié)束時(shí)殘?zhí)歉?。分解反?yīng)：生成的5‘－羥甲基糠醛是產(chǎn)生色素的根源，增加了糖化液精制脫色的困難。如何控制分解反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)的發(fā)生？（1）淀粉乳濃度（2）酸濃度不能過(guò)高（3）溫度3.評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，水解時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備周轉(zhuǎn)快。缺點(diǎn)：（1）副產(chǎn)物多，影響糖液純度，一般DE值只有90％左右。（2）對(duì)淀粉原料要求嚴(yán)格，不能用粗淀粉，只能用純度較高的精制淀粉。DE值：dextroseequivalentvalue（葡萄糖當(dāng)量值）表示淀粉糖的含糖量。還原糖含量（％）DE值＝100％干物質(zhì)含量（％）（二）酶解法（enzymehydrolysismethod）用專一性很強(qiáng)的淀粉酶及糖化酶將淀粉水解為葡萄糖的工藝。

分兩步：（1）液化：用-淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖（2）糖化：用糖化酶（又稱葡萄糖淀粉酶）將糊精和低聚糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖。所以，淀粉的液化和糖化均在酶作用下進(jìn)行，又稱雙酶法(doubleenzymehydrolysismethod)。液化（liquification）－淀粉酶水解底物內(nèi)部的－1,4糖苷鍵，不能水解－1,6糖苷鍵，一般采用耐高溫淀粉酶，使液化速度加快。85－90。液化程度的控制（液化后需糖化的原因）糖液的DE值低（α-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷鍵）液化在較高溫度下進(jìn)行，液化時(shí)間加長(zhǎng)，淀粉老化，使糖化酶難以利用。糖化酶水解的底物分子要求有一定的大小范圍。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，DE值在2030之間為好，液化終點(diǎn)可通過(guò)碘液判斷，此時(shí)呈棕色。2.糖化（saccharification）糖化酶從非還原性末端水解-1,4糖苷鍵和-1,6糖苷鍵。終點(diǎn)確定：DE值達(dá)最高時(shí)，停止酶反應(yīng)。3.評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：（1）反應(yīng)條件溫和，不需高溫、高壓設(shè)備。（2）副反應(yīng)少，水解糖液純度高。（3）對(duì)原料要求粗放，可用粗原料并在較高淀粉乳濃度下水解。（4）糖液顏色淺，質(zhì)量高。缺點(diǎn)：（1）生產(chǎn)周期長(zhǎng)，一般需要48小時(shí)。（2）需要更多的設(shè)備，且操作嚴(yán)格。（三）酸酶結(jié)合法（acid-enzymehydrolysismethod）集酸解法和酶解法的優(yōu)點(diǎn)而采取的生產(chǎn)工藝。根據(jù)原料淀粉性質(zhì)分：酸酶法：先將淀粉酸水解成糊精和低聚糖，再用糖化酶將其水解為葡萄糖。適用：淀粉顆粒堅(jiān)硬（如玉米、小麥）的原料，若用-淀粉酶液化，短時(shí)間液化，反應(yīng)往往不徹底。2.酶酸法：先用-淀粉酶液化，再用酸水解。適用：顆粒大小不一（如碎米淀粉）的淀粉原料，若用酸法，則水解不均勻。（四）不同糖化工藝的比較項(xiàng)目酸解法酸酶結(jié)合法酶解法DE值919598羥甲基糠醛（％）0.30.0080.003色度100.30.2淀粉轉(zhuǎn)化率909598工藝條件高溫加壓高溫加壓常溫過(guò)程耗能多多少副產(chǎn)物多中少生產(chǎn)周期短中長(zhǎng)設(shè)備規(guī)模小中大防腐要求高較高低適合發(fā)酵工藝情況差中有利第三節(jié)糖蜜原料一、糖蜜的分類及組成含糖量含氮量1.分類：canemolasses高低beetmolasses低高2.組成：粘稠、黑褐色、半流動(dòng)狀液體。組成各不相同。二、糖蜜的預(yù)處理澄清：加酸，加絮凝劑（石灰）脫鈣：加Na2CO3降低生物素含量（谷氨酸發(fā)酵中）（1）去除生物素：活性炭及樹(shù)脂吸附（2）拮抗生物素：加表面活性劑（Tween60），

阻止油酸合成（3）加青霉素：使細(xì)胞壁不完整菌種方面：使用油酸或甘油缺陷型。6、最大的驕傲于最大的自卑都表示心靈的最軟弱無(wú)力?！官e諾莎

7