• 第五章
培养基及原料处理
• 提纲
• 培养基的成分及来源
– 培养基的营养成分
– 前体物质、促进剂
• 培养基的类型与配制原则
• 原料的选择及处理
• 其他原料的处理
• 第一节 培养基的成分及来源
• 培养基(Culture medium)：选用各种营养物质，经配制成适合不同微生物生长繁殖
或积累代谢产物的营养基质。
– 培养基的原材料
– 前体物质及促进剂
• 一、培养基的原材料
• 培养基的营养成分及其功能
– 能源（enegy） 为微生物提供能量来源
微生物一切生长繁殖、合成、分解运动等等微生物的一切行为都需要能源。
光能光能自养型：以光能为能量来源，二氧化碳为碳源 小球藻、螺旋藻----scp
光能异养型：以有机物为C源，以光能为能量来源来合成有机物的生物，这类比较少见。
化能异养型：以有机物为能量来源，碳水化合物、石油等烷烃。
化能自养型：以无机物为能量来源，硝酸细菌、亚硝酸细菌、硫化菌。
• 二、前体物质及促进剂
• 1、前体物质(Precursor)：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，但是产物的
产量却因加入前体而有较大的提高。
• 前体往往是发酵合成代谢产物所必须的，前体物质的添加可以显著提高代谢产物的
产量。
• 影响前体物质效力的因素
– 菌种的特性与菌龄(Cell age)
– 前体物质的投入量(Inoculation concentration)
– 前体物质的毒性(Toxicity)
在生产中为了减少毒性和提高前体的利用率，常采用少量多次。
• 2、促进剂：指那些既不是营养物又不是前体，这类物质的加入或可以影响微生物
的正常代谢，或促进中间代谢产物的积累，或提高次级代谢产物的产量。
• 当在微生物主酵过程中添加这些物质后，能够使那些缺乏这些物质而不能合成其目
的产物的阻断突变株恢复其生产能力，或添加这些物质后，生产菌株能大幅提高生
产能力。
• 作用原理：改变细胞的渗透性，或“启动”微生物体内的生产部位，否则这些部位
是被阻遏的，因此促进剂的添加可以大大提高产量。
• 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，从而获得人们所需的某种产物或使正常代谢的某一代谢中间物
积累起来。
• 抗生素生产中的抑制剂：
• 4、消泡剂
工业发酵中常用一些消泡剂消除发酵中产生的泡沫，防止逃液和染菌，保证生产的正常
运转。常用的消泡剂有植物油、动物油脂和一些化学合成的高分子化合物。
• 第二节 培养基的类型及设计
• 培养基配方非常多，每种微生物都对应一种合适的培养基、同一种微生物在不同生
理时期培养基也可能不同。
1、培养基的种类
培养基的种类繁多。因考虑的角度不同，可将培养基分成不同的类型。
（3）半合成培养基(semi-defined medium)
由部分天然材料和部分已知的纯化学药品组成的培养基。
培养真菌用的马铃薯蔗糖培养基。严格地讲，凡含有未经特殊处理的任何合成培养基，
实际上都只是一种半合成培养基。特点是配制方便，成本低，微生物生长良好。发酵生产
和实验室中应用的大多数培养基都属于半合成培养基。
• 第三节 原料的选择及处理
• 一、选择合适原料的标准
• ⑴原料中有机物质的可利用率高。
• ⑵发酵产率高，并进可能使发酵残余物少。
• ⑶质量好，成分稳定，污染变质少，易于操作。
• ⑷价廉、来源广泛。
• 二、淀粉质原料糖化
• 淀粉在酸或淀粉酶的作用下发生水解反应，工业上称为“糖化”。
酸解条件下-----葡萄糖
酶解条件下-----产物不同（糊精、麦芽糖、葡萄糖）
• （一）、糖化方法
1、曲法 曲作为糖化剂兼发酵剂酿酒
A、大曲：以大麦、小麦、豌豆为原料，曲块较大，2-3kg，自然培养而成，含霉菌、酵母、
细菌等复杂微生物群
高温曲：制品最高温度60-65℃；茅香型、泸香型
中温曲：制品最高温度45-59℃；泸香型、汾香型
大曲糖化力、发酵力较低
B、小曲：米粉、米糠、小麦为原料，有时候加一些药材，南方较多使用，自主添加菌种，
糖化菌主要为根霉，毛霉，发酵菌为酵母。白酒、甜酒、药酒
C、麸曲：麸皮为主要原料，加菌种制成糖化剂（黄曲霉、黑曲霉），酵母为发酵剂，白酒
生产、黄酒、酒精生产。
D、液体曲：曲霉培养在液体基质，并通空气使它生长和产酶，和发酵培养相关。
2、植物酶法：
发芽大麦芽→β-淀粉酶-发芽后增加2-3倍，并且在赤霉酸作用下大量形成α- 淀粉酶，
同时麦芽糖、异淀粉酶等→糖化→啤酒酿造中
3、酸法：
以酸为催化剂，在高温、高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。
5、酸酶结合法
• 三、糖蜜处理
• 1、糖蜜稀释：加水量1：1
• 2、糖蜜澄清：加酸、加热加酸、加絮凝剂
• 3、脱钙调节pH：pH:6.0-7.2
• 4、调节金属离子：黄血盐或EDTA、活性炭、离子交换树脂。