發(fā)酵工程 exam

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1、v緒論對(duì)數(shù)生長期形成的產(chǎn)物是細(xì)胞自身生長所必需的，稱為初級(jí)代謝產(chǎn)物。各種次級(jí)代謝產(chǎn)物都是在微生物生長緩慢或停止生長時(shí)期即穩(wěn)定期所產(chǎn)生的，非微生物生長所必需的物質(zhì)。v第二章工業(yè)微生物的菌種選育微生物是各種活性物質(zhì)產(chǎn)物的豐富源泉。生物活性物質(zhì)很多，有微生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物，如氨基酸，多糖、核酸，維生素等，有微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物，如抗生素、酶抑制劑、色素等。工業(yè)菌種育種的方法誘變育種自然育種雜交育種（常規(guī)雜交育種、原生質(zhì)體融合）分子育種自然選育的作用：自然選育在工業(yè)生產(chǎn)中可以達(dá)到純化菌種，防止菌種衰退，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)量的目的。有利于誘變：（誘變育種

2、）重組修復(fù)SOS修復(fù)營養(yǎng)缺陷型是指通過誘變而產(chǎn)生的缺乏合成某些營養(yǎng)物質(zhì)如氨基酸、維生素和堿基等的能力，必須在其基本培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的營養(yǎng)成分才能正常生長的變異株。篩選營養(yǎng)缺陷型的方法：淘汰野生型檢出缺陷型第三章：工業(yè)培養(yǎng)基微生物生長的六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽和水培養(yǎng)基的分類一、成分了解程度分天然培養(yǎng)基:采用天然原料合成培養(yǎng)基:原料其化學(xué)成分明確、穩(wěn)定半合成培養(yǎng)基:部分原料其化學(xué)成分明確按狀態(tài)：固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基按用途（從發(fā)酵生產(chǎn)應(yīng)用考慮）：斜面培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基a.葡萄糖b.糊精、淀粉及其水解物使

3、用條件：微生物必須能分泌水解淀粉、糊精的酶類缺點(diǎn)：難利用、發(fā)酵液比較稠、成分比較復(fù)雜，有直鏈淀粉和支鏈淀粉等等。優(yōu)點(diǎn)：來源廣泛、價(jià)格底難利用，可以解除葡萄糖效應(yīng)c.糖蜜(蔗糖、乳糖、麥芽糖)常用的氮源可分為兩大類：有機(jī)氮源和無機(jī)氮源無機(jī)氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無機(jī)氮源叫生理酸性物質(zhì)，如硫酸胺若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機(jī)氮源稱為生理堿性物質(zhì)，如硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對(duì)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的pH有積極作用。有機(jī)氮源：一些廉價(jià)的原料:花生餅粉、黃豆餅粉

4、、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒糟。成分復(fù)雜：除提供氮源外，有些有機(jī)氮源還提供大量的無機(jī)鹽及生長因子，少量糖類、脂肪。例玉米漿：①可溶性蛋白、生長因子（生物素）、苯乙酸②較多的乳酸③硫、磷、微量元素等無機(jī)鹽及微量元素作用Na+維持細(xì)胞滲透壓的功能K+影響細(xì)胞膜的透性Ca2+調(diào)節(jié)細(xì)胞透性，發(fā)酵液中磷酸鹽含量從廣義上講，凡是微生物生長不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。前體指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過程中合成到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有

5、多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。所謂產(chǎn)物促進(jìn)劑是指那些非細(xì)胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。影響工業(yè)培養(yǎng)基質(zhì)量的因素1.原料質(zhì)量2.培養(yǎng)基的配制工藝3.滅菌4.其他v第四章滅菌滅菌與消毒的區(qū)別滅菌：采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施。消毒：是指殺死病原微生物、但不一定能殺死細(xì)菌芽孢的方法。通常用化學(xué)的方法來達(dá)到消毒的作用。滅菌實(shí)質(zhì)：殺菌：指菌體雖死，但形體尚存溶菌：指菌體殺死后，其細(xì)胞發(fā)生溶化連續(xù)滅菌（連消）配好的培養(yǎng)基在通入發(fā)酵罐時(shí)進(jìn)行的加熱、保溫、降溫

6、的滅菌過程，稱為連續(xù)滅菌滅菌方法：化學(xué)滅菌物理滅菌：輻射滅菌干熱滅菌濕熱滅菌過濾除菌1.培養(yǎng)基的過濾除菌：對(duì)于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質(zhì)的培養(yǎng)基，無法采用高溫滅菌法，但可以通過過濾手段除去菌體。2.空氣過濾除菌無菌空氣制備過程p93v第五章生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)與保藏種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng),最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。種子擴(kuò)培的目的獲得純而壯活力旺盛的菌種獲得滿足接種量要求的培養(yǎng)物在擴(kuò)大過程中，對(duì)菌種進(jìn)行馴化最終實(shí)現(xiàn)縮短

7、發(fā)酵時(shí)間，保證生產(chǎn)水平發(fā)酵級(jí)數(shù)的確定制備種子需逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的次數(shù)，一般根據(jù)菌種生長特性，孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度以及采用發(fā)酵罐體積而定。接種量：移入種子的體積接種量＝—————————接種后培養(yǎng)液的體積過大過小都不好，最終以實(shí)踐定，如大多數(shù)抗生素為7-15%。但是一般認(rèn)為大一點(diǎn)好。種齡：種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級(jí)種子罐或發(fā)酵罐時(shí)的培養(yǎng)時(shí)間。種子異常往往表現(xiàn)為：1）菌種生長發(fā)育緩慢或過快2）菌絲結(jié)團(tuán)3）菌絲粘壁菌種保藏的原理根據(jù)菌種的生理、生化特性，人工創(chuàng)造條件使菌種的代謝活動(dòng)處于休眠狀態(tài)。理想的菌種保藏方法應(yīng)具備的條件低溫、干燥、

8、真空。工業(yè)微生物菌種保藏技術(shù)1.定期移植保藏法2.?液體石蠟保藏法3.沙土保藏法4.真空冷凍干燥保藏法5.?液氮超低溫保藏法6.固體曲保藏法等定期移植保藏法將菌種接