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第二章 培养基及其制备 重点:培养基的原料;培养基的营养成分;发酵培养基的选择;淀粉水解糖的制备;

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1 第二章 培养基及其制备 重点:培养基的原料;培养基的营养成分;发酵培养基的选择;淀粉水解糖的制备;
第二章 培养基及其制备 重点:培养基的原料;培养基的营养成分;发酵培养基的选择;淀粉水解糖的制备; 难点:淀粉水解理论基础;生物合成的前体物质

2 第一节 培养基的原材料 一、培养基的营养成分及用途 微生物的养料来源 光 光能自养 功能:生长、繁殖需要; 氢、硫、氨 自养菌
光 光能自养 氢、硫、氨 自养菌 Ⅰ.能源 亚硝酸盐、亚铁盐 化能自养 碳水化合物等有机物 石油天然气和石油化工产品 异养菌 功能:生长、繁殖需要;

3 碳酸气 淀粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等 石油、正构石蜡、天然气 醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品 Ⅱ.碳源
功能:提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础; 豆饼或蚕蛹水解液、味精废液 Ⅲ.氮源 玉米浆、酒糟水等有机氮 尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐等无机氮、气态氮 功能:构成菌体、含氮代谢物; Ⅱ.碳源

4 磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐 Ⅳ.无机盐 铁、锰、钴等微量元素
功能:构成菌体,参与酶的组成,维持酶活性,调节渗透压,调节pH值,维持氧化还原电位; Ⅴ.特殊生长因子:硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等 功能:酶的辅助部分,维持生命活动; Ⅵ.水分 功能:生化反应均在水溶液中进行

5 ①天然培养基;(麦芽汁、玉米粉、麸皮、锯末等)
二、培养基的类型 1.依营养物质的来源分类 ①天然培养基;(麦芽汁、玉米粉、麸皮、锯末等) ②合成培养基; (高氏培养基、察氏培养基等 ) ③半合成培养基; (牛肉膏蛋白胨、土豆葡萄糖培养基) 2.依培养基制成的形式分: ①液体培养基; ②固体培养基; 3.依培养基主要成分和使用目的来分 ①基础培养基 ②完全培养基

6 ③鉴别培养基(pH指示剂:不同微生物颜色) 4.根据生产工艺来分 ①孢子培养基
④选择培养基(如加抗生素) 4.根据生产工艺来分 ①孢子培养基 ②种子培养基 ③发酵培养基 附:培养基配方举例

7 肉汤培养基 1、成份:牛肉膏 5克 蛋白胨 10克 氯化钠 5克 2、制法: (1)于1000毫升水中,加入上述成分,混合加热溶解。
1、成份:牛肉膏 5克 蛋白胨 10克 氯化钠 5克 2、制法: (1)于1000毫升水中,加入上述成分,混合加热溶解。 (2)用1mol氢氧化钠矫正pH7.2~7.6,煮沸3~5分钟。用滤纸滤过,补足失掉的水分。 (3)分装于烧瓶或试管中,瓶口或管口塞好棉塞包装后,高压蒸气灭菌,121℃灭菌20分钟。 (4)灭菌后放于阴凉处,或放冷后存于冰箱中备用。

8 土豆葡萄糖琼脂培养基 土豆 500g 葡萄糖 20.0g 琼脂 20.0g
称取500克土豆,去皮切成丁,立即加入1000ml水,充分煮沸,用棉布过滤。滤液用水定容至1000ml,再加入其它成分。高压灭菌:115℃,20分钟。

9 发酵培养基的用途与要求、成分、配比经实验确定,配制时兼顾原料来源、成本及工艺管理;
三、发酵培养基的选择 发酵培养基的用途与要求、成分、配比经实验确定,配制时兼顾原料来源、成本及工艺管理; 工业上确定发酵培养基的方法: 1、了解菌种的营养要求; 2、了解菌种的培养条件; 3、先进行小试验,摸索菌种对碳源和氮源的 利用情况。

10 四、原料转换及意义 发酵培养基中所用原材料,大部分属于粮食、油脂、蛋白质和农用肥料,其中山芋粉、玉米粉、淀粉、糊精、麦芽糖等都是可供人畜食用的粮食、油料或以粮食为原料的产品;我国人口众多,发酵产品的品种和产量与日俱增,每年都要消耗大量粮食、油料和蛋白质原料。 原则:以废代好(废糖蜜、农业废料等) 以可再生代替不可再生(野生植物淀粉、纤维水解物) 节约原料:使发酵稳定、高产

11 第二节 淀粉水解糖的制备 多数微生物不能直接利用淀粉 淀粉水解糖已应用于谷氨酸发酵等工业 淀粉水解后的糖液主要是葡萄糖,少量二糖、低聚糖等
提高出糖率、糖的质量

12 一、淀粉水解糖的制备方法 1.酸解法:以酸为催化剂,高温高压转化 优点:简单、设备少、时间短 缺点:设备易腐蚀、要耐高温高压,有副反应;淀粉粒小、浓度不能太高。 水解条件:第19页 2.酶解法:淀粉酶,包括液化(α-淀粉酶)和糖化(糖化酶)两步 水解条件:第20页

13 双酶水解法制葡萄糖的优点 : 双酶水解法制葡萄糖的缺点: (1)淀粉水解是在酶的作用下进行的,酶解的反应条件比较温和。
(2)酶作用的专一性强,淀粉的水解副反应少,因而水解糖液纯度高,淀粉的转化率高。 (3)可在较高淀粉浓度下水解(40%比酸水解高一倍)。 (4)由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶,糖液的营养物质较丰富,发酵培养基的组成可简化。 (5)用酶法制得的糖液颜色浅、较纯净、无苦味、质量高,有利于糖液的精制。 双酶水解法制葡萄糖的缺点: 时间长(2-3天)、设备多、条件(适合酶水解)较多、过滤困难

14 ①酸酶法:先将淀粉酸水解为糊精或低聚糖,再用糖化酶水解为葡萄糖。
3.酸酶结合法 ①酸酶法:先将淀粉酸水解为糊精或低聚糖,再用糖化酶水解为葡萄糖。 应用:玉米、小麦等谷类淀粉,坚实。 ②酶酸法:先用ɑ-淀粉酶液化,再用酸水解为葡萄糖。 应用:碎米淀粉等,酸水解不均匀。

15 不同糖化工艺所得糖化液 质量比较

16 淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生:水解反应、复合反应、分解反应;其中水解反应是主要的。
二、淀粉酸水解理论基础 淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生:水解反应、复合反应、分解反应;其中水解反应是主要的。 在淀粉糖化过程中,这三种化学反应的关系如下: 淀粉 葡萄糖 复合二糖 5‘-羟甲基糠醛 复合低聚糖 有机酸、有色物质等 复合 盐酸 水解 分解

17 淀粉:直链(a-1,4键缩合)、支链(a-1,6键缩合),聚合度高
1、淀粉的水解反应及其影响因素 淀粉:直链(a-1,4键缩合)、支链(a-1,6键缩合),聚合度高 α-淀粉酶 :又称为淀粉液化酶,只作用于淀粉α-1,4葡萄糖苷健,其作用特点是可以快速将长链的淀粉水解成短链糊精; 淀粉α-1,4;1,6葡萄糖苷酶,又称为糖化酶,可以水解淀粉分子的α-1,4;或α-1,6葡萄糖苷健,其作用特点是,淀粉的分子链越短水解速度越快,水解产物为葡萄糖。 酸的种类:盐酸>硫酸>磷酸 酸水解主要因素 酸浓度:高利于水解,但应适当 水解温度:温度加速水解

18 复合反应:葡萄糖分子间经1-6糖苷键结合成龙胆二糖(有苦味)、异麦芽糖和其他低聚糖(合称复合低聚糖)。
2、葡萄糖的复合反应及其影响因素 复合反应:葡萄糖分子间经1-6糖苷键结合成龙胆二糖(有苦味)、异麦芽糖和其他低聚糖(合称复合低聚糖)。 在淀粉的酸水解过程中,水解生成的葡萄糖受酸和热的影响,葡萄糖分子之间通过糖苷键相聚合,生成二糖、三糖及其他低聚糖。 影响复合反应的因素: 1)淀粉浓度的影响:淀粉乳浓度高,水解所得葡萄糖浓度也高,复合反应也强。 2)酸的影响:酸浓度高,复合反应强;盐酸>硫酸>草酸

19 3、葡萄糖的分解反应及其影响因素 影响因素: 分解反应:葡萄糖→5‘-羟甲基糠醛→有机酸(乙酰丙酸、蚁酸)、色素等。
(1)浓度:表2-9、葡萄糖浓度高, 5‘-羟甲基糠醛生成量大; (2)pH值:表2-11、pH为3时5‘-羟甲基糠醛生成量最小; (3)反应时间:表2-10、时间延长,5‘-羟甲基糠醛生成量增大;

20 第三节 糖蜜前处理 一、糖蜜的来源与特点 甘蔗厂、甜菜厂的副产物; 非结晶糖,可发酵,无需糖化; 甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜的成分:表2-12
第三节 糖蜜前处理 一、糖蜜的来源与特点 甘蔗厂、甜菜厂的副产物; 非结晶糖,可发酵,无需糖化; 甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜的成分:表2-12 总糖含量50%左右 胶体物质约10% 灰分约10%

21 Bx(玻利克斯,锤度):表示溶液的比重的方法
定义:某一溶液的Bx,表示该溶液的比重和相同浓度(为Bx%)的蔗糖溶液的比重相等。

22 二、糖蜜前处理的方法 处理目的: a.除去胶体性物质,降低糖蜜的粘度,提高发酵液的流动性, 有利于改善发酵过程中氧的传递。 b.脱色,除去有色物质,色素对产品的质量有影响,对微生物的生长和代谢有影响。 c.中和过量的酸碱性物质,除去部分对pH值有影响的缓冲性物质。

23 处理方法: 1.加酸通风沉淀法(冷酸通风处理法) 程序:稀释—加酸—通气—静置—取上清制备糖液 2.加热加酸沉淀法(热酸通风沉淀法) 程序:稀释—加酸—加热、通气—静置—取上清制备糖液 糖蜜经酸化后主要是除去糖蜜中胶体性物质,通风的目的是除去一些挥发性物质。

24 3.添加絮凝剂澄清处理法(聚丙烯酰胺) 程序:稀释—加酸—加热、加絮凝剂—静置—取上清制备糖液 聚丙烯酰胺( PAM)作为絮凝剂,可以促进大分子物质的沉降,有利于糖蜜的澄清。 工艺过程: 原溶液(稀释)----40Bx ---调pH值(3—3.8)---絮凝、加热到90℃-- 静置 絮凝剂的用量:8mg/L,静置时间:1小时

25 三、谷氨酸发酵糖蜜前处理 糖蜜中生物素含量高,不适合谷氨酸发酵 1.糖蜜预处理法 ①活性炭处理法 ①添加青霉素法:破坏细胞壁结构
②树脂处理法 ③亚硝酸处理法 2.添加化学药剂处理法 ①添加青霉素法:破坏细胞壁结构 ②添加表面活性剂:改变细胞膜的通透性 ③添加抗氧剂法

26 3.追加糖蜜法 生物素只对谷氨酸产生菌初期有作用,待菌酶系生长完全后,生物素无作用,因此,可先用无生物素的糖蜜发酵,在用不经处理的糖蜜。 4.营养缺陷型突变株法: 将生物素缺陷型转变为其他类型的缺陷型,如油酸缺陷型、组氨酸缺陷型等,生物素对它没影响。

27 第四节 纤维素代粮发酵 一、石油代粮发酵 20世纪中期研究较热 石油消耗加速,价格上升 微生物可利用石油的各种馏分 二、纤维素代粮发酵
第四节 纤维素代粮发酵 一、石油代粮发酵 20世纪中期研究较热 石油消耗加速,价格上升 微生物可利用石油的各种馏分 二、纤维素代粮发酵 1、纤维素的结构 D-吡喃葡萄糖环;β-1,4糖苷键;直链多糖 两相共存学说:结晶区(分子链有序、紧密)、无定形区(分子链疏松) 酶催化降解:成本高,但发展前景好

28 第五节 前体物质、促进剂 一、生物合成的前体物质
第五节 前体物质、促进剂 一、生物合成的前体物质 前体指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。 特别是对于某些氨基酸、核苷酸和抗生素的发酵生产,添加一定量的前驱物质(前体)其作用是非常明显的。 前体物质还可避免氨基酸合成途径中的反馈抑制。

29 青霉素:分子量 苯乙酸:分子量136 作用:前体有助于提高产量 用量:前体的用量可以按分子量衡算,具 体使用有个转化率的问题

30 例:发酵生产6000单位/ml的青霉素G,需要添加多少苯乙酸? 青霉素=6000*0.6(微克)=36mg/ml
实际使用时的转化率在46-90%之间 用法: 1)前体使用时普遍采用流加的方法 2)前体一般都有毒性,浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸,一般基础料中仅仅添加0.07% 3)前体相对价格较高,添加过多,容易引起挥发和氧化,流加也有利于提高前提的转化率

31 氨基酸发酵的前体物质 氨基酸 菌种 前体物质 产率(%) 丝氨酸 色氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸 苏氨酸 嗜甘油棒状杆菌 异常汉孙酵母 麦角菌
脱氮极毛杆菌 粘质赛氏杆菌 阿氏棒状杆菌 谷氨酸小球菌 甘氨酸 氨茴酸 吲哚 硫代丁酸 α-氨基丁酸 D-苏氨酸 高丝氨酸 1.6 0.8 1.3 1.1 1.5 2.0

32 二、发酵过程的促进剂和抑制剂 所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。 所谓抑制剂是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能抑制某种抗生素的合成。

33 促进剂提高产量的机制还不完全清楚,其原因是多方面的:
1、有些促进剂本身是酶的诱导物; 2、有些促进剂是表面活性剂,可改善细胞的透性,改善细胞与氧的接触从而促进酶的分泌与生产,也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用; 3、有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。

34 抗生素的抑制剂 抗生素 被抑制的产物 抑制剂 链霉素 去甲基链霉素 四环素 去甲基金霉素 头孢菌素C 利福霉素 甘露糖链霉素 金霉素
头孢霉素N 其他利福霉素 甘露聚糖 乙硫氨酸 溴化物、硫脲 硫胺化合物 L-蛋氨酸 巴比妥药物

35 第六节 培养基灭菌 重点:消毒与灭菌的区别;灭菌方法;加热灭菌的原理;影响培养基灭菌的其他因素;培养基灭菌时间计算;分批灭菌和连续灭菌比较;
难点:培养基灭菌时间计算;

36 一、消毒与灭菌的区别: 所谓灭菌就是杀死一切微生物,包括微生物的营养体和芽孢。 消毒是指消灭一切致病微生物(病原体)。 二、消毒与灭菌在发酵工业中的应用 牛奶巴氏消毒法:80-95℃,10min 发酵培养基的灭菌:121℃,20min

37 三、灭菌方法: 1、干热灭菌:灼烧灭菌;加热方式有电热、红外线加热等;相对与湿热灭菌,干热要求时间长,温度高(一般160℃,2hr) 1)火焰焚烧法:接种环、试管口等 2)干烤法:利用热空气灭菌 用法:160℃,2小时 特点:由于空气传热穿透力差,菌体在脱水状态下不易杀死。所以温度高、时间长。

38 2、湿热灭菌:蒸气释放热量,使微生物蛋白质变性。
特点:温度低、时间短、灭菌效果好 原因: 1) 菌体内含水量越高,则凝固温度越低; 2) 蒸汽冷凝会放出潜热; 3) 饱和水蒸汽穿透力强; 4) 湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定 性,主要破坏氢键结构。

39 湿热灭菌优点: 1)蒸气来源易,低价无毒; 2)蒸气穿透力强灭菌彻底; 3)蒸气冷凝释放热量; 4)蒸气易输送,易调节,易管理。 湿热灭菌缺点: 1)设备费用高; 2)不能用于怕受潮的物料;

40 3、射线灭菌法: 1)电离辐射:χ、γ、β射线 。 原理 :引起水和其他物质的电离,产生游离基,破坏DNA,从而造成细胞损伤。 特点;穿透力强,无专一性,对所有生物均有杀伤作用。 适用:菌种诱变。

41 2)非电离辐射(紫外线) 方法:在波长 nm处,杀菌力最强。 原理: (1)作用于DNA ,使同链DNA相邻嘧啶间形成嘧啶二聚体,引起DNA结构变形,阻碍正常的碱基配对,从而造成菌的变异或死亡。(光复活酶可修复) (2)有氧时产生过氧化氢,强氧化杀菌。 适用:空气、水的消毒杀菌(紫外灯)。 特点:穿透力差。

42 4、化学药品灭菌 方法:浸泡、熏蒸、喷洒、擦拭等,常用化学药品: 1)表面消毒剂: (1)酚类: 石炭酸(苯酚),0.1%抑菌;1%杀菌
甲酚皂(甲酚+肥皂):3-5%皮肤消毒 机理:作为表面活性剂,使膜损伤;蛋白质变性 P.C.(石炭酸系数):为消毒剂杀菌效率的标准。 是在一定时间内(10min)被测试的药剂能杀死全部供试微生物的最高稀释度与达到同样效果的酚最高稀释度的比值。

43 (2)醇类: 乙醇:70-75%杀菌效率最高 机理:具脱水作用,能穿透菌体进入蛋白质分子肽链间隙,使蛋白质变性或脱水沉淀,造成微生物死亡。 无水乙醇:表面蛋白凝固,保护膜,杀菌力差 甲醇可使眼睛失明,故不宜做消毒剂;其他醇因不溶于水,一般不用。

44 (3)醛类: 甲醛: 机理:蛋白质烷化剂; 应用:福尔马林(40%); %的甲醛熏蒸,用于空气灭菌。 (4)表面活性剂: 可降低表面张力效应的物质。 机理:使菌体细胞膜破损;使菌体蛋白质变性。 种类:洗必泰、新洁尔灭等 特点:快速、彻底、效率高

45 (5)氧化剂类: 机理:破坏蛋白质的巯基,强氧化剂可破坏蛋白质的氨基与酚羟基 碘酒 7g I:5g KI,溶于100ml 95%乙醇。 1%碘酒10min可杀死芽孢杆菌和部分真菌, 并使流感病毒灭活。 漂白粉(氯化钙与次氯酸钙的混合物)

46 (6)重金属及其化合物: 所有重金属盐Cu、As、Ag、Hg等对微生物均有毒性。 机理: 1)可与酶蛋白的-SH基结合,使酶失活; 2)易与带阴电荷的菌体蛋白吸附,使之变性沉淀。 应用:波尔多液、红汞、硝酸银等。 特点:简便。但使用应谨慎,防止在体内积累。

47 (7) pH的杀菌作用 酸: 蛋白质变性 无机酸:杀菌力与H+浓度成正比。 有机酸:与不电离的部分成正比,故有时有机酸的灭菌效果>无机酸,分子杀菌力大于离子。 碱: 强碱造成蛋白质、核酸大分子变 性、水解,使菌死亡。

48 2)抗代谢药物 机理:与正常代谢产物同时存在,并产生竞争性拮抗作用(与相应酶竞争性结合)。只有当正常代谢产物的量少或不存在时,抗代谢物才有用。 种类:磺胺——抑制叶酸合成 6 - 巯基嘌呤——抑制嘌呤合成 5 - 甲基色氨酸——抑制氨基酸合成 机理:磺胺——对氨基苯甲酸的类似物,竞争性地与二氢叶酸合成酶结合,抑制叶酸合成

49 3) 抗生素 (1)抗生素:生物产生的一种次生代谢产物或其衍生物,在低浓度下抑制或影响其他生物的生命活动。
3) 抗生素 (1)抗生素:生物产生的一种次生代谢产物或其衍生物,在低浓度下抑制或影响其他生物的生命活动。 (2)抗菌谱:抗生素的作用对象有一定范围,将这一范围称该抗生素的抗菌谱。 广谱:对多种微生物有作用(四环素G+,G-) 窄谱:仅对某一类微生物有作用(青霉素G+) (3)效价:抑菌圈大小,生物活性单位,标准曲线

50 抗生素作用机理: 1)对细胞壁形成有抑制作用;(如:青霉素) 2)影响细胞膜功能;(如:多粘菌素) 3)抑制蛋白质合成;(如:绿霉素、链霉素) 4)干扰核酸代谢;(如:利福霉素、灰黄霉素) 抗药性:变异、适应、进化 原因:药物无效;药物被修饰; R质粒(药物抗性基因)

51 四、加热灭菌的原理 1.微生物的热阻:微生物对热的抵抗力; 定义:微生物的热阻就是指微生物对热的抵抗能力。其对热的抵抗能力越大,可以理解为热阻越大,衡量不同的微生物对热的抵抗能力的大小,可以使用相对热阻的概念。 相对热阻:两种微生物的热阻之比。 例如:芽孢/大肠杆菌= /1; 病毒/大肠杆菌=1—5/1 致死温度:杀死微生物的极限温度; 致死时间:在致死温度下,杀死全部微生物的时间; 温度越高,致死时间越短。

52 式中dN/dt:表示灭菌过程中某瞬间活菌的减少速率
2.微生物的热致死动力学:对数残留方程。 菌体是一个复杂的高分子体系,其受热被杀死,主要的原因是高温能使蛋白质变性,这种反应属于单分子反应(一级反应),因此,杂菌在一定温度下受热死亡的过程可用单分子反应历程加以描述。 -dN/dt = k * N 式中dN/dt:表示灭菌过程中某瞬间活菌的减少速率 N:表示表示灭菌过程中某瞬间的活菌数 K:表示灭菌过程中菌体死亡的速度常数

53 上式的积分形式为: t = (2.303/k) × lnN0/Nt 式中——N0,Nt: 分别表示灭菌前、灭菌后培养基中菌体的浓度(个/ml) 灭菌时间 t 取决于污染程度N0、灭菌程度 Nt 与灭菌速度常数K 灭菌程度:对于 Nt ,如果取Nt = 0,那么,t = ∞,这显然是与现实情况不符。 对于如何Nt取值?通常取Nt= 10-3,即灭菌1000次,有一次是失败的,残留了一个活菌体。这个数值的取值的大小,也间接反应了该生产过程中的技术管理水平。

54 3.热致死反应的速度常数K K是表达微生物耐热性的特征常数,K除了决定于菌体的种类及存在形式外,还是温度的函数(与普通化学反应一样),因此灭菌温度的选择是灭菌操作的核心。 K越小,该微生物越耐热,121℃细菌芽孢K为1min-1,而营养细胞为 min-1 4、杀灭芽孢的温度和时间 见表4-24(42页),不同芽孢耐热性不同,培养条件不同,耐热性也不同。

55 5.灭菌温度的选择 温度对化学反应的影响特别显著,主要是影响速度常数。 灭菌温度的选择应考虑的因素主要有: 1)微生物的热致死温度,应高于该温度,通常以芽孢为准。 2)高温对营养成分的破坏,灭菌的过程实质上也是营养成分破环的过程,因此,灭菌温度的选择,应是在保证灭菌效果的前提下,尽可能减少培养基中营养成分的破坏。

56 速度常数与温度之间的关系(阿累尼乌斯公式):
K= A×e[-E/RT] 式中—K:速度常数,1/S E,:活化能(J/mol) R:气体常数,1.987*4.18 J/mol*k T:反应的绝对温度,k 上式也可表示为: lgK=-E/2.303RT+lgA 对于某种特定的细菌,活化能E也是一定的,因此,灭菌速度常数的对数lgK与灭菌温度T成反比。 表2-26为部分细菌芽孢的活化能

57 五、影响培养基灭菌的其他因素 培养基成分:保护作用; pH值: pH值6-8,微生物最耐热,表2-28; 培养基中的颗粒:颗粒大,灭菌难;
泡沫:不利于灭菌。

58 六、培养基灭菌时间的计算 分批灭菌:分批灭菌操作要点 (1)定期检查设备、管道有无渗漏,主要是:冷却管道,夹套。
(2)培养基升温时,打开所有的排气阀门,排掉空气。 (3)培养基升温时开动搅拌系统,以使培养基内部传热均匀,当温度升温到100℃时,停止搅拌,一方面是为了保护轴承,另一方面,当培养基的温度升温到100℃时,培养基的沸腾,可以起到搅拌作用。

59 (4)注意辅助设备的灭菌:空气过滤器、计量罐、流加管道与流加液贮罐,空气流量计等。
保温期间温度:118—121℃,时间:30分钟。 (5)灭菌结束后,需要立即引入无菌空气,保证罐内压力后方可冷却,目的是防止培养基的冷却使罐内形成负压,易染菌。 分批灭菌时间的计算:例2-1 连续灭菌时间计算: t = (2.303/k) × lnN0/Nt 式中N0、Nt分别为单位体积培养基灭菌前后菌数

60 七、分批灭菌与连续灭菌比较 连续灭菌的优点: 1、可采用高温短时,培养基破坏少; 2、发酵罐利用率高; 3、蒸汽负荷均衡; 4、可节约能源;
5、劳动强度小。

61 八、培养基灭菌条件 1、分批灭菌:121℃,30min,适用于一般培养基、消泡剂等;
2、连续灭菌:130 ℃,5min,也有115 ℃,6-8min 3、其他:如尿素溶液105 ℃,5min

62 思考题 1.微生物发酵培养基的碳源主要有哪几种? 2.微生物发酵培养基的氮源主要有哪几种? 3.淀粉的水解方法主要有什么?试进行优缺点比较?
4.培养基工业灭菌的方法主要是采用蒸汽灭菌,其灭菌的原理是什么?灭菌过程符合对数残留定律,写出理论灭菌时间的计算公式。


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