【发酵基础】培养基的成分之无机盐

磷是构成菌体核酸、核蛋白等细胞物质的组成成分，是许多辅酶和高能磷酸键的成分，又是氧化磷酸化反应的必需元素。磷酸盐既能促进菌体的基础代谢，又能影响许多代谢产物的生物合成。因此，磷酸盐是发酵生产中的一种限制性营养成分，如链霉素、四环素等的发酵生产中，产物的合成速率受到发酵液中磷酸盐浓度的调节。常用的磷酸盐有磷酸二氢钾、磷酸氢二钾及其钠盐。

铁是菌体的细胞色素、细胞色素氧化酶和过氧化物酶的组成元素，是菌体生命活动必需的元素之一。但在发酵培养基中铁离子的含量对多种代谢产物的生物合成有较大的影响，如青霉素发酵中，发酵培养基中的铁离子(Fe2+)含量为6μg/mL时，不影响青霉素的生物合成，当Fe2+含量达60μg/mL时，青霉素产量下降30%，当Fe2+浓度达300μg/mL时，产量下降90%。在四环素、麦迪霉素等发酵中，Fe2+含量高都显示较强的抑制作用，抗生素产量显著下降。因此，铁制发酵罐在正式投产之前，需用稀硫酸铵或稀硫酸溶液预处理几次，再用未接种的培养基运转几批，进一步去除罐壁上铁离子，然后才能正式投入生产。

锌、镁、钴、锰等是某些酶的辅酶或激活剂。微量的锌对青霉素发酵有促进作用，过量时呈现抑制作用。锌是链霉素发酵的必需元素，微生物的锌能促进菌体生长和链霉素的生物合成。镁离子除能激活一些酶活性外，还能提高卡那霉素、新霉素、链霉素的产生菌对自身产物的耐受性。其机制是镁离子能促进结合于菌体上的抗生素向发酵液中的释放速度。钴是组成维生素B2的元素之一，维生素B12能促进微生物的一碳单位的代谢速度。许多产品生产时，培养基中都要加入一定量的钴(0.1~10μg/ml)，有刺激产物合成的作用。如庆大霉素发酵培养基中加入一定量的氯化钴(4~8μg/ml)，不仅能延长发酵周期，还能使抗生素的产量成倍增加。锰离子对芽孢杆菌芽孢的生成具有促进作用。

钠、钾、钙虽不是微生物细胞的构成成分，但仍是微生物代谢中不可缺少的无机元素。钠有维持细胞渗透压的功能，但含量高时对细胞生命活动有一定的影响。钾离子影响组胞膜的透性钙离子有调节细胞透性的作用还能调节培养液中的酸盐含量。工业生产中应用的是轻质碳酸钙，它难溶于水，几乎呈中性，能调节发酵液的pH值，而碳酸钙的的质量水平也会影响生产水平，例如碳酸钙中的氧化钙含量高是，就显著影响培养基的pH值和磷酸盐的含量，这样会影响生产水平。