H H 3 O 进攻糖 O 形 苷 成 键 共 糖 的 轭 苷酸 键
2、淀粉酸水解反应动力学
dc k c dt
属于单分子一级反应类型： K：反应速度常数，由反应条件（如温度、 酸度等）而定 C：淀粉浓度
3、影响酸水解的因素
酸的种类
主要因素 浓度（酸的浓度、淀粉的浓度）
水解温度
（二）、葡萄糖的复合反应及其影响因素 复合反应：在淀粉的酸糖化过程中，水解生成的葡萄糖受酸和热的影响，葡萄糖分子之间通
毫升琼脂15～20克pH7.4～7.6
察氏培养基(培养霉菌用)
蔗糖 20克 NaNO33克 K2HPO41克 KCl1克 MgSO40.5克 FeSO40.01克 琼脂20克 水1000
毫升自然pH
无氮培养基(培养自生固氮菌用)
葡萄糖 10克 NaCl0.2克 KH2PO40.2克 CaSO4·2H2O0.1克 MgSO40.2克 CaCO35克 琼脂 20克水1000毫升自然pH
淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生这：水解反应、复合反应、分解反应；其中水解反 应是主要的。
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）。
分解反应：葡萄糖 羟甲基糠醛 有机酸、色素等
㈠淀粉的水解反应 1.淀粉水解过程
颜色变化：蓝色 暗紫 紫 红褐 暗红 红 浅红
些化学药品）；
2.依培养基的物理状态来分：
1）固体培养基
A、凝固培养基 ：即遇热可融化，冷却后则凝固的固体培养基
B、非可逆性凝固培养基：指有血清凝固成的固体培养基或由无机硅胶配成的凝固后即不能 再融化的固体培养基
C、天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成的培养基，如麸皮，米糠，木屑等
D、滤膜：是一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜，把它制成圆片状覆盖再营养琼脂或 浸有培养液的纤维衬垫上，就形成了具有固体培养基性质的培养条件。
通风30min
保温 70～80℃ 8～12 小时，取上清液。
3、添加絮凝剂澄清处理法：
糖蜜稀释至30～40 Bx
加硫酸调pH 3～3.8
加热至90℃
酰胺（PAM），搅拌均匀 静置1小时，取上清液。
添加8ppm聚丙烯
三、谷氨酸发酵糖蜜前处理 1.糖蜜预处理法 活性炭处理法 树脂处理法 亚硝酸处理法 2.添加化学药剂处理法 添加青霉素法 添加表面活性剂 添加抗氧剂法 3.追加糖蜜法 4. 营养缺陷型变异株法
发酵
离心分离
二次废液
干燥
粉碎
用于发酵培养基 的配置等
包装
二、亚硫酸盐废液的处理
（一）亚硫酸盐制浆废液生产酒精和蛋白质
1、亚硫酸盐纸浆废液生产酒精
2、亚硫酸盐纸浆废液发酵生产蛋白质
3、亚硫酸铵法非木材制浆废液培养SCP
（二）亚硫酸盐废液发酵生产乳酸
三、木屑水解液发酵生产衣康酸
第五节 培养基灭菌
一、消毒与灭菌在发酵工业中的应用 消毒：指用物理和化学方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。一般只能杀死营养细
淀粉颗粒不宜过大，淀粉乳浓度不能过高。
2、酶解法：（双酶水解法） 定义：用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。一般分为两步：第一步是利用α－淀粉酶将
淀粉液化转为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化。第二步是利用糖化 酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程，称为糖化。也称双酶法
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 ，与微生物的种类和灭菌温度有关。K越小，微生物越耐 热
4、灭菌温度的选择
E
K Ae 式中 ΔE为菌体死灭反应的活化能（J/mol）R，T它是菌体死灭反应的特征常数，所以，不同菌 其热死灭反应的ΔE不同。
四、影响培养基灭菌的其他因素 培养基成分、pH值、培养基中的颗粒、泡沫
2）半固体培养基 配置好的液体培养基中加入0.5%左右的琼脂作为凝固剂，形成的培养基称之微半固体培养
基。
主要用于菌种鉴定，观察细菌运动特征及噬菌体的效价测定等
3）液体培养基； 培养基中80～90%是水。
3.依培养基的用途来分 1）、孢子培养基 2）、种子培养基 3) 、 发酵培养基 4）、补料培养基 5）、加富培养基 6）、选择培养基 7）、鉴别培养基 8）、增殖和保存培养基 9）、富集培养基 10）、测定培养基
包括前体、促进剂和抑制剂
1）、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结合到产
物分子中去，而其自身的结构没有多大的变化，但产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
如：在青霉素生产中加入玉米浆，青霉素产量可从20u/mL增加到100u/mL，研究发现玉米浆 中的苯乙胺被有限结合到青霉素分子中，从而提高了青霉素G的产量。
伊红-美蓝培养基(检查肠道细菌用)
蛋白胨 10克 K2HPO42克乳糖10克琼脂25克，水1000毫升，pH7.6 2％伊红水溶液2毫升0.5％美蓝水溶液2毫升将乳糖、伊红、美蓝分别灭菌后，加入灭菌的
培养基中摇匀，倒平板。
四、原料转换及意义 1、节约原料，减低单耗，提高发酵单位和总收率；
磷酸盐、钾盐、钙盐等矿物盐
4.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；
5.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；
6．发酵的促进剂与抑制剂 发酵培养基中某些成分的加入有利于调节产物的形成，而并不促进微生物的生长，这些物质
（举例1 ，2，3）
培养基配方举例
牛肉膏蛋白胨培养基(常用的细菌培养基) 牛肉膏5克 蛋白胨10克 NaCl5克 水1000毫升 pH7.2～7.4 (琼脂15～20克)
高氏一号培养基(常用的放线菌培养基)
可溶性淀粉20克 KNO31克 K2HPO40.5克 MgSO40.5克 NaCl 0.5克 FeSO40.01克水1000
例如：微生物发酵生产甘油中，例如亚硫酸氢钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。
7.水分 功能：生化反应均在水养物质的来源分类 天然培养基； 合成培养基，也称组合培养基（多用于定量研究）； 半合成培养基，（用的最多，在部分天然有机碳源、氮源、生长因子的基础上，适当加入一
碳酸气
2.碳源 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
功能：提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础；
有机氮：黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆、蛋白胨、
3.氮源
酵母粉、鱼粉、发酵菌丝体、酒糟水等
无机氮： 尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐
功能：构成菌体、含氮代谢物；
（3）第三大类：抗生素
三、加热灭菌的原理
1.、微生物的热阻：微生物对热的抵抗力； 致死温度、致死时间
2、微生物的热致死动力学：对数残留定律
一级反应： 用N表示残留活菌个数，则活菌的减少率（死亡率），与N呈线性关系，即：
式中，K是反应速度常数，对灭菌来讲，是活菌的比热致死速率常数，单位是min-1 ，其值与 菌的种类和加热温度有关，需通过实验才能测定。
五、分批灭菌与连续灭菌
缺点：1)设备费用高
2）不能用于怕受潮的物料灭菌
3、射线灭菌 紫外线、高速电子流的阴极射线、X射线和Y射线 化学药品灭菌法 （1）第一大类：表面消毒剂 高锰酸钾溶液：0.1～0.25%、漂白粉 、75％的酒精、新洁尔灭和杜灭芬、甲醛 37％、戊二
醛、过氧乙酸、焦碳酸二乙酯、酚类
（2）第二大类：抗代谢药物 化学结构与微生物必须的代谢物类似 例如：磺胺类化合物取代氨基苯甲酸
2、开拓新的原料资源和微生物资源：野生植物淀粉、植物纤维、木屑水解物、石蜡、醋酸、 乙醇
第二节 淀粉水解糖的制备
一、淀粉水解糖的制备方法 1、酸解法： 定义：以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法. 优点：设备要求简单，水解时间短（20min），设备生产能力大 缺点：高温高压下进行，设备要求耐腐蚀、耐高温、耐高压，副反应多，对原料要求严格，
α-淀粉酶（液化）
葡萄糖淀粉酶（糖化）
优点：1、反应条件温和。
2、酶的专一性强，副反应少
3、可在较高的淀粉乳浓度下水解
4、糖液的营养物质丰富
5、糖液色泽浅，无苦味，有利于糖液的精制
缺点：时间长（2～3）天，要求的设备多，糖液过滤困难。
3、酸酶结合法 酸酶法 酶酸法
二、淀粉酸水解理论基础
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（用DE值表示葡萄糖纯度）： DE值＝还原糖/干物质×100％
2.、酸的影响：
（三）葡萄糖的分解反应及其影响因素
葡萄糖
5’-羟甲基糠醛
酸 、 热
乙酰丙酸、蚁酸、有色素物质；
影响因素：浓度、温度、pH值；
2、湿热灭菌法
借助蒸汽释放的热使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特别是氢键受
到破坏，引起不可逆的变性，使微生物死亡。
优点：1）蒸汽来源容易，操作费用低廉，本身无毒
2)蒸汽具有很强的穿透力，灭菌易于彻底
3）蒸汽均有很大的潜热，冷凝后的水分有利于湿热灭菌
4）蒸汽输送可借助本身的压强，调节方便，技术管理容易
2）、促进剂：指那些既不是营养物又不是前体，但却能提高产量的添加剂。 比如在酶制剂发酵过程中，加入诱导物、表明活性剂及其它一些产酶促进剂（比如吐温80、
植酸、洗衣粉等）
3）、抑制剂：在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另外一些代 谢途径活跃，从而获得人们所需要的某种产物或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来。
三、发酵培养基的选择
一）、配置培养基的原则 1、根据不同微生物的营养需要配置不同的培养基 2、注意各营养物质的浓度和配比 3、调节适宜的物理化学条件 4、根据培养微生物的目的配置 5、尽量使用廉价易得的原料