培養基的原材料——發(fā)酵培養基的選擇

培養基是供生產(chǎn)菌生長(cháng)、繁殖、代謝和合成代謝產(chǎn)物的營(yíng)養物質(zhì)。培養基成分和配比的恰當與否對生產(chǎn)菌的生長(cháng)發(fā)育、代謝產(chǎn)物的濃度與提煉工藝及最終成品的質(zhì)量和產(chǎn)量都產(chǎn)生相當大的影響。良好的培養基配比可充分發(fā)揮生產(chǎn)菌種的生物合成能力，獲得最大的生產(chǎn)效益，提高發(fā)酵效率，因此，必須重視培養基組成。一個(gè)良好的發(fā)酵培養基的確定，往往需要經(jīng)過(guò)長(cháng)期生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗，并不斷予以改進(jìn)。培養基的配比絕不是一成不變的東西，它隨著(zhù)實(shí)踐的不斷深入、菌種的不斷更新、發(fā)酵條件的不斷改進(jìn)而進(jìn)行著(zhù)有機的調整。發(fā)酵培養基是供生產(chǎn)菌生長(cháng)和合成代謝產(chǎn)物用的，因此要求營(yíng)養適當豐富而完備，菌體才能迅速生長(cháng)且健壯。在整個(gè)代謝過(guò)程中pH 值要適當而穩定，糖、氮代謝要完全符合代謝產(chǎn)物合成的要求，才能充分發(fā)揮生產(chǎn)菌種合成代謝產(chǎn)物的能力。此外，還要求發(fā)酵培養基成本和單耗低。發(fā)酵培養基的成分和配比是根據菌種的生理生化特性和生物合成的要求及設備的通氣攪拌性能決定的。發(fā)酵過(guò)程中的pH 值變化可以改變培養基的配比使其自行調節，也可以用人工方法控制。生產(chǎn)用培養基除滿(mǎn)足工藝要求外，還必須注意各種原料的節約和代用。不同的微生物所需要的培養基成分不同，不同的發(fā)酵生產(chǎn)所要求的原料也不同。要確定一個(gè)適合工業(yè)規模生產(chǎn)的發(fā)酵培養基，并不是一件簡(jiǎn)單的事情。首先，要了解生產(chǎn)菌種的來(lái)源、生活習性、生理生化特性和一般的營(yíng)養要求；其次，對生產(chǎn)菌種的培養條件，生物合成的代謝途徑，代謝產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)、分子結構，一般提煉方法和產(chǎn)品質(zhì)量要求等也需要有所了解，以便在選擇培養基時(shí)做到心中有數。最好先選擇一些較好的化學(xué)合成培養基做基礎，開(kāi)始時(shí)先做一些搖瓶試驗，然后進(jìn)一步做小型發(fā)酵罐培養，摸索生產(chǎn)菌種對各種主要有機碳源和氮源的利用情況和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的能力。在培養過(guò)程中要注意pH 值的變化，觀(guān)察適于菌體生長(cháng)繁殖和適于代謝產(chǎn)物形成的兩個(gè)不同的pH 值，不斷調整配比以適應上述各種情況和要求，注意每次只限變動(dòng)一個(gè)條件。有了初步結果之后，先確定一個(gè)培養基配比，再做各種重要的金屬和非金屬離子的影響試驗，即對各種無(wú)機鹽的營(yíng)養要求，試驗其最高、最低和最合適的用量。在合成培養基得出一定結果之后，再做復合培養的試驗，探討各種發(fā)酵條件和培養基的關(guān)系，如培養過(guò)程中的pH 值變化與培養基各種組成的關(guān)系。培養基內pH 值的調節一般可通過(guò)添加碳酸鈣來(lái)調節，其他如硝酸鈉、硫酸按等也可用來(lái)調節。

有些發(fā)酵產(chǎn)物如抗生素等，除了配制基本培養基以外，還要研究在培養過(guò)程中經(jīng)常采取的中間補料方法，一面對碳及氨的代謝予以適當控制，一面間歇添加各種養料和前體一類(lèi)物質(zhì)，引導發(fā)酵走向合成抗生素的途徑。這種中間補料方法也屬于培養基的配制范疇。所以，培養基制備的真正含義還包括發(fā)酵的代謝控制的內容及一系列措施在內。生產(chǎn)上所用的培養基必須通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)的具體實(shí)踐不斷進(jìn)行調整和改革，使其能夠達到不斷提高發(fā)酵單位、降低成本和單耗、縮短周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

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