第三章发酵生产用原料及培养基的处理.pdf

发酵（工艺）工程发酵（工艺）工程发酵（工艺）工程发酵（工艺）工程 从工业的角度，实现从从工业的角度，实现从从工业的角度，实现从从工业的角度，实现从原原原原料料料料到到到到产品产品产品产品的整个工艺过程，发酵原的整个工艺过程，发酵原的整个工艺过程，发酵原的整个工艺过程，发酵原理的实现过程。理的实现过程。理的实现过程。理的实现过程。发酵（工艺）工程发酵（工艺）工程发酵（工艺）工程发酵（工艺）工程 从工业的角度，实现从从工业的角度，实现从从工业的角度，实现从从工业的角度，实现从原原原原料料料料到到到到产品产品产品产品的整个工艺过程，发酵原的整个工艺过程，发酵原的整个工艺过程，发酵原的整个工艺过程，发酵原理的实现过程。理的实现过程。理的实现过程。理的实现过程。第三章第三章 发酵生产用原料及培养基的处理发酵生产用原料及培养基的处理第三章第三章 发酵生产用原料及培养基的处理发酵生产用原料及培养基的处理第一节第一节第一节第一节 发酵工业培养基及其设计发酵工业培养基及其设计发酵工业培养基及其设计发酵工业培养基及其设计第一节第一节第一节第一节 发酵工业培养基及其设计发酵工业培养基及其设计发酵工业培养基及其设计发酵工业培养基及其设计 一一一一 培养基培养基培养基培养基的营养成分及来源的营养成分及来源的营养成分及来源的营养成分及来源 培养基培养基培养基培养基是人工配制的供微生物（或动植物）是人工配制的供微生物（或动植物）是人工配制的供微生物（或动植物）是人工配制的供微生物（或动植物）细胞细胞细胞细胞生长繁殖生长繁殖生长繁殖生长繁殖，代谢代谢代谢代谢和和和和合成合成合成合成人们所需人们所需人们所需人们所需产物产物产物产物的的的的营养物质和原料营养物质和原料营养物质和原料营养物质和原料，也为微生物提供除营，也为微生物提供除营，也为微生物提供除营，也为微生物提供除营养外的其他生长所必须的养外的其他生长所必须的养外的其他生长所必须的养外的其他生长所必须的环境条件环境条件环境条件环境条件。培养基的影响：培养基的影响：培养基的影响：培养基的影响：微生物的生长微生物的生长微生物的生长微生物的生长 产物的形成产物的形成产物的形成产物的形成 提取工艺的选择提取工艺的选择提取工艺的选择提取工艺的选择 产品的质量和产量产品的质量和产量产品的质量和产量产品的质量和产量培养基的影响：培养基的影响：培养基的影响：培养基的影响：微生物的生长微生物的生长微生物的生长微生物的生长 产物的形成产物的形成产物的形成产物的形成 提取工艺的选择提取工艺的选择提取工艺的选择提取工艺的选择 产品的质量和产量产品的质量和产量产品的质量和产量产品的质量和产量1 碳源（最主要的组成）1 碳源（最主要的组成）n凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，称为营养物质，称为营养物质，称为营养物质，称为碳源碳源碳源碳源(carbon source)carbon source)carbon source)carbon source)n功能：功能：功能：功能：一一一一 为微生物菌种的生长繁殖提供为微生物菌种的生长繁殖提供为微生物菌种的生长繁殖提供为微生物菌种的生长繁殖提供能源能源能源能源和和和和合合合合 成菌体成菌体成菌体成菌体所必需的所必需的所必需的所必需的碳成分碳成分碳成分碳成分；（；（；（；（50%50%50%50%的细胞干重）的细胞干重）的细胞干重）的细胞干重）二二二二 是为是为是为是为合成目的产物合成目的产物合成目的产物合成目的产物提供所需的提供所需的提供所需的提供所需的碳成分碳成分碳成分碳成分。n凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，称为营养物质，称为营养物质，称为营养物质，称为碳源碳源碳源碳源(carbon source)carbon source)carbon source)carbon source)n功能：功能：功能：功能：一一一一 为微生物菌种的生长繁殖提供为微生物菌种的生长繁殖提供为微生物菌种的生长繁殖提供为微生物菌种的生长繁殖提供能源能源能源能源和和和和合合合合 成菌体成菌体成菌体成菌体所必需的所必需的所必需的所必需的碳成分碳成分碳成分碳成分；（；（；（；（50%50%50%50%的细胞干重）的细胞干重）的细胞干重）的细胞干重）二二二二 是为是为是为是为合成目的产物合成目的产物合成目的产物合成目的产物提供所需的提供所需的提供所需的提供所需的碳成分碳成分碳成分碳成分。重要的碳源重要的碳源重要的碳源重要的碳源n无机碳源：无机碳源：无机碳源：无机碳源：COCOCOCO2 2 2 2、碳酸盐碳酸盐碳酸盐碳酸盐n有机碳源有机碳源有机碳源有机碳源 糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土豆、麦芽）、纤维素豆、麦芽）、纤维素豆、麦芽）、纤维素豆、麦芽）、纤维素 脂类：油、脂肪脂类：油、脂肪脂类：油、脂肪脂类：油、脂肪 醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）-生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白 有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）烃类：石油（酵母、细菌）烃类：石油（酵母、细菌）烃类：石油（酵母、细菌）烃类：石油（酵母、细菌）芳香化合物：酚类（污水处理）芳香化合物：酚类（污水处理）芳香化合物：酚类（污水处理）芳香化合物：酚类（污水处理）含氮化合物：蛋白质、氨基酸含氮化合物：蛋白质、氨基酸含氮化合物：蛋白质、氨基酸含氮化合物：蛋白质、氨基酸n无机碳源：无机碳源：无机碳源：无机碳源：COCOCOCO2 2 2 2、碳酸盐碳酸盐碳酸盐碳酸盐n有机碳源有机碳源有机碳源有机碳源 糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土糖：糖蜜（糖厂生产糖时的结晶母液）、淀粉（谷物、土豆、麦芽）、纤维素豆、麦芽）、纤维素豆、麦芽）、纤维素豆、麦芽）、纤维素 脂类：油、脂肪脂类：油、脂肪脂类：油、脂肪脂类：油、脂肪 醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）醇类：甲醇（酵母、甲烷菌）-生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白 有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）有机酸：乳酸、乙酸、丙酸、甲酸（甲烷菌、光合细菌）烃类：石油（酵母、细菌）烃类：石油（酵母、细菌）烃类：石油（酵母、细菌）烃类：石油（酵母、细菌）芳香化合物：酚类（污水处理）芳香化合物：酚类（污水处理）芳香化合物：酚类（污水处理）芳香化合物：酚类（污水处理）含氮化合物：蛋白质、氨基酸含氮化合物：蛋白质、氨基酸含氮化合物：蛋白质、氨基酸含氮化合物：蛋白质、氨基酸1 1 1 1 在特殊条件下，蛋白质水解产物在特殊条件下，蛋白质水解产物在特殊条件下，蛋白质水解产物在特殊条件下，蛋白质水解产物氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸也可作为碳源。也可作为碳源。也可作为碳源。也可作为碳源。2 2 2 2 菌种不同菌种不同菌种不同菌种不同对不同碳源的利用速度和效率也不同。对不同碳源的利用速度和效率也不同。对不同碳源的利用速度和效率也不同。对不同碳源的利用速度和效率也不同。3 3 3 3 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖是碳源中是碳源中是碳源中是碳源中最易利用的糖最易利用的糖最易利用的糖最易利用的糖，可作为加速微生物生长，可作为加速微生物生长，可作为加速微生物生长，可作为加速微生物生长的一种有效的糖。的一种有效的糖。的一种有效的糖。的一种有效的糖。4 4 4 4 糖蜜糖蜜糖蜜糖蜜可可可可省去蒸煮，糖化。省去蒸煮，糖化。省去蒸煮，糖化。省去蒸煮，糖化。5 5 5 5 淀粉质原料淀粉质原料淀粉质原料淀粉质原料也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢过快带来的弊病。过快带来的弊病。过快带来的弊病。过快带来的弊病。6 6 6 6 油和脂肪油和脂肪油和脂肪油和脂肪，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代谢更多的氧，还会使谢更多的氧，还会使谢更多的氧，还会使谢更多的氧，还会使pHpHpHpH下降。下降。下降。下降。7 7 7 7 有机酸有机酸有机酸有机酸，利用有机酸，会使，利用有机酸，会使，利用有机酸，会使，利用有机酸，会使pHpHpHpH上升。上升。上升。上升。8 8 8 8 正烷烃正烷烃正烷烃正烷烃已用于发酵工业中。已用于发酵工业中。已用于发酵工业中。已用于发酵工业中。1 1 1 1 在特殊条件下，蛋白质水解产物在特殊条件下，蛋白质水解产物在特殊条件下，蛋白质水解产物在特殊条件下，蛋白质水解产物氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸也可作为碳源。也可作为碳源。也可作为碳源。也可作为碳源。2 2 2 2 菌种不同菌种不同菌种不同菌种不同对不同碳源的利用速度和效率也不同。对不同碳源的利用速度和效率也不同。对不同碳源的利用速度和效率也不同。对不同碳源的利用速度和效率也不同。3 3 3 3 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖是碳源中是碳源中是碳源中是碳源中最易利用的糖最易利用的糖最易利用的糖最易利用的糖，可作为加速微生物生长，可作为加速微生物生长，可作为加速微生物生长，可作为加速微生物生长的一种有效的糖。的一种有效的糖。的一种有效的糖。的一种有效的糖。4 4 4 4 糖蜜糖蜜糖蜜糖蜜可可可可省去蒸煮，糖化。省去蒸煮，糖化。省去蒸煮，糖化。省去蒸煮，糖化。5 5 5 5 淀粉质原料淀粉质原料淀粉质原料淀粉质原料也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞也是常用的碳源，一般要经过菌体产生的胞外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢外酶水解成单糖后再被吸收利用，可以克服葡萄糖代谢过快带来的弊病。过快带来的弊病。过快带来的弊病。过快带来的弊病。6 6 6 6 油和脂肪油和脂肪油和脂肪油和脂肪，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代，作为能源和碳源，利用脂肪时要供给比糖代谢更多的氧，还会使谢更多的氧，还会使谢更多的氧，还会使谢更多的氧，还会使pHpHpHpH下降。下降。下降。下降。7 7 7 7 有机酸有机酸有机酸有机酸，利用有机酸，会使，利用有机酸，会使，利用有机酸，会使，利用有机酸，会使pHpHpHpH上升。上升。上升。上升。8 8 8 8 正烷烃正烷烃正烷烃正烷烃已用于发酵工业中。已用于发酵工业中。已用于发酵工业中。已用于发酵工业中。2 氮源2 氮源n凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为的营养物质，称为的营养物质，称为的营养物质，称为氮源氮源氮源氮源（Nitrogen source)Nitrogen source)Nitrogen source)Nitrogen source)。n作用：构成作用：构成作用：构成作用：构成菌体的细胞物质菌体的细胞物质菌体的细胞物质菌体的细胞物质（氨基酸，蛋白质，核（氨基酸，蛋白质，核（氨基酸，蛋白质，核（氨基酸，蛋白质，核酸等，在细胞干重中仅次于碳）和酸等，在细胞干重中仅次于碳）和酸等，在细胞干重中仅次于碳）和酸等，在细胞干重中仅次于碳）和含氮代谢物含氮代谢物含氮代谢物含氮代谢物，作，作，作，作为某些微生物的为某些微生物的为某些微生物的为某些微生物的能源能源能源能源，如硝化细菌。，如硝化细菌。，如硝化细菌。，如硝化细菌。分为：分为：分为：分为：有机氮源有机氮源有机氮源有机氮源 无机氮源无机氮源无机氮源无机氮源n凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为的营养物质，称为的营养物质，称为的营养物质，称为氮源氮源氮源氮源（Nitrogen source)Nitrogen source)Nitrogen source)Nitrogen source)。n作用：构成作用：构成作用：构成作用：构成菌体的细胞物质菌体的细胞物质菌体的细胞物质菌体的细胞物质（氨基酸，蛋白质，核（氨基酸，蛋白质，核（氨基酸，蛋白质，核（氨基酸，蛋白质，核酸等，在细胞干重中仅次于碳）和酸等，在细胞干重中仅次于碳）和酸等，在细胞干重中仅次于碳）和酸等，在细胞干重中仅次于碳）和含氮代谢物含氮代谢物含氮代谢物含氮代谢物，作，作，作，作为某些微生物的为某些微生物的为某些微生物的为某些微生物的能源能源能源能源，如硝化细菌。，如硝化细菌。，如硝化细菌。，如硝化细菌。分为：分为：分为：分为：有机氮源有机氮源有机氮源有机氮源 无机氮源无机氮源无机氮源无机氮源有 机 氮 源有 机 氮 源 植物来源植物来源植物来源植物来源：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、棉子饼粉、棉子饼粉、棉子饼粉、棉子饼粉、PharmamediaPharmamediaPharmamediaPharmamedia和和和和ProfloProfloProfloProflo(均为棉子饼粉均为棉子饼粉均为棉子饼粉均为棉子饼粉制品制品制品制品)动物来源动物来源动物来源动物来源：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物，鱼粉和酵母膏等，鱼粉和酵母膏等，鱼粉和酵母膏等，鱼粉和酵母膏等 其他其他其他其他：尿素，酒糟，废菌体：尿素，酒糟，废菌体：尿素，酒糟，废菌体：尿素，酒糟，废菌体 植物来源植物来源植物来源植物来源：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、：玉米桨、豆饼粉、大豆、花生饼粉、棉子饼粉、棉子饼粉、棉子饼粉、棉子饼粉、PharmamediaPharmamediaPharmamediaPharmamedia和和和和ProfloProfloProfloProflo(均为棉子饼粉均为棉子饼粉均为棉子饼粉均为棉子饼粉制品制品制品制品)动物来源动物来源动物来源动物来源：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物：蛋白胨，水解干酪素、屠宰场废弃物，鱼粉和酵母膏等，鱼粉和酵母膏等，鱼粉和酵母膏等，鱼粉和酵母膏等 其他其他其他其他：尿素，酒糟，废菌体：尿素，酒糟，废菌体：尿素，酒糟，废菌体：尿素，酒糟，废菌体1 1 1 1）在微生物分泌的）在微生物分泌的）在微生物分泌的）在微生物分泌的蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶作用下，分解为作用下，分解为作用下，分解为作用下，分解为氨基氨基氨基氨基酸酸酸酸而被吸收利用。而被吸收利用。而被吸收利用。而被吸收利用。2 2 2 2）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和其他细胞物质。其他细胞物质。其他细胞物质。其他细胞物质。3 3 3 3）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶小试。小试。小试。小试。1 1 1 1）在微生物分泌的）在微生物分泌的）在微生物分泌的）在微生物分泌的蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶作用下，分解为作用下，分解为作用下，分解为作用下，分解为氨基氨基氨基氨基酸酸酸酸而被吸收利用。而被吸收利用。而被吸收利用。而被吸收利用。2 2 2 2）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外）除了含丰富的蛋白质，多肽和游离氨基酸外，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及，还有少量的糖，脂肪，无机盐，维生素及生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生生长因子。微生物在有机氮源的培养基中生长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸长旺盛。可能是因为微生物直接利用氨基酸和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和和含氮碳水化合物合成生命所需的蛋白质和其他细胞物质。其他细胞物质。其他细胞物质。其他细胞物质。3 3 3 3）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶）氮源的来源对发酵影响很大，经常需要摇瓶小试。小试。小试。小试。尿素：尿素：尿素：尿素：常用的有机氮，相对单一。常用的有机氮，相对单一。常用的有机氮，相对单一。常用的有机氮，相对单一。流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使pHpHpHpH升高。升高。升高。升高。一般在培养基冷却后加入。一般在培养基冷却后加入。一般在培养基冷却后加入。一般在培养基冷却后加入。尿素：尿素：尿素：尿素：常用的有机氮，相对单一。常用的有机氮，相对单一。常用的有机氮，相对单一。常用的有机氮，相对单一。流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使流加时温度不宜过高，否则游离氨过多，使pHpHpHpH升高。升高。升高。升高。一般在培养基冷却后加入。一般在培养基冷却后加入。一般在培养基冷却后加入。一般在培养基冷却后加入。无无 机机 氮氮 源源无无 机机 氮氮 源源无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机氮的利用会氮的利用会氮的利用会氮的利用会引起引起引起引起pHpHpHpH的变化的变化的变化的变化。在在在在铵离子铵离子铵离子铵离子被利用后，游离出酸，而使培养液呈被利用后，游离出酸，而使培养液呈被利用后，游离出酸，而使培养液呈被利用后，游离出酸，而使培养液呈酸性酸性酸性酸性；硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐在被代谢后，则呈现在被代谢后，则呈现在被代谢后，则呈现在被代谢后，则呈现碱性碱性碱性碱性。硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培养基呈现碱性。养基呈现碱性。养基呈现碱性。养基呈现碱性。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。无机氮常用氨气（氨水）、铵盐如硫酸铵或硝酸盐。与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机与有机氮相比，无机氮更容易吸收利用，另一方面，无机氮的利用会氮的利用会氮的利用会氮的利用会引起引起引起引起pHpHpHpH的变化的变化的变化的变化。在在在在铵离子铵离子铵离子铵离子被利用后，游离出酸，而使培养液呈被利用后，游离出酸，而使培养液呈被利用后，游离出酸，而使培养液呈被利用后，游离出酸，而使培养液呈酸性酸性酸性酸性；硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐在被代谢后，则呈现在被代谢后，则呈现在被代谢后，则呈现在被代谢后，则呈现碱性碱性碱性碱性。硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化硝酸铵首先由于铵被利用而呈现出酸性，硝酸盐的同化作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培作用被抑制，待铵耗尽后，才开始利用硝酸根作氮源，培养基呈现碱性。养基呈现碱性。养基呈现碱性。养基呈现碱性。生理酸性物质生理酸性物质生理酸性物质生理酸性物质 经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源 如硫酸铵。如硫酸铵。如硫酸铵。如硫酸铵。生理碱性物质生理碱性物质生理碱性物质生理碱性物质 经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源 如硝酸钠如硝酸钠如硝酸钠如硝酸钠生理酸性物质生理酸性物质生理酸性物质生理酸性物质 经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源 如硫酸铵。如硫酸铵。如硫酸铵。如硫酸铵。生理碱性物质生理碱性物质生理碱性物质生理碱性物质 经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源 如硝酸钠如硝酸钠如硝酸钠如硝酸钠 正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的程的程的程的pHpHpHpH有积极作用。有积极作用。有积极作用。有积极作用。如：制备液体曲，选用如：制备液体曲，选用如：制备液体曲，选用如：制备液体曲，选用NaNONaNONaNONaNO3 3 3 3 曲霉生产糖化型淀粉酶，选用曲霉生产糖化型淀粉酶，选用曲霉生产糖化型淀粉酶，选用曲霉生产糖化型淀粉酶，选用(NHNHNHNH4 4 4 4)2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4 氨水除了作氨水除了作氨水除了作氨水除了作N N N N源外，也起调节源外，也起调节源外，也起调节源外，也起调节pHpHpHpH的作用，且碱性的作用，且碱性的作用，且碱性的作用，且碱性较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的程的程的程的pHpHpHpH有积极作用。有积极作用。有积极作用。有积极作用。如：制备液体曲，选用如：制备液体曲，选用如：制备液体曲，选用如：制备液体曲，选用NaNONaNONaNONaNO3 3 3 3 曲霉生产糖化型淀粉酶，选用曲霉生产糖化型淀粉酶，选用曲霉生产糖化型淀粉酶，选用曲霉生产糖化型淀粉酶，选用(NHNHNHNH4 4 4 4)2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4 氨水除了作氨水除了作氨水除了作氨水除了作N N N N源外，也起调节源外，也起调节源外，也起调节源外，也起调节pHpHpHpH的作用，且碱性的作用，且碱性的作用，且碱性的作用，且碱性较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。较强，其中有嗜碱微生物，使用前应过滤。3 碳氮比（C/N)3 碳氮比（C/N)碳元素总量与氮元素总量之比。碳元素总量与氮元素总量之比。碳元素总量与氮元素总量之比。碳元素总量与氮元素总量之比。C/N C/N C/N C/N 影响菌体的生长和产物的代谢，还能影响菌体的生长和产物的代谢，还能影响菌体的生长和产物的代谢，还能影响菌体的生长和产物的代谢，还能调节调节调节调节pHpHpHpH。所以碳源与氮源的应用应有一个合所以碳源与氮源的应用应有一个合所以碳源与氮源的应用应有一个合所以碳源与氮源的应用应有一个合适的比例。适的比例。适的比例。适的比例。碳元素总量与氮元素总量之比。碳元素总量与氮元素总量之比。碳元素总量与氮元素总量之比。碳元素总量与氮元素总量之比。C/N C/N C/N C/N 影响菌体的生长和产物的代谢，还能影响菌体的生长和产物的代谢，还能影响菌体的生长和产物的代谢，还能影响菌体的生长和产物的代谢，还能调节调节调节调节pHpHpHpH。所以碳源与氮源的应用应有一个合所以碳源与氮源的应用应有一个合所以碳源与氮源的应用应有一个合所以碳源与氮源的应用应有一个合适的比例。适的比例。适的比例。适的比例。不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不同培养方式，对同培养方式，对同培养方式，对同培养方式，对C/NC/NC/NC/N的要求不同。的要求不同。的要求不同。的要求不同。最适最适最适最适C/NC/NC/NC/N还与最适还与最适还与最适还与最适pHpHpHpH有关。有关。有关。有关。不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不不同菌种，不同时期（生长阶段），甚至不同培养方式，对同培养方式，对同培养方式，对同培养方式，对C/NC/NC/NC/N的要求不同。的要求不同。的要求不同。的要求不同。最适最适最适最适C/NC/NC/NC/N还与最适还与最适还与最适还与最适pHpHpHpH有关。有关。有关。有关。4 无机盐4 无机盐 微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无机盐提供多种机盐提供多种机盐提供多种机盐提供多种金属元素金属元素金属元素金属元素和和和和非金属元素非金属元素非金属元素非金属元素。n主要功能主要功能主要功能主要功能 构成细胞的组成成分构成细胞的组成成分构成细胞的组成成分构成细胞的组成成分 酶的组成成分酶的组成成分酶的组成成分酶的组成成分 维持酶的活性维持酶的活性维持酶的活性维持酶的活性 调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位 作为某些自养菌的能源作为某些自养菌的能源作为某些自养菌的能源作为某些自养菌的能源 微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无微生物在生长繁殖和代谢中，都需要无机盐，无机盐提供多种机盐提供多种机盐提供多种机盐提供多种金属元素金属元素金属元素金属元素和和和和非金属元素非金属元素非金属元素非金属元素。n主要功能主要功能主要功能主要功能 构成细胞的组成成分构成细胞的组成成分构成细胞的组成成分构成细胞的组成成分 酶的组成成分酶的组成成分酶的组成成分酶的组成成分 维持酶的活性维持酶的活性维持酶的活性维持酶的活性 调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位 作为某些自养菌的能源作为某些自养菌的能源作为某些自养菌的能源作为某些自养菌的能源 n主要无机盐主要无机盐主要无机盐主要无机盐 磷：磷：磷：磷：K K K K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4,KH,KH,KH,KH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4 硫：硫：硫：硫：MgSOMgSOMgSOMgSO4 4 4 4 镁：镁：镁：镁：MgSOMgSOMgSOMgSO4 4 4 4 钾：磷酸钾盐（钾：磷酸钾盐（钾：磷酸钾盐（钾：磷酸钾盐（K K K K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4,KH,KH,KH,KH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4）钙：钙：钙：钙：CaClCaClCaClCaCl2 2 2 2,Ca(NO,Ca(NO,Ca(NO,Ca(NO3 3 3 3)2 2 2 2 钠：钠：钠：钠：NaClNaClNaClNaCl-渗透压渗透压渗透压渗透压 微量元素：微量元素：微量元素：微量元素：Fe,Fe,Fe,Fe,MnMnMnMn,Cu,Zn,Cu,Zn,Cu,Zn,Cu,Zn,MuMuMuMu,Co-,Co-,Co-,Co-酶的活性酶的活性酶的活性酶的活性n主要无机盐主要无机盐主要无机盐主要无机盐 磷：磷：磷：磷：K K K K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4,KH,KH,KH,KH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4 硫：硫：硫：硫：MgSOMgSOMgSOMgSO4 4 4 4 镁：镁：镁：镁：MgSOMgSOMgSOMgSO4 4 4 4 钾：磷酸钾盐（钾：磷酸钾盐（钾：磷酸钾盐（钾：磷酸钾盐（K K K K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4,KH,KH,KH,KH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4）钙：钙：钙：钙：CaClCaClCaClCaCl2 2 2 2,Ca(NO,Ca(NO,Ca(NO,Ca(NO3 3 3 3)2 2 2 2 钠：钠：钠：钠：NaClNaClNaClNaCl-渗透压渗透压渗透压渗透压 微量元素：微量元素：微量元素：微量元素：Fe,Fe,Fe,Fe,MnMnMnMn,Cu,Zn,Cu,Zn,Cu,Zn,Cu,Zn,MuMuMuMu,Co-,Co-,Co-,Co-酶的活性酶的活性酶的活性酶的活性 P,Mg,S,K,Na,Fe,P,Mg,S,K,Na,Fe,P,Mg,S,K,Na,Fe,P,Mg,S,K,Na,Fe,ClClClCl,MnMnMnMn,Zn,Co,Zn,Co,Zn,Co,Zn,Co等等等等无机盐作为生理活性物质的无机盐作为生理活性物质的无机盐作为生理活性物质的无机盐作为生理活性物质的组成组成组成组成或生理活性或生理活性或生理活性或生理活性作用的作用的作用的作用的调节物调节物调节物调节物，一般在，一般在，一般在，一般在低浓度低浓度低浓度低浓度时对微生物生时对微生物生时对微生物生时对微生物生长和产物合成有长和产物合成有长和产物合成有长和产物合成有促进作用促进作用促进作用促进作用，但，但，但，但高浓度高浓度高浓度高浓度时常表时常表时常表时常表现出明显的现出明显的现出明显的现出明显的抑制作用抑制作用抑制作用抑制作用。P,Mg,S,K,Na,Fe,P,Mg,S,K,Na,Fe,P,Mg,S,K,Na,Fe,P,Mg,S,K,Na,Fe,ClClClCl,MnMnMnMn,Zn,Co,Zn,Co,Zn,Co,Zn,Co等等等等无机盐作为生理活性物质的无机盐作为生理活性物质的无机盐作为生理活性物质的无机盐作为生理活性物质的组成组成组成组成或生理活性或生理活性或生理活性或生理活性作用的作用的作用的作用的调节物调节物调节物调节物，一般在，一般在，一般在，一般在低浓度低浓度低浓度低浓度时对微生物生时对微生物生时对微生物生时对微生物生长和产物合成有长和产物合成有长和产物合成有长和产物合成有促进作用促进作用促进作用促进作用，但，但，但，但高浓度高浓度高浓度高浓度时常表时常表时常表时常表现出明显的现出明显的现出明显的现出明显的抑制作用抑制作用抑制作用抑制作用。磷（磷（磷（磷（P P P P）培养基中特别重要的元素，是构成核酸，培养基中特别重要的元素，是构成核酸，培养基中特别重要的元素，是构成核酸，培养基中特别重要的元素，是构成核酸，磷脂的成分，并参与磷脂的成分，并参与磷脂的成分，并参与磷脂的成分，并参与ATP,GTPATP,GTPATP,GTPATP,GTP的能量转移反的能量转移反的能量转移反的能量转移反应。应。应。应。一般需添加磷酸盐，如一般需添加磷酸盐，如一般需添加磷酸盐，如一般需添加磷酸盐，如KHKHKHKH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4,K,K,K,K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4,NaHNaHNaHNaH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4,(NH,(NH,(NH,(NH4 4 4 4)2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4磷（磷（磷（磷（P P P P）培养基中特别重要的元素，是构成核酸，培养基中特别重要的元素，是构成核酸，培养基中特别重要的元素，是构成核酸，培养基中特别重要的元素，是构成核酸，磷脂的成分，并参与磷脂的成分，并参与磷脂的成分，并参与磷脂的成分，并参与ATP,GTPATP,GTPATP,GTPATP,GTP的能量转移反的能量转移反的能量转移反的能量转移反应。应。应。应。一般需添加磷酸盐，如一般需添加磷酸盐，如一般需添加磷酸盐，如一般需添加磷酸盐，如KHKHKHKH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4,K,K,K,K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4,NaHNaHNaHNaH2