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1、发酵工程原理与技术应用复习发酵工程原理与技术应用第一章绪论1. 什么是发酵工程？发酵工程是指利用微生物的生长生殖和代谢活动来大批生产人们所需产品过程的理论和工程技术系统，是生物工程与生物技术学科的重要构成部分。利用微生物的特定性状和功能，经过现代化工程技术来生产实用物质或将微生物直接用于工业化系统的一门技术， 是成立在微生物发酵工业基础上， 与化学工程相联合而发展起来的。2. 发酵工业的特色 一步生产 反响条件平和 原料纯度要求低 设施的通用性高 对环境的污染相对较小 生产受自然条件限制小第二章发酵工业菌种1. 发酵工业菌种的常用种类。 细菌 ：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等 放线
2、菌：链霉菌属、小单胞菌属 酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等 霉菌：根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等 未培育微生物：2. 发酵工业对菌种的要求。 能在低价原料制成的培育基上生长，且生成的目的产物产量高、易于回收。 生长较快，发酵周期短。 培育条件易于控制。 抗噬菌体及杂菌污染的能力强。 菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产质量量的稳固。 对放大设施的适应性强。 菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。3. 从自然界分别挑选菌种常用步骤。 采样： 有针对性地收集样品。 样品预办理 ：可提升菌种分别效率。 增殖： 人为地经过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培育后，在数目上占优
3、势，使挑选变得可能。 【目的菌富集培育】富集培育方式：1.分批培育2.连续培育3.半连续培育 纯种分别 ：利用分别技术获得纯种。常用的分别方法：1.平板划线分别2.稀释分别3.涂布分别4.毛细管分别5.小滴分别 初筛： 从分别获得的大批微生物中将拥有目的产物合成能力的菌株挑选出来的过程。【（ 1）平板挑选（各样变化圈），（2）摇瓶发酵挑选】 菌种复筛。 菌种发酵性能判定。【判定技术四个水平：细胞的形态和习惯水平细胞组分水平蛋白质水平基因或核酸水平】 菌种收藏。4. 代谢调控体制 隔绝隔绝的种类 主要有：尾端代谢产物隔绝和分解代谢产物隔绝。尾端产物隔绝：是指由某代谢门路尾端产物过度累积而惹起的隔
4、绝。分解代谢物隔绝：是指有两种碳源（或氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种分解底物会隔绝利用慢的底物的相关分解酶的合成和累积。5. 发酵工业菌种改进的目的。防备菌种退化改进菌种性状，改良发酵过程提升生产能力提升产质量量开发新产品6. 诱变育种的基本步骤。 菌出发菌株的选择：选择好的出发菌株对诱变成效有着极其重要的作用。【选择标准：产量高、对诱变剂的敏感性大、变异幅度广】 悬液的制备： 这一步骤的重点是制备单细胞和单孢子状态的、 活力近似的菌悬液， 为此要进行适合培育基的培育，并要离心，清洗，过滤。 诱变办理： 中间培育：将制备好的菌悬液与诱变剂接触，进行诱变。因为在发生了突变还没有表现出
5、来以前，有一个表现延缓的过程，即细胞内原有酶量的稀释过程( 生理延缓 )，需 3 代以上的生殖才能将突变性状表现出来。此过程称为中间培育 分别和挑选 ：挑选分初筛和复筛。 初筛以快速筛出大批的达到初步要求的分别菌落为目的，以量为主。复筛则是优选，以质为主，也就是以精准度为主。7. 菌种变异及退化机理及防备举措。 菌种变异及退化机理：菌种退化主要指生产菌种或选育过程中挑选出来的较优秀菌株， 因为进行接种传代或收藏以后，集体中某些生理特色和形态特色渐渐减退或完整丧失的现象。【主要原由：基因突变，连续传代】 预防举措 ：减少传代、常常纯化用单细胞移植传代、创建优秀的培育条件、科学收藏。8. 菌种收藏
6、技术。目的 ：存活，不丢掉，不污染； 防备优秀性状丢掉； 随时为生产、科研供给优秀菌种原理 ：依据菌种的生理生化特色，人工地创建条件，使菌种的代谢活动处于不开朗状态、生长生殖受克制的休眠状态。方法 ：斜面低温收藏法【低温】 砂土管收藏法【低温、干燥、隔氧、无营养物】 冷冻真空干燥法【低温、干燥、缺氧】 液氮超低温冻结法【超低温】 白腊油封收藏法 硅胶收藏法第三章发酵工业培育基设计1. 工业大规模发酵的培育基应按照的原则。 一定供给合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 有益于减少培育基原料的单耗，即提升单位营养物质的转变率。 有益于提升产物的浓度，以提升单位容积发酵罐的生产能力。 有益于提升产物
7、的合成速度，缩短发酵周期。 尽量减少副产物的形成，便于产物的分别纯化，并尽可能减少产生“三废”物质。 原料价钱便宜，质量稳固，取材简单。 所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提升氧的利用率，能耗。2. 培育基的几大营养成分的功能作用。常用的营养成分有哪些？几大营养成分的功能作用：碳源：碳源是构成培育基的主要成分之一，其主要功能有两个：一是供给微生物菌体生长生殖所需的能源以及合成菌体所需的碳骨架；二是供给菌体合成目的产物的原料。氮源：主要用于构成菌体细胞物质和合成含氮代谢物。无机盐及微量元素：作为微生物生理活性物质的构成或生理活性作用的调理物。水：水是全部培育基的主要构成成分，也是微生物机体的重要构成成分。生长调理物质：发酵培育基中某些成分的加入有助于调理产物的形成。常用的营养成分：常用碳源有糖类、油脂、有机酸和低碳醇等常用氮源有有机氮源和无机氮源。磷、镁、硫、钾、钠、铁、氯、锰、锌、钴等。常用的生长调理物质有生长因子、前体、产物合成促使剂。第四章发酵工业的无菌技术
