什么是种子培养基和发酵培养基..._培养基_细胞培养_细胞相关_知道

按用途培养基按其用途可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基三种。

a 孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基，对这种培养基的要求是能使菌体迅速生长，产生较多优质的孢子，并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。所以对孢子培养基的基本配制要求是：第一，营养不要太丰富（特别是有机氮源），否则不易产孢子。如灰色链霉在葡萄糖－硝酸盐－其它盐类的培养基上都能很好地生长和产孢子，但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后，就只长菌丝而不长孢子。第二，所用无机盐的浓度要适量，不然也会影响孢子量和孢子颜色。第三，要注意孢子培养基的pH和湿度。生产上常用的孢子培养基有：麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制成的琼脂斜面培养基。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，所以是较好孢子培养基。大米培养基的水分需控制在21%－50%，而曲房空气湿度需控制在90%－100%。

b 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”。所以种子培养基的营养成分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，这样可达到较高的溶解氧，供大量菌体生长繁殖。种子培养基的成分要考虑在微生物代谢过程中能维持稳定的pH，其组成还要根据不同菌种的生理特征而定。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，有利于菌体迅速生长，所以在种子培养基中常包括有机及无机氮源。最后一级的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。

c 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，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。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，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、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，则可考虑培养基用分批补料来加以满足。（

培养基成分和配比的选择培养基的组分（包括这些组分的来源和加工方法）、配比、缓冲能力，粘度，消毒是否易彻底，消毒后营养破坏程度，及原料中杂质的含量都对菌体的生长和产物形成有影响。但目前还不能完全从生化反应的基本原理来推断和计算出适合某一菌种的培养基配方。目前还只能是在生物化学、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，再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。最后再综合考虑各因素的影响，得到一个比较适合本菌种的生产配方，以求得到高产。为了加快试验时间，可考虑用“正式试验设计”等数学方法来确定培养基组分和浓度，它可以通过比较少的实验次数而得到较满意的结果。另外还可通过方差分析，了解哪个因素影响较大，以引起人们的注意。在考虑培养基总体要求时，要注意一些问题。第一，考虑碳源、氮源时，要注意快速利用的碳（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。第二，选用适当的碳氮比。培养基中氮比的影响极为明显。氮源过多，会使菌体生长过于旺盛，pH偏高，不利于代谢产物的积累，氮源不足，则菌体繁殖量少，从而影响产量，碳源过多，则容易形成较低的pH，若碳源不足，易引起菌体衰老和自溶。另外碳氮比不当还会影响菌体按比例地吸收营养物质，直接影响菌体的生长和产物的形成。菌体在不同的生长阶段，其对碳氮比的最适要求也不一样。一般碳源因为既作碳架又作能源，因此用量要比氮多。从元素分析来看，酵母菌细胞中碳氮比约为100：20，霉菌约为100：10；一般工业发酵培养基的碳氮比约为100：0.2－2.0；但在氨基酸发酵中，因为产物中含氮多，所以碳氮比就要相对高一些。例如谷氨酸生产中取碳氮比100：15－21，若碳氮比为100：0.5－2.0，则会出现只长菌体，而几乎不合成谷氨酸的现象。碳氮比随碳水化合物及氮源的种类以及通气搅拌等条件而异，很难确定一个统一的比值。第三，要注意生理酸、碱性盐和pH缓冲剂的加入和搭配。这是根据该菌种在现有工艺设备条件下，其生长合成产物时pH变化情况，以及最适pH控制范围等，综合考虑选用什么生理酸碱性物质及其用量，从而保证在整个发酵过程中pH都能维持在最佳状态（有时也可考虑用中间补料来控制pH）。培养基成分的用量的多少，大部分是根据经验而来。但有些主要代谢的产物因为它们的代谢途径比较清楚，所以可以根据物料平衡计算来加以确定，例如在酒精生产中可根据淀粉的用量计算洒精的理论产率。从上式可计算出青霉素G的理论得率为每克葡萄糖得1.1克青霉素G。在确定培养基中碳源数量时，还要考虑用于菌体生长和维持所需的消耗。在选择培养基所用的有机氮源时，特别要注意原料的来源、加工方法和有效成分的含量。有机氮源大部分为农副产品，其中所含的成分受产地、加工、贮藏等的影响较大，常会引起产量的波动。例如黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉等，它们的产地不同有机氮的成分和含量也不同，东北大豆含胱氨酸和蛋氨酸的量比华北、江南产的黄豆含量高，有利于链霉素的生产。又如豆饼粉加工有热榨和冷榨两种，它们对发酵产品的产量影响就各不相同。在酱油生产中采用热榨豆饼较好，因为热榨豆饼中水分含量少，蛋白质含量高，易破碎且使用方便。而链霉素生产却以冷榨豆饼为宜。两种处理方法的豆饼其所含成分见表7－6。低温贮藏可延长贮存期，若于室温存放，尤其是夏天，豆饼中的油酯等易氧化变质，影响微生物生物合成。发霉变质的饼粉对产量也有明显影响。国外为了稳定生产，把棉籽饼粉加工制得成分稳定的商品药用培养基，已用于青霉素等发酵生产。热榨豆饼和冷榨豆饼的主要成分含量成分加工方法水分（%）粗蛋白（%）粗脂（%碳水化合物（%）灰分（%）冷榨 12.12/46.45/6.12/26.24/5.44 热榨 3.38/47.94/ 3.74/22.84/6.31 糖蜜是制糖工业的副产物，其工艺有碳酸法和亚硫酸法，这两种工艺所得糖蜜的成分有所不同，见表7－7。即使同种工艺不同产地的甘蔗（土质、气候）和存放期不同都影响糖蜜的质量，所以它的有效成分波动甚大。用甜菜制作的糖蜜，转化糖含量低，PH呈碱性。甘蔗糖蜜转化糖含量，PH呈酸性。还有些发酵工厂用葡萄糖结晶后所得的母液作碳源。在制备培养基时水质的影响也应注意，各地区的深井水和自来水的质量有很大差别。其中微量元素的含量，对成分简单的孢子培养基或种子培养基有较大的影响。在制酒或啤酒工业中更要注意选择水瓶、控制水的硬度、含铁量、含氯量及氨态、硝酸态和亚硝酸态的氮含量，一般常用电渗析或离子交换树脂等进行水的纯化国。培养基的原料在大规模工业生产中用量很大。在选用时，应尽就近利用较丰富的廉价原料，设法降低成本。例如原来生产赖氨酸用山芋漃粉，后来改用山芋粉为碳源，这样不仅价廉，而且山芋粉中还含有生物素、镁盐等，当培养基改用山芋粉后，就将可省去原来要加的玉米浆，硫酸镁，并整个成本降低15%。有些原料在使用前要进行预处理。如一些谷物或山芋干等农产品。使用前要去除杂草、泥块、石头、小铁丁等杂物以免损坏粉碎机。又如要酒精、丙酮、丁醇等的生产中，淀粉原料使用量大，需要预先进行蒸煮、糊化，使酵母能有效地将其糖化。糊化程度与温度、时间有关，蒸煮温度过低使糊化不充分，影响糖化率；反之，则会发生焦化等情况，影响营养成分，甚至产生黑色素等有害物质。为了避免长时间的蒸煮，可将大块干薯加以粉碎过筛。国外生产抗生素用培养基均通过200目筛子。有些谷物如大麦、高粱、橡子等原料最好先云皮壳，这样一方面可防止㿹中有害物和单宁等带入发酵醪（液），影响微生物生长和产物形成；另一方面大量皮壳占去一定体积，降低了设备的利用率，且堵塞管道，增加流动阻力。在使用糖蜜时，在必要时，也要进行预处理。例如在柠檬酸生产时，为了去除糖蜜中铁离子，防止异柠檬酸的产生，要预先加入黄血盐云除铁离子。在酒精生产或酵母生产中若使用糖蜜，则需要预先进行稀释、酸化、灭菌、灯清和添加营养盐等处理。因为糖蜜中干物质浓度很大，糖分高、产酸细菌多，灰分和胶体物质也很多，酵母无法生长。展开

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