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        微生物培養基主要成分綜述

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        微生物培養基主要成分綜述

        發布日期:2022/3/26 16:15:16 點擊:208


        氮源

        凡是微生物利用以構成細胞物質中或代謝產物中氮素來源的營養物質統稱為氮源。
        氮源分為無機氮源和有機氮源,有機氮源:花生餅粉、黃豆餅粉、棉籽餅粉、麩皮水解液、玉米漿、廢菌絲體水解液、毛發水解液、糖蜜、尿素、蛋白胨、魚粉、牛肉膏。
        無機氮源:氨水、銨鹽(硫酸銨、氯化銨)、硝酸銨。


        無機氮源

        無機氮源主要是氨水、硝酸鹽、銨鹽,成分單一,只有NH4+能夠進行生物合成,在無機氮的培養基中會表現為生理酸性或生理堿性。


        有機氮源

        成分復雜,含蛋白質、肽類、氨基酸以及少量的糖類、脂肪、無機鹽、生長因子等。豆粕和花生餅粉主要以大分子蛋白質形式存在,需要進一步降解成小肽和氨基酸才能被利用,為遲效氮源,在微生物培養過程中需要搭配速效和遲效氮源,以控制菌體生長和代謝產物合成。

        玉米漿,是制玉米淀粉的副產物,原料為玉米糝、水、玉米汁。制造玉米淀粉須將玉米粒先用亞硫酸浸泡,將浸泡液濃縮即制成黃褐色的液體,叫玉米漿,含有豐富的可溶性蛋白、生長素和一些前體物質,含大約40%~50%固體物質。味道微咸,是微生物生長很普遍應用的有機氮源,其主要為較易吸收的蛋白質降解產物,特別是氨基酸通過轉氨作用直接被機體利用,為速效氮源。它還能促進青霉素等抗生素的生物合成,含氮量3.6%以上。


        蛋白胨

        廣義的講是所有蛋白胨的總稱。在國內習慣把蛋白胨特指為蛋白胨(主要原料是牛骨),價格低廉;被廣大用戶用

        于要求不太高的實驗和生物發酵中。進口的蛋白胨沒有專指一個具體的一種蛋白胨,如:BD、 OXOID、Pronadisa都

        會按照技術標準和原料的不同進行細分。


        蛋白胨(peptone)國產 (狹義)是采用新鮮牛骨及牛肉混合提取,經過消化、過濾、濃縮、噴霧干燥而得到的一種淺

        黃色至類白色的干燥粉末。易溶于水,水溶液呈淡黃色。其不僅含有豐富的氨基酸,特別是含硫氨基酸較多,而且

        含有更多的細菌生長需要的維生素和其它生長因子。是生物制藥發酵及各種培養基制備的基礎原材料。在當中它起

        的主要作用是提供氮源。一般的用量為0.5%~5%能為微生物提供C源、N源、生長因子等營養物質!



        胰蛋白胨

        國產和進口有很大差別,主要是原料來源不同。

        1、胰蛋白胨(國產)是以新鮮牛肉和牛骨經胰酶消化,濃縮干燥而成的淺黃色粉末。具有色淺、易溶、透明、無沉

        淀等良好的物理性狀。含有豐富的氮源、氨基酸等,可配制各種微生物培養基,生化制品及微生物學科研等領域

        中。


        2、胰蛋白胨(進口)Tryptone

        進口胰蛋白胨與國產的酪蛋白胨相同,也叫胰酪蛋白胨都是采用酪蛋白為原料,經過消化、脫色、過濾、濃縮、噴

        霧干燥而得到的一種淺黃色至類白色的干燥粉末。易溶于水,水溶液呈淡黃色。酪蛋白又稱干酪素是從牛奶中提取

        的一種營養價值很高的磷蛋白,是生產蛋白胨常用的原料。用此原料生產的蛋白胨,其氨基酸比較齊全,特別是色

        氨酸的含量比較高。所以它在細菌生化試驗中最適宜于做靛基質和糖發酵試驗。但它缺乏胱氨酸、蛋氨酸等含硫氨基酸,故不適宜做硫化氫試驗。


        胰蛋白胨的特點:

        適宜于:厭氧菌、真菌、肺炎球菌、乳酸桿菌、棒狀桿菌、梭狀桿菌的生長以及水和水乳等細菌檢驗;適宜于硝酸

        鹽還原試驗。


        用于原生物的培養和抑菌或殺菌劑的檢測、抗生素和其它抗菌素的檢測及配制無菌試驗用培養基等,是生物制藥發

        酵及各種培養基制備的基礎原材料。在當中它起的主要作用是提供氮源以及生長因子。一般的用量為0.5%~5%。



        酵母產品介紹

        酵母系列產品,我們可以看到酵母粉、酵母浸粉、酵母膏、酵母浸膏等不同名稱,其中酵母粉和酵母膏是直接將酵

        母細胞用高溫等方式殺死,其仍以單個個體存在,只是已經沒有生物活性(不能用來發面),生產較為簡單;酵母

        浸出物和酵母浸膏也以酵母細胞為原料,經過自溶酶解、分離、真空濃縮、噴霧干燥等工序精制而成,富含蛋白

        質、多肽、氨基酸、核苷酸、維生素、微量元素等營養成分,其生產工藝較為復雜,產品更精細,要求更高。


        酵母粉主要采用糖蜜進行發酵而成,發酵完成后添加各種酶將其降解處理,然后經過三步濃縮至固形物含量在30%,

        然后進行噴霧干燥。食品級酵母浸粉FA、生物級別FP的區別在于廠家內控指標不同,食品級酵母浸粉要求鮮味、微

        生物指標、肽類含量比較集中,如正態分布一樣,在某個區域較為集中;而微生物級別的要求稍低一點,但是其氨

        基酸和肽類分布比較廣泛,適合微生物發酵。



        碳源

        凡是能夠構成微生物細胞結構和代謝產物中碳素來源的營養物質統稱為碳源,常見碳源包括:糖類、淀粉類、糖

        蜜、纖維素類、醇酸有機物、脂肪類等。


        在工業生產中,將淀粉水解為葡萄糖的過程稱淀粉的糖化,制得的溶液叫淀粉水解糖。其主要糖分是葡萄糖。根據

        水解條件不同,尚有數量不等的少量麥芽糖及其它一些二糖,低聚糖等復合糖。


        淀粉水解制糖的意義:1.大多數微生物不能直接利用淀粉(所有的氨基酸生產菌不能直接利用);2.有些微生物能

        夠直接利用淀粉作原料,但必須在微生物產生淀粉酶后才能進行,過程緩慢,發酵周期延長;3.若直接利用淀粉作

        原料,滅菌過程的高溫會導致淀粉結塊,發酵液粘度劇增。



        無機鹽

        1、構成細胞的組分成分;

        2、作為酶的組成部分和維持酶的活性;

        3、維持生物體內的酸堿平衡,調節氫離子濃度,調節氧化還原電位;

        4、維持細胞的滲透壓。

        作為微生物對無機元素的需求,分為主要無機元素和微量無機元素兩種,其中磷、硫、鉀、鈉、鎂、鐵,磷硫鉀鎂

        可以添加磷酸二氫鉀和硫酸鎂即可滿足,其他元素不必添加,可以在碳源和氮源中得到補充。


        工業發酵中應用微生物的生長繁殖和產物合成中都需要無機鹽和微量元素,如:

        磷、硫、鐵、錳、鈣、鎂等。許多金屬離子對微生物生理活性的作用與其濃度相關,低濃度往往呈現刺激作用,高

        濃度卻表現出抑制作用。


        錳是枯草芽孢桿菌生長的必需元素,當培養基中缺少Mn2+時,不適合枯草芽孢桿菌的生長,促進芽孢的生成,提高

        Mn2+濃度將會導致培養基成分比例失調,滲透壓升高等一系列變化,從而誘導芽孢生成。、


        磷在菌體生長、繁殖和代謝活動中起著極其重要的作用。一方面,磷是構成核酸、磷脂、許多輔酶或輔基(輔酶I、

        輔酶Ⅱ、輔酶A、NAD和NADP等)以及高能磷酸化合物的重要原料,另一方面,磷在代謝調節方面也起著重要的作用,

        磷能促進糖代謝的進行,促進微生物的生長。因此,磷源是枯草芽孢桿菌發酵培養基中另一個重要的組成成分,它

        的濃度直接影響著枯草芽孢桿菌菌體的生長和芽孢的形成。


        鉀雖不參與細胞結構成分,但它是許多酶作用的激活劑,鉀還對細胞原生質的膠體狀態和細胞膜的透性起調控作

        用。


        鈣主要參與調節細胞的生理狀態,如:維持細胞的膠體狀態,降低細胞膜的通透性,調節pH值等,郭榮君等在研究

        生防菌BH1時也發現速效氮源如蛋白胨等對菌株芽孢的形成效果較差。在單一無機鹽影響試驗中,發現CaCO3有利于

        芽孢的形成。芽孢富含鈣離子,而且大多數鈣離子與芽孢所特有的化學成分吡啶二羧酸結合,形成的鈣-吡啶二羧

        酸復合物約占芽孢干重的10%,復合物通過降低芽孢含水量增加芽孢抗逆性。CaCO3的添加可以為芽孢的形成提供大

        量的鈣離子,可促進芽孢形成。Greene曾報道大量CaCO3能夠通過調節pH來強烈啟動芽孢的生成。而本試驗在初始pH

        影響研究中發現,pH為中性時芽孢數量最大,推測CaCO3也有可能通過緩沖pH促進芽孢生成。



        生長因子

        生長因子,是一類調節微生物正常生長代謝所必需,但不能用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。廣義的生長因子除了維生素外,還包括堿基、嘌呤、嘧啶、生物素和煙酸等,有時還包括氨基酸營養缺陷突變株所需要的氨基酸在內。

        生物素是作為酶的活性基,其濃度范圍1-50ug/L,需求量很好。

        氨基酸,微生物生長需要L-氨基酸,在細菌細胞壁合成的D-丙氨酸等合成肽聚糖,是組成蛋白質和酶的主要結構。玉米漿中氨基酸含量高,含有11種氨基酸,其中D-丙氨酸占25%。

        (1)玉米漿:雖然主要用作氮源,但含有乳酸,少量還原糖和多糖,含有豐富的氨基酸,核酸,維生素,無機鹽等。常作為提供生長因子的物質。

        (2)麩皮水解液:可代替玉米漿,但蛋白質,氨基酸等營養成分比玉米漿少。

        (3)糖蜜:兩種糖蜜(cane molasses,beet molasses)均可代替玉米漿。但氨基酸等有機氮含量較低。

        (4)酵母:可用酵母膏,酵母浸出液或直接用酵母粉。



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