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常用20种发酵碳源的比较分析

 

碳源是微生物细胞成分的骨架,是细胞代谢的能源,碳源主要分为碳水化合物、油脂类、酒精、烃、有机酸盐3种。
1碳水化合物类碳源。
葡萄糖。
最广泛的速效糖源,但要注意葡萄糖过多会引起葡萄糖效应。也就是说,由于葡萄糖过多或通气不足,大量积累丙酮酸、乳酸、乙酸等,pH下降,自己的酶系活性下降,影响微生物代谢和产物合成水平。
麦芽糖。
两分子葡萄糖用α-糖苷键缩合而成的双糖,是啤酒行业最主要的原料。
蔗糖。
糖的主要成分。
乳糖。
抗生素行业应用广泛,对抗生素的合成没有阻止效果,乳糖利用缓慢,发酵周期缓慢,产物合成量提高。
糊糊精。
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、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的小麦淀粉、燕麦淀粉用于有机酸醇类发酵。
糖蜜。
无论是甘蔗糖还是甜菜糖,大多数糖都是可发酵的糖。经过稀释和添加一些营养盐,酵母可以发酵并生成酒精。利用糖生产酒精,可省去蒸煮、制曲、糖化等工序,生产成本低,设备简单,生产周期短,工艺操作简单。但是,由于糖中有很多非糖成分,特别是盐类和重金属离子的存在,抑制了酵母的繁殖和酒精的生成,发酵前必须处理糖。
甘蔗糖干燥物质浓度一般为80-90Bx,首先稀释到30-40Bx,用降低粘度的硫酸和磷酸(调节pH4.5左右)沉淀色素,释放挥发酸等,甘蔗糖蜜的原始pH在5左右,有时不调节的煮沸加热30min左右去除SO2、甲酸等挥发性有害成分。
糖中的焦糖、黑色素和果胶等应去除,以提高设备的利用率和发酵率。糖蜜中的杂质多,纯度低,不仅发酵率下降,设备容易积垢,所以糖蜜中的灰分、杂质应尽量去除。糖中含有微量的金属离子,尤其是铜离子对酵母有抑制作用。铜离子含量达到5mg/L时,酵母开始被抑制,含量达到10mg/L时,酵母停止生长。因此,应充分注意糖中微量的重金属离子。
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。糖中非糖杂质多,杂菌多,要求酵母菌种强,耐高温、耐高酸、耐高渗透压。
2脂肪碳源。
微生物可以利用的油、脂肪主要是动植物油类,微生物可以利用自己的脂肪酶来分解脂肪类获得甘油和脂肪酸,脂肪类制作碳源需要高通气量,否则脂肪酸容易大量积累,pH会下降。
油脂类同时是很好的消泡剂。
常用的油脂类材料有豆油、菜籽油、猪油、棉籽油、玉米油、亚麻籽油、橄榄油。
3有机酸、酒精、烃。
常用的有机碳源包括乳酸、醋酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨醇、乙醇。
有机酸类常用盐作为碳源,如醋酸钠常用于藻类发酵培养基。
青霉素发酵可以用乙醇作为碳源。
山梨醇是维生素c的重要中间体。