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1、工业发酵培养基的替代原则 工业发酵时，往往以天然材料代替精准的化学原料。有时以野生植物代替栽培植物、秸秆代替淀粉、非蛋白氮代替蛋白氮。这是为什么？培养基中必须具备微生物生长所必须的碳源、氮源、能源、无机盐、水、生长因子六大营养要素以及合适的pH、渗透压、及氧化还原电势等条件，这样微生物才能较好的生长繁殖。1.培养基设计的基本步骤（1）根据前人的经验和培养基成分确定一些必须添加的成分，初步确定可能的培养基成分。（2）通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分。（3）当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。这些实验往往基
2、于多因子实验，包含均匀设计、正交实验设计、响应面分析等。2.工业化生产发酵产品培养基原料选择遵循节约原则在配制培养基时，应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成分，特别是在发酵工程，以尽量降低生产成本。以粗代精：对微生物来说，各种粗原料营养更加齐全，效果更好，而且在经济上也节约。以“野”代“家”：以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、橡子、薯芋等都是富含淀粉质的天然野生植物，可以部分取代粮食用于工业发酵的碳源。以烃代粮：以石油或天然气副产品代替糖质原料来培养微生物生产石油蛋白；将石油产品转化成一些产值更高的高级醇、脂肪酸、环烷酸等化工产品和若干合成物；对石油产品的品质进行改良，如脱硫、脱蜡
3、等。以废代好：以工农业生产污染环境的废弃物作为培养微生物的原料，如制糖工业中含有蔗糖的废液、乳制品工业中含有乳糖的废液、豆制品工作中的废水、造纸工业中含有戊糖和己糖亚硫酸纸浆等都可作为培养基的原料。工业上的甲烷发酵主要是利用废水、废渣作为原料，在我国农村已经推广粪便和禾草作为原料，生产甲烷作为燃料。另外，大量的农副产品或制品，如麸皮、米糠、玉米浆、酵母浸膏、酒糟、豆饼、蛋白胨等都是常用的发酵原料。以简代繁：某制药企业改进链霉素发酵液中原有的配方，设法减去3050%的黄豆饼粉、25%的葡萄糖和20%的硫酸铵，结果反而提高了产量。以无机氮代蛋白：以大气氮、铵盐、硝酸盐或尿素等一些非蛋白质或非氨基酸
4、廉价原料作发酵培养基的原料，让微生物转化成菌体蛋白质或含氮的发酵产物供人们利用。以纤代糖：开发利用纤维素这种纤维素农副产品转变为优质饲料、工业发酵原料、燃料及人类的食品及饮料。当然，除了考虑上述节约原则以外，还需要对培养基优化。培养基优化是指面对特定的微生物，通过实验手段配比和筛选找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。例1、农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用
5、菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的（ ）A.琼脂+蔗糖 B.蔗糖+激素 C.激素+无机盐 D.无机盐+琼脂解析：该试题考查植物组织培养知识。题干“秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”，秸秆中的纤维素在食用菌的作用下大量分解，提供碳源和能源，相当于植物组织培养的蔗糖，秸秆中的纤维素是固体，可以作为培养基的支持物，使培养基呈固体状态，这相当于植物组织培养中添加的琼脂。故答案为A。例2、生产实践中配制微生物发酵所需要的培养基时，一般遵循“经济节约”的原则。如“以野(野生植物)代家(栽培植物)”、“以纤(秸秆)代糖(淀粉)”、“以氮(非蛋白氮) 代朊(蛋白氮)”、“以烃代粮”等。下列表述错误的是（ ）A.“以野代家”培养微生物时，需要加入更多的生长因子B.“以纤代糖”能为某些微生物的生长提供碳源和能源C.“以氮代朊”是因为铵盐、硝酸盐等是微生物常用的氮源D.“以烃代粮”培养的微生物可以用于净化被石油污染的海域解析：野生植物属于天然的培养基，含有微生物生长的各种成分，包括生长因子，所以不需要加入更多的生长因子，A错误。