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發(fā)酵培養(yǎng)基成分之生長(zhǎng)因子及前體和產(chǎn)物促進(jìn)劑

生長(zhǎng)因子

從廣義上講，凡是微生物生長(zhǎng)的微量有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等，均稱生長(zhǎng)因子。生長(zhǎng)因子不是對(duì)于所有微生物都必須的，它只是對(duì)于某些自己不能合成這些成分的微生物才是的營(yíng)養(yǎng)物。如目前所使用的賴氨酸產(chǎn)生菌幾乎都是產(chǎn)生菌的各種突變株，均為缺陷型，需要作為生長(zhǎng)因子。又如腸膜狀明串珠菌的生長(zhǎng)需要補(bǔ)充10種維生素、19種氨基酸、3種嘌呤以及。生長(zhǎng)因子主要功能1脫羧酶、轉(zhuǎn)醛酶、轉(zhuǎn)酮酶的輔基2黃素蛋白的輔基，與氫的轉(zhuǎn)移有關(guān)6輔基，與氨基酸的脫羧、轉(zhuǎn)氨基有關(guān)各種羧化酶的輔基12鉆酰胺的輔酶，與和胸腺嘧啶核苷酸的合成和異構(gòu)化有關(guān)輔酶F，與核酸的合成有關(guān)泛酸乙酰載體的輔基，與?；D(zhuǎn)移有關(guān)電子傳遞尼克酸脫氫酶的輔基有機(jī)氨源是這些生長(zhǎng)因子的重要來(lái)源。多數(shù)有機(jī)氮源含有較多的B族維生素、微量元素及些微生物生長(zhǎng)的生長(zhǎng)因子。例如，玉米漿和麩皮水解液能提供生長(zhǎng)因子，特別是玉米漿，因含有豐富的氨基酸、還原糖、磷、微量元素和生長(zhǎng)素，所以是多數(shù)發(fā)酵產(chǎn)品良好的有機(jī)氮源。

前體和產(chǎn)物促進(jìn)劑

在某些工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵培養(yǎng)基中除了有碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子和水分等成分外，考慮到代謝控制，還需要添加某些特殊功用的物質(zhì)。將這些物質(zhì)加入到培養(yǎng)基中有助于調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形成，而并不促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。例如某些氨基酸、抗生素、核苷酸和酶制劑的發(fā)酵需要添加前體物質(zhì)、促進(jìn)劑、抑制劑及中間補(bǔ)料等。添加這些物質(zhì)往往與菌種特性和生物合成產(chǎn)物的代謝控制有關(guān)，目的在于大幅度提高發(fā)酵產(chǎn)率，降低成本。

1.前體

前體指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過(guò)程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，其自身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因其加入而有較大提高的類化合物。前體早是在的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的。在生產(chǎn)中，人們發(fā)現(xiàn)加入玉米漿后，單位可從20U-mL-1增加到100U-mL-1，進(jìn)步研究后發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵單位增長(zhǎng)的主要原因是玉米漿中含有，它能被優(yōu)先合成到分子中去，從而提高了G的產(chǎn)量。在實(shí)際生產(chǎn)中，前體的加入不但提高了產(chǎn)物的產(chǎn)量，還顯著提高產(chǎn)物中目的成分的比重。如在青毒素生產(chǎn)中加入前體物質(zhì)增加G產(chǎn)量，而用苯氧乙酸作為前體則可增加V的產(chǎn)量。

大多數(shù)前體（如）對(duì)微生物的生長(zhǎng)有毒性，在生產(chǎn)中為了減少毒性和增加前體的利用率，通常采用少量多次的流加工藝。產(chǎn)品前體物質(zhì)G及其衍生物V苯氧乙酸氟化物氯化物正丙醇核黃素丙酸鹽類胡蘿卜素β紫羅酮L異氨基丁酸L鄰氨基苯基甲酸L

2.產(chǎn)物合成促進(jìn)劑

所謂產(chǎn)物合成促進(jìn)劑，是指那些細(xì)胞生長(zhǎng)非必需的，但加入后卻能顯著提高發(fā)酵產(chǎn)量的物質(zhì)。它們常以添加劑的形式加入發(fā)酵培養(yǎng)基中。如棲土曲霉3942生產(chǎn)蛋白酶時(shí)，在發(fā)酵2~8h時(shí)添加0.1%LS洗凈劑（即脂肪酰胺磺酸鈉），就可使蛋白酶產(chǎn)量提高60%。在生產(chǎn)葡萄糖氧化酶時(shí)，加入金屬整合劑乙二胺四乙酸（EDTA）對(duì)酶的形成有顯著影響，酶活力隨EDTA用量的增加而遞增。又如添加大豆油抽提物后，米曲霉所產(chǎn)蛋白酶的量可提高87%，脂肪酶可提高150%。添加劑酶微生物酶活力增加倍數(shù)Tween（0.1%）纖維素酶許多真菌20蔗糖酶許多真菌16β葡聚糖酶許多真菌10木聚糖酶許多真菌4許多真菌4脂酶許多真菌6右旋糖酐酶繩狀青霉QM42420普魯蘭酶產(chǎn)氣桿菌QMB15911.5大豆酒精提取物（2%）蛋白酶米曲香1.87脂酶泡盛曲霉2.50植酸鹽（0.01%~0.3%）目前，人們對(duì)促進(jìn)劑提高產(chǎn)量的機(jī)制還不清楚，原因可能有多種：如在酶制劑生產(chǎn)中，有些促進(jìn)劑本身是酶的誘導(dǎo)物；有些促進(jìn)劑是表面活性劑，可改善細(xì)胞的透性，改善細(xì)胞與氧的接觸，從而促進(jìn)酶的分泌與生產(chǎn)，也有人認(rèn)為表面活性劑對(duì)酶的表面失活有保護(hù)作用；有些促進(jìn)劑的作用是沉淀或整合有害的重金屬離子等等。各種促進(jìn)劑的效果除受菌種、菌齡的影響外，還與所用的培養(yǎng)基組成有關(guān)，即使是同種產(chǎn)物促進(jìn)劑，用同菌株，生產(chǎn)同產(chǎn)物，在使用不同的培養(yǎng)基時(shí)效果也會(huì)不樣。另外，促進(jìn)劑的專性較強(qiáng)，往往不能相互套用。

水

水是所有培養(yǎng)基的主要組成成分，也是微生物機(jī)體的重要組成成分。對(duì)于發(fā)酵工廠來(lái)說(shuō)，潔凈、恒定的水源是至關(guān)重要的，因?yàn)樵诓煌粗写嬖诘母鞣N因素對(duì)微生物發(fā)酵代謝影響甚大。例如，在抗生素發(fā)酵工業(yè)中，水質(zhì)好壞有時(shí)是決定個(gè)優(yōu)良的生產(chǎn)菌種在異地能否發(fā)揮其生產(chǎn)能力的重要因素。另外，水中的礦物質(zhì)組成對(duì)釀酒工業(yè)和淀粉糖化影響也很大。因此，在決定建造發(fā)酵工廠的地理位置時(shí)，應(yīng)考慮附近水源的質(zhì)量，主要考慮的指標(biāo)包括ph值、溶解氧、可溶性固體、污染程度以及礦物質(zhì)組成和含量等。