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20种常用发酵碳源比较分析

2020.5.18

碳源是微生物的细胞成份的骨架,是细胞代谢的能源所在,碳素来源主要分三大类:分别是,碳水化合物,油脂类和有醇、烃及有机酸式盐

1 碳水化合物类碳源

葡萄糖

最广泛的速效糖源,但要注意过多的葡萄糖会引起葡萄糖效应,即底物阻遏效应,这是因为葡萄糖过量或通气不足的情况下,大量积累丙酮酸、乳酸和乙酸等,所导致的pH下降,使自身的酶系活性下降,从而影响微生物代谢及产物合成水平。

麦芽糖

两分子葡萄糖以α-糖苷键缩合而成的双糖,啤酒工业最主要的原料。

蔗糖

糖蜜的主要成分。

乳糖

抗生素行业广泛使用,对抗生素的合成没有货很少有阻遏效应,乳糖利用缓慢,可延缓发酵周期,从而提高产物合成量。

糊精

α淀粉酶降解淀粉的产物

淀粉

常用的有玉米淀粉,小麦淀粉,燕麦淀粉,和甘薯淀粉,玉米淀粉用于核苷酸、氨基酸、酶制剂和抗生素发酵;小麦淀粉,燕麦淀粉用于有机酸醇类的发酵

糖蜜

不论是甘蔗糖蜜还是甜菜糖蜜中的糖类大多数是可发酵性糖,经过稀释,添加部分营养盐,就可用酵母发酵,生成酒精。利用糖蜜生产酒精,可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序,生产成本低,设备简单,生产周期短,工艺操作简便。但是因为糖蜜中存在大量的非糖成分,特别是盐类与重金属离子的存在,抑制了酵母的繁殖与酒精的生成,故在发酵前要对糖蜜进行处理。

甘蔗糖蜜干物质浓度一般在80-90Bx,要先稀释至30-40Bx以降低黏度;用硫酸或磷酸(调pH4.5左右)以沉淀色素以及释放挥发酸等,甘蔗糖蜜原始pH在5左右,有时不用调;煮沸加热30min左右除去SO2、甲酸等挥发性有害成分。

糖蜜中的焦糖、黑色素与果胶质等应除去,以提高设备的利用率和发酵率。糖蜜中的杂质多、纯度低,不仅使发酵率下降,同时也会使设备易产生积垢,因此,糖蜜中的灰分、杂质应尽量除去。糖蜜中含有微量的金属离子,特别是铜离子对酵母有抑制作用。铜离子含量达5 mg/L时,酵母开始受到抑制,含量达10   mg/L时,酵母停止生长。因此,对糖蜜中微量的重金属离子应引起足够的注意。

糖蜜作为发酵培养基,还需要添加适当的营养成分,以便各种成分的比例协调。糖蜜中非糖杂质多,杂菌多,这就要求酵母菌种强壮,耐高温、耐高酸、耐高渗透压。

2 脂肪类碳源

能被微生物利用的油、脂肪主要是动植物油类,微生物可利用自身的脂肪酶分解脂类得到甘油和脂肪酸,脂类做碳源需要高通气量,否则容易脂肪酸大量积累,pH下降。

油脂类同时是良好的消泡剂。

常用的油脂类物料有:豆油、菜籽油、猪油、棉籽油、玉米油、亚麻籽油、橄榄油  

3 有机酸、醇、烃

常用的有机类碳源包括:乳酸、醋酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨醇、乙醇

有机酸类常用其盐作为碳源,比如醋酸钠常用于藻类发酵培养基。

青霉素发酵可用乙醇作碳源。

山梨醇是维生素C的重要中间体。
 


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