第三章培养基及其制备培养基是提供微生物生长繁殖和生物

第三章培养基及其制备培养基是提供微生物生长繁殖和生物内容摘要：

在发酵过程中加入某些抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另一个代谢途径活跃，从而获得人们所需的某种产物或使正常代谢的某一中间物积累起来。 . 微生物发酵法生产甘油。 在发酵液中加入亚硫酸氢纳，它与代谢过程中产生的乙醛生成加成物，反应式如下： CH3CHO+NaHSO3 CH3 CH OH OSO3Na 这就使乙醇代谢途径中的乙醛不能成受氢体，而使 NADH在细胞中积累，从而激活  磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH 的受氢体，而还原为  磷酸甘油，其水解后即形成甘油。 亚硫酸氢纳 是乙醇代谢的抑制剂，促使甘油形成。 溴化剂 能抑制金霉素形成的代谢途径，促使四环素的生成。 促进剂 (promoter)： 既不是营养物，又不是前体，但却能提高产量的添加剂。 巴比妥盐 能使利福霉素单位增加，并能使链霉素生产菌自溶推迟，延长产物的分泌期。 酵母甘露聚糖 可诱导 甘露糖酶的产生，促使甘露糖链霉素转化为链霉素 (streptomycin)。 聚乙烯醇衍生物 可防止菌丝结球，提高糖化酶 (saccharifying enzyme)的产量。 表面活性剂 (surface active agent) ：在底物和产物均不溶或微溶于水的发酵中，表面活性剂有增加渗透性 (perviousness)、促使固体物分散从而强化传质和传氧的作用。 第三节 淀粉水解糖的制备 意义 ： 很多微生物都不能直接利用淀粉 (amylum) ，因为它们不含淀粉酶和糖化酶。 因此，在发酵生产之前，必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。 将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化（saccharification），制得的糖液叫淀粉水解糖。 葡萄糖（ glucose） 淀粉水解糖液 麦芽糖 (maltose) 复合糖类（二糖、低聚糖等） 其他分解产物（氨基酸、脂肪酸等） 在工业生产中，水解糖质量的高低，直接影响菌体的生长和产物的积累。 淀粉水解糖液必须具备的条件  糖液葡萄糖含量： 20%  糖液洁净，呈杏黄色或黄绿色  透光率： 90%以上  糖液不含糊精 (dextrin)  糖液不能变质  转化率： 90%左右  转化率 =  水解糖液数量（升） 含糖量（ %） 100%  投入淀粉量（公斤） 原料淀粉中含纯淀粉 %  一、淀粉水解糖制备的方法 原料： 薯类 (tuber)、玉米 (corn)、小麦 (wheat)、大 米 (rice)等含淀粉原料。 根据原料淀粉的性质和水解使用的催化剂 (catalyst)的不同 酸解法（ acid hydrolysis process) 水解的方法 酶解法 ( enzymatic hydrolysis process) 酸酶结合法 (acid enzymatic hydrolysis )  酸解法：以酸 (无机酸或有机酸 )为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。  优点：生产方便、设备简单、水解时间短，设备生产能力大  缺点：高温高压、酸性条件、过程复杂、副反应多、损失大  要求：淀粉颗粒不宜过大、大小要均匀。 淀粉乳浓度也不宜过高。  酶解法：利用专一性很强的淀粉酶和糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。  淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下完成的，故酶解法又有双酶水解法 (doubleenzyme)之称。  优点：酶反应条件温和，不需要高温、高压和耐酸的设备；酶 的作用专一性强，淀粉水解的副反应少，水解糖液纯； 可在较高的淀粉乳浓度下水解；可用粗原料；糖液颜色浅，较纯净、无苦味、质量高。  缺点：酶解时间长、需要专门的设备，酶是蛋白质，易引起糖液过滤困难。  利用 淀粉酶将淀粉转化为糊精及低聚糖的过程叫液化（ liquefaction/dextrinization)。  利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解为葡萄糖，这个过程叫糖化 (saccharify)。  酸酶法：是先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖的工艺。 如玉米、小麦等谷物原料的淀粉，淀粉颗粒坚硬，所以液化采用酸法。 淀粉 酸解至 G值（ DE值） 1015 降温中和 糖化酶糖化 DE值：还原糖含量占干物质的百分含量。 优点：酸液化速度快，糖化时可采用较高的淀粉乳浓度。  酶酸法：是将淀粉乳先用 淀粉酶液化到一定的程度，然后用酸水解成葡萄糖。 如碎米淀粉，颗粒大小不一，若用酸水解，往往水解不均匀，出糖率低。 优点：可采用粗原料淀粉，淀粉浓度（ 13Be39。 ）较酸法（ 10Be39。 ）高，生产易控制。 时间短，淀粉水解副反应少。 淀 粉 直链淀粉 (amylose)：  1， 4葡萄糖苷键缩合，聚合度小。 支链淀粉 (amylopectin)： 1， 4键、  1， 6键，聚合度大。 糊精：若干种分子大于低聚糖的碳水化合物的总称。 具有还原性、旋光性、能溶于水，不溶于酒精，因分子大小的不同，糊精与碘可呈现不同的颜色。 淀粉 糊精（兰 暗紫  紫  红褐  暗红  红  浅红） 二 淀粉酸水解的原理 淀粉水解过程的变化： 淀粉颗粒结构破坏，糖苷键断裂，其分子逐渐变小。 先变成糊精、低聚糖、麦芽糖，最后才能生成 G。 A 淀粉的水解反应 淀粉水解总的趋势是大分子向小分子转化，随着淀粉水解程度的增加，糖化液的还原性不断增加。 淀粉 (amylum) 糊精 (dextrin) 低聚糖(oligosaccharides ) 葡萄糖 (glucose) 淀粉水解的化学反应可简单表示如下： （ C6H10O5)n+nH2O n (C6H12O6) 由于有水参与，反应结果有化学增重。 理论上，淀粉转化为葡萄糖的转化率为 100%=% 实际转化率只有 90%。 当葡萄糖值超过 60时，由于 G复合分解反应产生其他有味物质（龙胆二糖有苦味）及有色物质。 B 淀粉水解的副反应  葡萄糖的复合反应 水解 热、酸。