發(fā)酵培養(yǎng)基中各種成分的定量
發(fā)酵工業(yè)用原料通常以糖質(zhì)或淀粉質(zhì)等碳水化合物（即糖類）為主，加入少量有機氮源和無機氮源，只要不含毒物，一般無精制的必要，微生物本身能有選擇地攝取所需要的物質(zhì)。微生物還可以利用非碳水化合物作基質(zhì)，可利用天然氣、正烷烴、石油提煉中的二次產(chǎn)品（醋酸，甲醇、乙醇等）和氫氣。
原料不同處理方法也不同，糖蜜原料用丁酵母和酒精發(fā)酵，需進行加熱殺菌和稀釋，補充無機鹽等預處理。淀粉質(zhì)原料廣泛用于生產(chǎn)酒精、檸檬酸、谷氨酸等發(fā)酵，需先將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖等可發(fā)酵性糖或低分子糊精。碳氫化合物原料是指一定餾分的石油經(jīng)冷卻脫脂而獲得的凝固點在- 10℃的油，加入適量無機鹽進行接種發(fā)酵，甲烷，甲醇等碳源無需預先處理可用于生產(chǎn)酵母等單細胞蛋白。
發(fā)酵培養(yǎng)基是供微生物生長繁殖和合成大量產(chǎn)物的培養(yǎng)肇基。 所以要求發(fā)酵培養(yǎng)基既要有利于微生物的生長繁殖，防止菌體過早衰老，又要有利于產(chǎn)物的合成：因此，培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分除碳源、氯源、無機鹽、生長因子及水等五類物質(zhì)外，還要有前體、促進刺和抑制劑等物質(zhì)。
發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源物質(zhì)除了提供合成細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)所需碳素外，更重要的是提供目的產(chǎn)物中的碳及合成產(chǎn)物的能源。所以，碳源物質(zhì)在發(fā)酵培養(yǎng)基中的含量要遠遠大于其在種子培養(yǎng)基中的含量。例如，在谷氨酸發(fā)酵中，種子培養(yǎng)基中的糖量為1%~2.5%，而在發(fā)酵培養(yǎng)基中總糖量(初糖+流加糖)可以達到16%—18%．遠高于在種子培養(yǎng)基中的含量。發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源多為淀粉，淀粉水解糖、糖蜜、有機酸、低碳醇、脂質(zhì)、烴類等。
氮源物質(zhì)在發(fā)酵培養(yǎng)基中的含量因發(fā)酵目的產(chǎn)物不同而不同。如果目的產(chǎn)物無氮素的存在(如酒精發(fā)酵)，培養(yǎng)基中的氮僅夠菌體繁殖之用就可以了。但如果目的產(chǎn)物中有氮素存在(如氨基酸發(fā)酵)，發(fā)酵對氮源的需求就要大大增加。通常所用的氮源可分為有機氮源和無機氮源。有機氮源如黃豆餅粉、花生餅粉、棉子餅粉，玉米漿、蛋白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、發(fā)酵菌絲體和酒糟等；無機氮源如氨水，液氧、尿素、硝酸鹽和銨鹽等。
無機鹽也是發(fā)酵培養(yǎng)基中必需的成分之一，在發(fā)酵當中對菌體生長和產(chǎn)物合成都有十分重要的影響：磷是所有微生物生長所必需的，對微生物的生長有明顯的促進作用。但在有的發(fā)酵中，磷過量常會抑制產(chǎn)物的合成。例如，在谷氨酸生產(chǎn)中，若磷的濃度過高，會抑制6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性，導致代謝轉(zhuǎn)向纈氨酸方向。
許多其他次級代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生也都受磷濃度的影響。但也有些產(chǎn)物的生產(chǎn)需要較高濃度的磷，如用黑曲霉和地衣芽孢桿菌生產(chǎn)ɑ-淀粉酶時，高濃度的磷能顯著提高ɑ-淀粉酶的產(chǎn)量。硫是青霉素、頭孢菌素等分子中的組成元素。在這些產(chǎn)物的發(fā)酵培養(yǎng)基中，需要加入硫源。鐵也是微生物有氧氧化必不可少的元素。但不同發(fā)酵對鐵的需求不同。如在檸檬酸發(fā)酵中，鐵離子激活順烏頭酸酶，使檸檬酸轉(zhuǎn)化為異檸檬酸，降低了檸檬酸的產(chǎn)量，所以擰檬酸發(fā)酵培養(yǎng)基中要少含鐵。Mg、Zn、Co、Cu、Mn等微量元素是某些酶的輔酶或激活劑，它們對微生物大量合成某些產(chǎn)物如氨基酸、抗生素、維生素等起到重要的作用。
本文參考《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》一書。
常見問題
