第四章培养基概念：人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物的营养物质影响：产生菌的生长发育发酵单位的
增长成品的质量提炼工艺第一节培养基的成分及其功用组成：C源、N源、无机盐（包括微量元素）、水
、生长因子和前体等成分一、C源功能：提供能源构成菌体成分抗生素合成所需的碳成分种类：
糖类（常用）、脂肪和有机酸（一）糖类：1、单糖（葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖）葡萄糖是最易吸收利用的碳源（快速碳
源）不利：过度呼吸、葡萄糖效应2、双糖（蔗糖、乳糖）蔗糖以糖蜜的形式供应，乳糖利用缓慢3、多糖（淀粉、糊精
）淀粉、糊精等也是常用的碳源，一般经胞外酶水解成单糖后被吸收利用注意缓慢利用与快速利用混合碳源的使用快速碳源和慢速碳源
对红霉素发酵的影响：发酵初期较高浓度葡萄糖有利于菌丝体(孢子)萌发、生长和大量繁殖。在同样的发酵周期内,缩短了营养期(即红霉素链
霉菌生长期)葡萄糖可以产生碳分解代谢物阻遏效应葡萄糖和淀粉二者的配比是优化红霉素产生菌种工艺,提高红霉素发酵效价的一个重要措施
（二）油和脂肪双重作用油和脂肪→甘油、脂肪酸→CO2+H2O（三）有机酸乳酸、琥珀酸、枸橼酸等及其盐CH3CO
ONa+2O2→2CO2+H2O+NaOH二、N源功能：构成菌体成分含N抗生素的氮来源种类：有机
N源和无机N源两类（一）有机N源多为天然有机物：黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、酒糟、鱼粉、蚕蛹
粉等含有丰富的蛋白质、蛋白胨、多肽和游离氨基酸外，还含有少量糖类、脂肪、无机盐，是微生物的良好营养物质，促进菌丝生长旺盛几种
常用的有机N源1、黄豆饼粉：是发酵工业中首选的有机N源黄豆的不同产地、以及加工方法都会对发酵产生很大影响2、玉米浆
：是用亚硫酸浸泡玉米的水经过浓缩加工而成因含有丰富的氨基酸、还原糖、磷微量元素和生长素，是一种很容易被微生物利用的良好N源
3、蛋白胨：由动植物蛋白经酶、酸、碱水解而获得的胨、肽、氨基酸组成的水溶性混合物，经真空干燥制得的干制品。4、尿素：是
一种成分比较单一的有机N源，在青霉素生产中常常被使用（二）无机N源常用的无机N源：铵盐如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵
硝酸盐如硝酸钠、硝酸钾氨水无机氮源对抗生素合成的影响起始阶段过量的快速氮源或硝酸盐强烈地抑制红霉素的生物
合成。培养基中残留无机氮源水平是红霉素生物合成的一个关键调节因素。从红霉素生物合成角度讲,无机氮源水平低些好,但是从菌丝体生长
来看,过低的无机氮源不利于菌丝体的生长借助吸附缓释原理,把无机氮储藏在一个“库”中缓慢地释放。培养基中无机氮源浓度高时将其纳入“
库”中,菌丝体生长需要时又可自如地吐出来。捕集器：借助磷酸三钙、沸石对ＮＨ+4的独特吸附和释放作用,将二者按5∶1混合配成吸附
和吐纳效果很好的捕集剂,对发酵液中游离无机氮源进行控制,可使抗生素生物合成量适当提高15%～29%培养基中无机N源被微生物迅速
利用后经常会引起pH值变化如：生理酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机N源生理碱性物质：经微生物代谢后能形成碱性物质的
无机N源正确使用生理酸碱性物质，可以稳定、调节培养基的pH值氨水:经常被作为pH调节剂起作用发酵过程中补充N源的一种
，能被迅速利用注意少量多次加入，以防培养基pH值急剧升高，并加强搅拌。注意防止污染（嗜碱微生物的存在）三、无机盐及微量元
素主要可为微生物提供除C、N源外的各种重要元素含量较多的元素有P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等其它元素如Cu、Zn、Mn
、Mo、Co等，含量低于0.01％的称之为微量元素。功能：构成菌体原生质的成分（P、S）作为酶的组成成分或维持
酶活性（如P、Mg、Fe、Ca）调节细胞的渗透压（K、Na）参加抗生
素的生物合成（P、S、Cl等）P含量的控制对发酵产抗生素有重大影响。过低不利于菌体生长，过高可抑制抗生素的合成许多
抗生素只能在低于对生长最适的无机磷酸盐浓度下产生。例如，0.3-500mmol/L磷酸盐可促进细胞良好生长,而10mmol/L
磷酸盐往往会抑制抗生素的合成S:存在于细胞蛋白质中,是某些辅酶（辅酶A、谷光甘肽、硫辛酸等）的活性基团,也是某些抗生素组成成分
。Mg:是许多重要酶（如糖磷酸化酶、羧化酶等、DNA聚合酶）的激活剂。Fe:是细胞色素、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶的组成部分。
Cl:含氯抗生素如氯霉素、灰黄霉素发酵时需要额外补充四、抗生素合成的前体概念：在抗生素生物合成中，菌体用来构成抗生素分子
而本身结构又没有显著改变的物质如苯乙酸是青霉素用来构成青霉素G分子中的苯乙酰基，而苯乙酸的结构无显著变化前体的作用:
提高产量控制合成方向对产生菌有毒定向生物合成：在发酵过程中通过添加某种特定的前体物质，使微生物的生
物合成朝着将这些前体物质掺入到抗生素分子的某一特定部位，而产生过量的含有这种前体的抗生素方法前体的分类:内源性:半胱氨
酸（青霉素）外源性:苯乙酸(青霉素G)、苯氧乙酸(青霉素V)、丙酸盐(红霉素)五、水六、生长因子:某些微生物不
能从普通的碳源、氮源合成，需要另外添加满足生长需要的有机物质，如：氨基酸、维生素、嘌呤碱、嘧啶碱等七、刺激剂及抑制剂刺激剂
：B因子（利副霉素）亮氨酸（头孢菌素）抑制剂：溴化物（四环素）二乙基巴比妥盐（利副霉素B）第二节
培养基的种类一、按配方成分分类1.天然培养基：原料为一些天然动植物产品，具体成分不太明确，如蛋白胨、玉米浆。优点：营养丰
富，价格便宜，适合于大规模培养微生物。缺点：成分不稳定、不清楚2.合成培养基：用高纯度的化学试剂配制，对其组分很了解优
点：成分精确、重复性好缺点：价格较贵、配制较烦二、按培养基形态分类固体培养基：适用于菌种的分离和保存半固体培
养基：用于鉴定菌种，观察细菌的运动特征液体培养基：是发酵工业大规模使用的培养基三、按用途分1、孢子培养基用途：供
菌种繁殖孢子用的，能产生大量优质孢子要求：能够使菌种发芽生长快，产生大量优质孢子，并且不会引起菌种变异营养不要太丰富（
特别是有机N源）无机盐的浓度要适量常用的有麸皮培养基、小米培养基、琼脂斜面等2、种子培养基用途：用作摇瓶
种子及种子罐的营养成分，供孢子发芽、生长繁殖菌丝用要求：营养丰富且易于吸收N源和维生素的含量高，但总浓度以略稀薄为宜
与发酵培养基成分的一致性3、发酵培养基用途：供菌丝迅速生长繁殖和合成抗生素用的。要求：营养适当丰富和完全
pH要适当而稳定，特别在抗生素分泌期如果发酵培养基组成不合适，有可能使菌体朝着繁殖大量菌丝的方向发展，使抗生素合成受到
抑制；或者因营养不良，导致菌丝体过早自溶，从而缩短抗生素分泌期；或者因营养不当，使菌体产生异常代谢等４、补料培养基单一补料培养基复合补料培养基（NH4）2SO42NH3+H2SO4NaNO3+4H2NH3+2H2O+NaOH粘液型菌落菌膜菌沉淀均匀浑浊对照 |
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