第三章 发酵培养基

1、第三章第三章 发酵培养基发酵培养基2012/3/41发酵培养基2012/3/4培养基培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖 所需的一组营养物质和原料，同时培养基也为微生所需的一组营养物质和原料，同时培养基也为微生 物培养提供除营养外的其它所必须的条件。物培养提供除营养外的其它所必须的条件。 发酵培养基：发酵培养基：工业生产上使用的培养基，其作用：工业生产上使用的培养基，其作用： 满足菌体的生长满足菌体的生长 促进产物的形成促进产物的形成2发酵培养基的要求：发酵培养基的要求： 培养基能够满足产物最经济的合成。培养基能够满足产物最经济的合成

2、。 发酵后所形成的副产物尽可能的少。发酵后所形成的副产物尽可能的少。 培养基的原料应因地制宜，价格低廉，性能稳定，资培养基的原料应因地制宜，价格低廉，性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。上的供应。 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不影响所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不影响通气、提取、纯化及废物处理等。通气、提取、纯化及废物处理等。2012/3/43第一节 培养基的类型及功能培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型 一、按纯度一、按纯度

3、合成培养基合成培养基 : 原料的化学成分明确、稳定原料的化学成分明确、稳定 q 适合于研究菌种基本代谢过程的物质变化规律适合于研究菌种基本代谢过程的物质变化规律 q 营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产天然培养基天然培养基: 采用天然原料，营养丰富，不需添加微量元素，如花采用天然原料，营养丰富，不需添加微量元素，如花 生饼粉、蛋白胨等生饼粉、蛋白胨等q 原料来源丰富原料来源丰富(大多为农副产品大多为农副产品)、价格低廉、适于工业化生产、价格低廉、适于工业化生产 q 原料成分复杂，质量若不加控制会影响生产稳定性原料成分复杂，质量若不加控制会影响

4、生产稳定性 v培养基的类型及功能培养基的类型及功能发酵培养基普遍使用天然培养基，但生产疫苗等会采用合成培养基发酵培养基普遍使用天然培养基，但生产疫苗等会采用合成培养基 2012/3/442012/3/4M培养基培养基(1L)： Na2HPO4 6g，KH2PO4 3g， NaCl 0.5g， NH4Cl 1g，MgSO4.7H2O 0.5g， CaCl2 0.011g，葡萄糖，葡萄糖 2-10, pH7.0 YPS培养基培养基(1L)：酪蛋白胨：酪蛋白胨 10g，酵母提取物，酵母提取物 5g, NaCl 10g，PH7.2 培养大肠杆菌常用两种培养基培养大肠杆菌常用两种培养基v培养基的类型及功

5、能培养基的类型及功能52012/3/4二、按状态固体培养基固体培养基 :适合于适合于菌种和孢子的培养和保存菌种和孢子的培养和保存，也广泛应，也广泛应用于有子实体的真菌如香菇、白木耳等的生产。随着机械用于有子实体的真菌如香菇、白木耳等的生产。随着机械化程度的提高，有些发酵工业也应用固体培养基进行生产。化程度的提高，有些发酵工业也应用固体培养基进行生产。 半固体培养基半固体培养基: :在配好的液体培养基中加入少量的琼脂在配好的液体培养基中加入少量的琼脂即得到半固体培养基，一般琼脂用量为即得到半固体培养基，一般琼脂用量为0.5%0.8% ,主要用于微生物的鉴定。主要用于微生物的鉴定。液体培养基液体培

6、养基:80%90%是水，其中配有可溶性或不溶性的是水，其中配有可溶性或不溶性的营养成分，营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。是发酵工业大规模使用的培养基。 v培养基的类型及功能培养基的类型及功能62012/3/4v 孢子培养基孢子培养基：供孢子繁殖供孢子繁殖 营养不能太丰富，否则不宜产孢子；营养不能太丰富，否则不宜产孢子； 注意无机盐浓度、注意无机盐浓度、pHpH、湿度、湿度v 种子培养基种子培养基：供菌丝生长供菌丝生长 要求营养比较丰富、全面；要求营养比较丰富、全面； 最后一级种子培养基的成分最好能较接近于发酵培养基最后一级种子培养基的成分最好能较接近于发酵培养基v 发酵培养基发酵培养基

7、：供菌丝生长、合成产物供菌丝生长、合成产物 v培养基的类型及功能培养基的类型及功能三、按用途72012/3/4第二节第二节 发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源 一、碳源一、碳源1、作用、作用提供微生物生长繁殖所需的能源和合成菌体所必提供微生物生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分；需的碳成分； 提供合成目的产物所必须的碳成分。提供合成目的产物所必须的碳成分。2、来源、来源糖类、油脂、有机酸、低碳醇、正烷烃糖类、油脂、有机酸、低碳醇、正烷烃v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源82012/3/43、工业上常用的糖类、工业上常用的糖类 葡萄糖葡萄糖 所有的微生物都能利用葡萄糖

8、所有的微生物都能利用葡萄糖 但是会引起葡萄糖效应（分解代谢物阻遏作用但是会引起葡萄糖效应（分解代谢物阻遏作用 ）q 工业上常用工业上常用淀粉水解糖淀粉水解糖,但是糖液必须达到一定的质但是糖液必须达到一定的质 量指标量指标v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源92012/3/4不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源102012/3/4 糖蜜糖蜜糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。 糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达50%75%。一

9、般糖蜜分。一般糖蜜分甘蔗糖蜜甘蔗糖蜜和和甜菜糖蜜甜菜糖蜜。v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源112012/3/4不同加工方法对甘蔗糖蜜的影响不同加工方法对甘蔗糖蜜的影响v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源122012/3/4糖蜜使用的注意点：糖蜜使用的注意点：除糖分外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是除糖分外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。例：谷氨酸发酵例：谷氨酸发酵有害物质：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结晶）有害物质：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结晶） 生物素（

10、发酵控制）生物素（发酵控制）预处理：澄清预处理：澄清脱钙脱钙脱除生物素脱除生物素例：柠檬酸发酵例：柠檬酸发酵有害物质：铁离子（含量高会导致生成异柠檬酸）有害物质：铁离子（含量高会导致生成异柠檬酸）预处理：发酵液中添加黄血盐络合预处理：发酵液中添加黄血盐络合Fe2+阻断阻断TCA环，环， 积累柠檬酸积累柠檬酸 v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源生物素缺乏生物素缺乏:菌种菌种生长十分缓生长十分缓慢；生物素过量慢；生物素过量:转为转为乳酸乳酸发发酵酵。一般将生物素控制在亚适。一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的量条件下，才能得到高产量的谷氨酸谷氨酸。132012/3/4淀粉、

11、糊精淀粉、糊精使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类缺点：成分复杂，包括直链淀粉和支链淀粉等缺点：成分复杂，包括直链淀粉和支链淀粉等 发酵液较粘稠；发酵液较粘稠； 难利用；难利用；优点：来源广泛、价格低；优点：来源广泛、价格低； 可以解除葡萄糖效应可以解除葡萄糖效应v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源种类：玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉种类：玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉142012/3/4例：地衣芽孢杆菌生产例：地衣芽孢杆菌生产-淀粉酶淀粉酶碳源对生长和产酶的影响碳源对生长和产酶的影响碳源碳源 细胞量细胞量 -淀粉酶淀粉酶葡萄糖葡萄

12、糖 4.2 0 蔗糖蔗糖 4.02 0糊精糊精 3.06 38.2淀粉淀粉 3.09 40.2v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源152012/3/4二、氮源二、氮源氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：无机氮源无机氮源和和有机氮源有机氮源。 1.无机氮源无机氮源种类：种类：铵盐、硝酸盐和氨水铵盐、硝酸盐和氨水特点：特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之为迅速利微生物对它们的吸收快，所以也称之为迅速利用的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起用

13、的氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变的变化如：化如： (NH4)2SO4 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 NH3 + 2H2O + NaOH v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源162012/3/4无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质。碱性物质。经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质生理酸性物质，如，如硫酸铵硫酸铵。菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源称为菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源称为生理碱性物质生

14、理碱性物质，如如硝酸钠硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积有积极作用。极作用。 所以选择合适的无机氮源有两层意义：所以选择合适的无机氮源有两层意义： q 满足菌体生长满足菌体生长q 稳定和调节发酵过程中的稳定和调节发酵过程中的pHv发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源172012/3/42.有机氮源有机氮源来源：来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，如工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，如花生花生 饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、 蛋白胨、酵母

15、粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和 酒糟等酒糟等。成分复杂成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。盐及生长因子。例例 玉米浆：可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸玉米浆：可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸 较多的乳酸较多的乳酸 硫、磷、微量元素等硫、磷、微量元素等v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源菌体生长状况：菌体生长状况：生长旺盛、菌丝浓度增长迅速生长旺盛、菌丝浓度增长迅速182012/3/4有机氮源成分复杂，可以从多个方面影响发酵过程。同有机氮源成分复杂，

16、可以从多个方面影响发酵过程。同时，有机氮源的来源具有不稳定性，在有机氮源选取和时，有机氮源的来源具有不稳定性，在有机氮源选取和使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响。使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响。v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源192012/3/4氮源使用的一些相关问题：q 有机氮源和无机氮源应当混合使用有机氮源和无机氮源应当混合使用早期：容易利用易同化的氮源早期：容易利用易同化的氮源无机氮源无机氮源中期：菌体的代谢酶系已形成中期：菌体的代谢酶系已形成可以使用有机氮源可以使用有机氮源q 有些产物会受氮源的诱导和阻遏有些产物会受氮源的诱导和阻遏q 有机氮源选取时也

17、要考虑微生物的同化能力有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力q 开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣 的课题的课题v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源202012/3/4三、无机盐及微量元素三、无机盐及微量元素1、作用：各不一样、作用：各不一样2、来源：来源：C、N源，或以盐的形式补充源，或以盐的形式补充3、用量：根据具体的产品，以实验决定，用量：根据具体的产品，以实验决定，P1044、使用注意点使用注意点（1）对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离）对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和微量元素在发酵过程中必须加以考虑

18、。子和微量元素在发酵过程中必须加以考虑。v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源212012/3/4例：铁离子例：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20g/mL 发酵罐必须进行表面处理发酵罐必须进行表面处理（2）使用时注意盐的形式（影响）使用时注意盐的形式（影响pH值）值）v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源 例：磷酸盐例：磷酸盐磷酸二氢盐、磷酸氢二盐磷酸二氢盐、磷酸氢二盐222012/3/4四、生长因子、前体和产物促进剂四、生长因子、前体和产物促进剂从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质，从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量

19、有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称为如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称为生长因子生长因子。 1.生长因子生长因子例如：例如：以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子型，以生物素为生长因子, ,生长因子对发酵的调控起到重生长因子对发酵的调控起到重要的作用要的作用。有机氮源是生长因子的重要来源有机氮源是生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多，多数有机氮源含有较多的的B族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子。长因子。最具代表的是玉米浆。最具代表的是玉米浆。 v

20、发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源232012/3/4前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到生物合成过程中合成到产物产物分子中去，而其自身的结构并没分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。2.前体前体青霉素：分子量青霉素：分子量356（虚线框为其前体：（虚线框为其前体：苯乙胺苯乙胺）v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源242012/3/4作用作用：前体有助于提高产量和组分（：前体有助于提高产量和

21、组分（P107）v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源用法用法：前体使用时普遍采用：前体使用时普遍采用流加流加的方法的方法前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利，并且菌前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利，并且菌体具有氧化分解前体的能力，采用流加工艺可以避免上述体具有氧化分解前体的能力，采用流加工艺可以避免上述问题，也有利于提高前体的转化率。问题，也有利于提高前体的转化率。252012/3/43.产物促进剂产物促进剂所谓所谓产物促进剂产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后能提高产量的添加剂。非前体，但加入后能提高产量

22、的添加剂。 v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源262012/3/4促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方面的。促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方面的。 有些促进剂本身是有些促进剂本身是酶的诱导物酶的诱导物； 有些促进剂是有些促进剂是表面活性剂表面活性剂，可改善细胞的透性，改善，可改善细胞的透性，改善 细胞与氧的接触，从而促进酶的分泌与生产；细胞与氧的接触，从而促进酶的分泌与生产； 也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用保护作用； 有些促进剂的作用是有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子沉淀或螯合有害的重金属离子。v

23、发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源272012/3/4五、水五、水对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。 水源质量的主要考虑参数：水源质量的主要考虑参数：pH值、溶解氧、可溶性固体、污值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。染程度以及矿物质组成和含量。 v发酵培养基的成分及来源发酵培养基的成分及来源水是培养基的主要组分，也是微生物机体的重要组分。水是培养基的主要组分，也是微生物机体的重要组分。水的作用水的作用：为微

24、生物的生长、繁殖和产物合成提供必需的生：为微生物的生长、繁殖和产物合成提供必需的生理环境。理环境。282012/3/4第三节 发酵培养基的设计和优化目前还不能完全从生化反应的基本原理来推断和计算出适目前还不能完全从生化反应的基本原理来推断和计算出适合某一菌种的培养基配方，只能用生物化学、细胞生物学、合某一菌种的培养基配方，只能用生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论，参照前人所使用的较适合某一类微生物学等的基本理论，参照前人所使用的较适合某一类菌种的经验配方，再结合所用菌种和产品的特性，采用摇菌种的经验配方，再结合所用菌种和产品的特性，采用摇瓶、玻璃罐等小型发酵设备，瓶、玻璃罐等小型发酵设

25、备，按照一定的实验设计和实验按照一定的实验设计和实验方法选择出较为适合的培养基方法选择出较为适合的培养基。 v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化292012/3/4一、培养基成分选择的原则 l 菌种的同化能力菌种的同化能力l 代谢的阻遏和诱导代谢的阻遏和诱导 l 合适的合适的C、N比比l pH的要求的要求 v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化302012/3/4（一）（一）理论转化率与实际转化率理论转化率与实际转化率 理论转化率理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途径进是指理想状态下根据微生物的代谢途径进行行物料衡算物料衡算，所得出的转化率的大小。，所得出的转化率的大小

26、。 实际转化率实际转化率是指发酵过程中转化率的实际大小是指发酵过程中转化率的实际大小 。如何使实际转化率接近于理论转化率是发酵控制的一如何使实际转化率接近于理论转化率是发酵控制的一个重要目标。个重要目标。二、成分含量的确定二、成分含量的确定v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化312012/3/4例例: 在酒精生产中葡萄糖转化为酒精的理论转化率计算如下在酒精生产中葡萄糖转化为酒精的理论转化率计算如下 葡萄糖转化为酒精的代谢总反应衡算式为葡萄糖转化为酒精的代谢总反应衡算式为 （P111） C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 葡萄糖转化为酒精的理论得率为葡萄糖转化为酒精的理论得率

27、为 2*46 Y = = 0.51 180v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化322012/3/4v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化332012/3/4（二）实验设计q 培养基成分的含量最终都是通过实验获得的q 合理的实验方法多因子实验：均匀设计多因子实验：均匀设计 正交实验设计正交实验设计 响应面分析等响应面分析等单因子实验单因子实验v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化34P112-1142012/3/435大麦产量对于氮、磷肥的响应面图大麦产量对于氮、磷肥的响应面图2012/3/4 当培养基成分确定后，剩下的问题就是确定各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，

28、为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法，如正交实验设计、响应面分析等。 三、培养基设计的步骤 根据前人的经验和培养基成分必须考虑的一些问题，初步确定可能的培养基成分； 通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化362012/3/4 正交设计确定优化的配方（P112-114）v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化372012/3/4v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化38极差极差K值值趋势分析趋势分析2012/3/4四、摇瓶水平到反应器水平的优化四、摇瓶水平到反应器水平的优化培养基研究的两个层次培养基研究的两个层次q 摇摇

29、瓶瓶培养基设计的第一步培养基设计的第一步q 反应器反应器最终的优化配方最终的优化配方v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化392012/3/4例：例： 青霉素发酵青霉素发酵发酵摇瓶：发酵摇瓶：玉米浆玉米浆4%，乳糖，乳糖10%，(NH4)SO4 0.8% 轻质碳酸钙轻质碳酸钙1%发酵罐发酵罐: : 葡萄糖流加控制总量葡萄糖流加控制总量10-15%10-15%，玉米浆总量，玉米浆总量4- 4- 8% 8%，补加硫酸及前体等，补加硫酸及前体等摇瓶发酵培养基和发酵罐的基础培养基差别很大。摇瓶发酵培养基和发酵罐的基础培养基差别很大。v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化402012/3

30、/4摇瓶优化配方：菌种筛选、反应器培养基优化的基础摇瓶优化配方：菌种筛选、反应器培养基优化的基础v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化412012/3/4pHpH控制摇床控制摇床v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化422012/3/4发酵罐：通过反应器水平的优化发酵罐：通过反应器水平的优化,可以得出最终优可以得出最终优 化的培养基配方化的培养基配方v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化43 pH控制摇床在1, 3-丙二醇发酵中的应用v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/444实例实例1,3-1,3-丙二醇，现在主要用于生产新型热塑性聚酯，即聚对丙

31、二醇，现在主要用于生产新型热塑性聚酯，即聚对苯二甲酸丙二醇酯（苯二甲酸丙二醇酯（PTTPTT）。）。1,3-1,3-丙二醇是国内外生产和技丙二醇是国内外生产和技术开发的热点产品，其下游产品术开发的热点产品，其下游产品PTTPTT可以部分取代尼龙，竞可以部分取代尼龙，竞争力强，有非常广阔的市场前景。争力强，有非常广阔的市场前景。1,3-1,3-丙二醇（丙二醇（ 1,3-propanediol, 1,3-PD），可作为增），可作为增塑剂、洗涤剂、防腐剂和乳化剂等，用于食品、化妆品和制塑剂、洗涤剂、防腐剂和乳化剂等，用于食品、化妆品和制药等工业。药等工业。PTT的性能PTTPTTPETPET涤纶涤纶

32、NylonNylon尼龙、锦纶尼龙、锦纶 AcrylicAcrylic亚克力亚克力 Spandex (Lycra)Spandex (Lycra)莱卡、氨纶莱卡、氨纶 柔韧度柔韧度+- -+ + +NANA弹性弹性+ +- - -+丰满度丰满度+- -+ +NA磨损磨损+ + +- -抗污染力抗污染力+- -洗涤牢度洗涤牢度+- -日晒牢度日晒牢度+ + +- -+-抗静电力抗静电力+- -NA色彩密度色彩密度- -+ +-成本成本-+- -+ +-PTT是目前性能最好的纤维被誉为21世纪的大型纤维v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/445两步发酵法生产两步发酵法生产1,

33、 3-丙二醇丙二醇糖甘油1,3-丙二醇酵母酵母伯氏肺炎杆菌、丁酸梭菌等伯氏肺炎杆菌、丁酸梭菌等v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/446伯氏肺炎杆菌伯氏肺炎杆菌1,3-丙二醇的代谢丙二醇的代谢甘油三羟基丙醛1,3-丙二醇二羟丙酮丙酮酸乙酸 乙醇乳酸 丁醇丁酸 丁二醇2HH2OpH下降厌氧过程、pH下降2Hv发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/447不同不同pHpH条件对甘油消耗的影响条件对甘油消耗的影响v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/448摇瓶培养基分批培养过程结果摇瓶培养基分批培养过程结果v发酵培养基的设计和优化发酵培

34、养基的设计和优化2012/3/449补料培养过程补料培养过程 浓度为浓度为3. 43%，对甘油转化率为，对甘油转化率为19% v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/450 1, 3-丙二醇的浓度5.37%，转化率转化率为40% 进一步优化培养基后过程进一步优化培养基后过程v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化2012/3/4512012/3/4五、培养基设计时注意的一些相关问题（五、培养基设计时注意的一些相关问题（P118） q 原料及设备的预处理原料及设备的预处理 q 原材料的质量原材料的质量 q 发酵特性的影响发酵特性的影响 在抗生素发酵生产中往往喜欢在抗生素

35、发酵生产中往往喜欢“稀配方稀配方”，因为，因为它既降低成本、容易灭菌，又有利于传氧，从而它既降低成本、容易灭菌，又有利于传氧，从而提高目的产物的生物合成效率。提高目的产物的生物合成效率。如果发酵过程中出现营养成分缺乏，可通过如果发酵过程中出现营养成分缺乏，可通过中间中间补料的方法补料的方法予以弥补。予以弥补。 v发酵培养基的设计和优化发酵培养基的设计和优化522012/3/4q 灭菌灭菌目前多采用目前多采用湿热蒸汽灭菌法湿热蒸汽灭菌法，在大规模发酵中应该尽可，在大规模发酵中应该尽可能的采取能的采取连续灭菌连续灭菌的操作，而且要保证灭菌条件的稳定，的操作，而且要保证灭菌条件的稳定，这是保证发酵稳定的前提。这是保证发酵稳定的前提。 有时为了避免营养物质在加热的条件下相互作用，可以有时为了避免营养物质在加热的条件下相互作用，可以将营养物质分开灭菌。将营养物质分开灭菌。