發(fā)酵培養(yǎng)基中各種成分的定量
發(fā)酵工業(yè)用原料通常以糖質(zhì)或淀粉質(zhì)等碳水化合物（即糖類）為主，加入少量有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源，只要不含毒物，一般無(wú)精制的必要，微生物本身能有選擇地?cái)z取所需要的物質(zhì)。微生物還可以利用非碳水化合物作基質(zhì)，可利用天然氣、正烷烴、石油提煉中的二次產(chǎn)品（醋酸，甲醇、乙醇等）和氫氣。
原料不同處理方法也不同，糖蜜原料用丁酵母和酒精發(fā)酵，需進(jìn)行加熱殺菌和稀釋，補(bǔ)充無(wú)機(jī)鹽等預(yù)處理。淀粉質(zhì)原料廣泛用于生產(chǎn)酒精、檸檬酸、谷氨酸等發(fā)酵，需先將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖等可發(fā)酵性糖或低分子糊精。碳?xì)浠衔镌鲜侵敢欢s分的石油經(jīng)冷卻脫脂而獲得的凝固點(diǎn)在- 10℃的油，加入適量無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行接種發(fā)酵，甲烷，甲醇等碳源無(wú)需預(yù)先處理可用于生產(chǎn)酵母等單細(xì)胞蛋白。
發(fā)酵培養(yǎng)基是供微生物生長(zhǎng)繁殖和合成大量產(chǎn)物的培養(yǎng)肇基。 所以要求發(fā)酵培養(yǎng)基既要有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，防止菌體過早衰老，又要有利于產(chǎn)物的合成：因此，培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)成分除碳源、氯源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子及水等五類物質(zhì)外，還要有前體、促進(jìn)刺和抑制劑等物質(zhì)。
發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源物質(zhì)除了提供合成細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)所需碳素外，更重要的是提供目的產(chǎn)物中的碳及合成產(chǎn)物的能源。所以，碳源物質(zhì)在發(fā)酵培養(yǎng)基中的含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在種子培養(yǎng)基中的含量。例如，在谷氨酸發(fā)酵中，種子培養(yǎng)基中的糖量為1%~2.5%，而在發(fā)酵培養(yǎng)基中總糖量(初糖+流加糖)可以達(dá)到16%—18%．遠(yuǎn)高于在種子培養(yǎng)基中的含量。發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源多為淀粉，淀粉水解糖、糖蜜、有機(jī)酸、低碳醇、脂質(zhì)、烴類等。
氮源物質(zhì)在發(fā)酵培養(yǎng)基中的含量因發(fā)酵目的產(chǎn)物不同而不同。如果目的產(chǎn)物無(wú)氮素的存在(如酒精發(fā)酵)，培養(yǎng)基中的氮僅夠菌體繁殖之用就可以了。但如果目的產(chǎn)物中有氮素存在(如氨基酸發(fā)酵)，發(fā)酵對(duì)氮源的需求就要大大增加。通常所用的氮源可分為有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源。有機(jī)氮源如黃豆餅粉、花生餅粉、棉子餅粉，玉米漿、蛋白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、發(fā)酵菌絲體和酒糟等；無(wú)機(jī)氮源如氨水，液氧、尿素、硝酸鹽和銨鹽等。
無(wú)機(jī)鹽也是發(fā)酵培養(yǎng)基中必需的成分之一，在發(fā)酵當(dāng)中對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成都有十分重要的影響：磷是所有微生物生長(zhǎng)所必需的，對(duì)微生物的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。但在有的發(fā)酵中，磷過量常會(huì)抑制產(chǎn)物的合成。例如，在谷氨酸生產(chǎn)中，若磷的濃度過高，會(huì)抑制6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性，導(dǎo)致代謝轉(zhuǎn)向纈氨酸方向。
許多其他次級(jí)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生也都受磷濃度的影響。但也有些產(chǎn)物的生產(chǎn)需要較高濃度的磷，如用黑曲霉和地衣芽孢桿菌生產(chǎn)ɑ-淀粉酶時(shí)，高濃度的磷能顯著提高ɑ-淀粉酶的產(chǎn)量。硫是青霉素、頭孢菌素等分子中的組成元素。在這些產(chǎn)物的發(fā)酵培養(yǎng)基中，需要加入硫源。鐵也是微生物有氧氧化必不可少的元素。但不同發(fā)酵對(duì)鐵的需求不同。如在檸檬酸發(fā)酵中，鐵離子激活順烏頭酸酶，使檸檬酸轉(zhuǎn)化為異檸檬酸，降低了檸檬酸的產(chǎn)量，所以擰檬酸發(fā)酵培養(yǎng)基中要少含鐵。Mg、Zn、Co、Cu、Mn等微量元素是某些酶的輔酶或激活劑，它們對(duì)微生物大量合成某些產(chǎn)物如氨基酸、抗生素、維生素等起到重要的作用。
本文參考《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》一書。
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