模块六微生物培养基.ppt

模块六微生物培养基,一、微生物培养基的类型及功能,1、培养基的类型,（1）按纯度：合成培养基，天然培养基（复合培养基）。,（2）按物理状态：固体、半固体和液体培养基。,（3）按用途分类：孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。,种子培养基、发酵培养基和补料培养基的特点,种子培养基,种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌体长得粗壮，成为活力强的“种子”。,种子培养基的组成特点：,营养成分要求比较丰富和完全，应提供易利用的速效碳、氮源，如葡萄糖、玉米浆、酵母膏、蛋白胨和硫酸铵。,磷酸盐浓度可以适当高一些；,总浓度以略稀薄为好，这样可达到较高的溶解氧，供大量菌体生长繁殖。,最后一级种子培养基的成分最好能较接近发酵培养基，这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应，快速生长。,种子培养基、发酵培养基和补料培养基的特点,发酵培养基,发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长，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。,发酵培养组成特点：,组成应丰富、完全，注意速效和迟效碳、氮源的互相搭配，少用速效营养，多加迟效营养；,注意适当的碳氮比，加缓冲剂稳定pH值；,要有菌体生长所必需的生长因子和产物合成所需的特定元素、前体和促进剂等。,种子培养基、发酵培养基和补料培养基的特点,补料培养基的特点：,仍属发酵培养基范畴，但是与一般发酵培养基不同之处在于：,当生长和生物合成产物需的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高；或生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同时，则可考虑采用补料培养基。,二、发酵培养基的成分及来源,1、工业常用的碳源,葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精、油和脂肪、有机酸。,2、工业常用的氮源,有机氮源、无机氮源,生理酸碱性物质：无机氮源经微生物生理作用（代谢）后能形成酸碱性物质,3、无机盐及微量元素,低浓度对微生物生长和产物合成有促进作用，在高浓度时常表现出明显的抑制作用。生产中要通过试验预先了解菌种对无机盐和微量元素的最适需求量，以稳定或提高产量。,4、生长因子、前体物质、产物抑制剂和促进剂,发酵培养基中某些成分的加入有助于调节产物的形成，而并不促进微生物的生长，,三、培养基的设计及优化,1.培养基设计及优化步骤,根据前人的经验和确定培养基成分时必须考虑的问题来初步确定可能的培养基成分；,通过单因子实验最终确定最为适宜的培养基成分；,采用一些合理的实验设计方法对培养基各成分之间配比（复配）进行优化，确定最适浓度。,培养基的设计及优化,2.培养基对菌体生长和产物形成影响因素,培养基的组分；配比、缓冲能力；粘度；消毒是否易彻底；消毒后营养物质破坏的程度；原料中杂质的含量等。,培养基配方设计,在生物化学、细胞生物学等的基本理论指导下，参照前人所使用的较适合于某一类菌种的经验配方；,培养基的设计及优化,结合所用菌种和产品的特性，采用摇瓶、玻璃罐等小型发酵设备，对碳源、氮源、无机盐和前体等进行逐个单因子试验；,观察这些因子对菌体生长和产物合成量的影响。,3.培养基成分选择的原则,根据微生物的培养需要（菌体的同化能力）；,培养基成分选择的原则,代谢的阻遏和诱导,合适的C/N,渗透压、pH值、氧化还原电位,培养基配方的优化,4.培养基配方的优化,理论转化率的计算,实验设计：正交试验设计；响应面分析法,5.培养基设计在发酵过程优化控制中的作用和地位（P117）,培养基配方的优化,一个适宜于大规模发酵的培养基具有的共同特点：,培养基能够满足产物最经济的合成；,发酵后形成的副产物尽