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常用20種發酵碳源的比較分析

 

碳源是微生物細胞成分的骨架,是細胞代謝的能源,碳源主要分為碳水化合物、油脂類、酒精、烴、有機酸鹽3種。
1碳水化合物類碳源。
葡萄糖。
最廣泛的速效糖源,但要注意葡萄糖過多會引起葡萄糖效應。也就是說,由于葡萄糖過多或通氣不足,大量積累丙酮酸、乳酸、乙酸等,pH下降,自己的酶系活性下降,影響微生物代謝和產物合成水平。
麥芽糖。
兩分子葡萄糖用α-糖苷鍵縮合而成的雙糖,是啤酒行業最主要的原料。
蔗糖。
糖的主要成分。
乳糖。
抗生素行業應用廣泛,對抗生素的合成沒有阻止效果,乳糖利用緩慢,發酵周期緩慢,產物合成量提高。
糊糊精。
α淀粉酶降解淀粉的產物。
淀粉。
常用的有玉米淀粉、小麥淀粉、燕麥淀粉、甘薯淀粉、玉米淀粉用于核苷酸、氨基酸、酶制劑和抗生素發酵的小麥淀粉、燕麥淀粉用于有機酸醇類發酵。
糖蜜。
無論是甘蔗糖還是甜菜糖,大多數糖都是可發酵的糖。經過稀釋和添加一些營養鹽,酵母可以發酵并生成酒精。利用糖生產酒精,可省去蒸煮、制曲、糖化等工序,生產成本低,設備簡單,生產周期短,工藝操作簡單。但是,由于糖中有很多非糖成分,特別是鹽類和重金屬離子的存在,抑制了酵母的繁殖和酒精的生成,發酵前必須處理糖。
甘蔗糖干燥物質濃度一般為80-90Bx,首先稀釋到30-40Bx,用降低粘度的硫酸和磷酸(調節pH4.5左右)沉淀色素,釋放揮發酸等,甘蔗糖蜜的原始pH在5左右,有時不調節的煮沸加熱30min左右去除SO2、甲酸等揮發性有害成分。
糖中的焦糖、黑色素和果膠等應去除,以提高設備的利用率和發酵率。糖蜜中的雜質多,純度低,不僅發酵率下降,設備容易積垢,所以糖蜜中的灰分、雜質應盡量去除。糖中含有微量的金屬離子,尤其是銅離子對酵母有抑制作用。銅離子含量達到5mg/L時,酵母開始被抑制,含量達到10mg/L時,酵母停止生長。因此,應充分注意糖中微量的重金屬離子。
糖蜜作為發酵培養基,還需要添加適當的營養成分,以便各種成分的比例協調。糖中非糖雜質多,雜菌多,要求酵母菌種強,耐高溫、耐高酸、耐高滲透壓。
2脂肪碳源。
微生物可以利用的油、脂肪主要是動植物油類,微生物可以利用自己的脂肪酶來分解脂肪類獲得甘油和脂肪酸,脂肪類制作碳源需要高通氣量,否則脂肪酸容易大量積累,pH會下降。
油脂類同時是很好的消泡劑。
常用的油脂類材料有豆油、菜籽油、豬油、棉籽油、玉米油、亞麻籽油、橄欖油。
3有機酸、酒精、烴。
常用的有機碳源包括乳酸、醋酸、檸檬酸、延胡索酸、山梨醇、乙醇。
有機酸類常用鹽作為碳源,如醋酸鈉常用于藻類發酵培養基。
青霉素發酵可以用乙醇作為碳源。
山梨醇是維生素c的重要中間體。