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1、 课 程 设 计 说 明 书课程名称：发酵工程 设计题目：大肠杆菌的高细胞密度发酵 院 系：生物与食品工程学院 学生姓名： 郑帅超 学 号：06040030 专业班级：11 生物技术 指引教师：李安华 5月26日课 程 设 计 任 务 书设计题目枯草芽孢杆菌产淀粉酶发酵工艺的优化学生姓名郑帅超所在院系生物与食品工程学院专业、年级、班11生物技术设计规定：1、树立对的的设计指引思想，严谨负责、实事求是、刻苦钻研、敢于摸索的作风和学风。2、根据所给资料，按照任务书中提出的范畴和规定准时独立完毕，不得延误，不得抄袭她人成果。3、阐明书应笔迹清晰文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其她书籍或杂志的材料
2、必须注明出处。4、设计原则规定规范、实用、切合实际。5、设计应严格按有关设计规范进行。6、设计结束后，以个人为单位提交设计阐明书一份（后附流程图）。学生应完毕的工作：1、在教师的协助下完毕题目设计。2、学生查阅有关文献、资料制定实验路线，并有指引教师检查实验路线的合理性和可行性。3、学生在实验室完毕实验方案。4、完毕课程设计阐明书的草稿，由指引教师协助修改，最后定稿。参照文献阅读：1李寅等著，高细胞密度发酵技术，化学工业出版社，-10-01，177288.2陈坚 ,李寅 ,毛英鹰 ,等. 生物工程学报 ,1998 ,14(4) :452455.3李民 ,陈常庆 ,朴勤 ,等. 生物工程学报 ,
3、1998 ,14(3) :270275.4杨汝燕 ,李民 ,陈常庆. 工业微生物 ,1998 ,28(3) :3033.5 李民 ,陈常庆 ,朴勤等 ,生物工程学报 ,1998 ,14 (3) :270275.6杨汝燕 ,李民 ,陈常庆 ,工业微生物 ,1999 ,29(1) :2528.7徐皓 ,李民 ,阮长庚 ,等. 工业微生物 ,1998 ,28(2) :2025. 8刘社际 ,葛永红 ,杨立明. 中国生物制品学杂志 ,1999 ,12 (1) :29 31. 工作筹划：.5.11分组并确认指引教师，在教师指引下查阅文献，拟定题目。.5.12-.5.13 进行理论试讲阶段，拟定实验路线，
4、然后拟定实验方案。.5.14-.5.17 进行实验操作和书写设计阐明书。.5.18-.5.22 修改阐明书，和指引教师沟通。.5.23 .5.26 上交课程设计阐明书，并由指引教师填写评语和成绩。任务下达日期： 5月13日 任务完毕日期： 5月26日指引教师（签名）： 学生（签名）： 枯草芽孢杆菌产淀粉酶发酵工艺的优化摘要：大肠杆菌被广泛地用于基因工程菌的构建，以获得大量的外源基因产物 ,运用基因重组技术构建的基因工程菌的发酵工艺不同于老式的发酵工艺。生物工程菌发酵的目的是但愿能获得大量的外源基因产物 ,尽量减少宿主细胞自身蛋白的污染。外源基因的高水平体现不仅波及宿主 ,载体和目的基因三者之间
5、的互相关系,并且与其所处环境条件息息 有关。因此仅按老式的发酵工艺生产生物制品是远远不够的,需要对影响外源基因体现的因素进行分析 ,摸索出适于外源基因高效体现的发酵工艺。高密度、高产率和高浓度培养是近几年发酵工业的目的和方向 。近几年 ,人们对高密 度发酵(high cell density fermentation)进行了大量的研究 ,并获得了可喜的成果。对于大肠杆菌 ,特别是重组大肠杆菌的发酵来讲 ,实现高密度发酵 ,可相应地缩小生物反映器的体积 和减少生物量的分离费用 ,从而减少生产成本 ,达到提高生产效率的目的。本文就大肠杆菌高密度发酵的影响因素 涉及培养基、培养条件、补料措施、发酵工
6、艺以及高密度发酵过程中存在的问题和对策加以讨论,并探讨了如何提高大肠杆菌高密度发酵工艺技术水平。核心词： 大肠杆菌 高密度发酵 培养基 溶氧值 菌体密度 目 录1. 设计背景.11.1 大肠杆菌简介.11.2 高细胞密度发酵技术概述.11.3 影响大肠杆菌高细胞密度发酵的因素.22. 设计方案 .32.1实验材料与条件.32.2培养基.32.3总工艺流程.43. 方案实行.53.1 种子的扩大培养.53.3发酵罐的灭菌实消.53.4接种.53.5取样检测分析.53.6补料.63.7倒罐.64. 收获与道谢.75. 参照文献.86. 附件.9 1.设计背景1.1 大肠杆菌简介 大肠埃希氏菌(Es
7、cherichia coli )一般称为大肠杆菌，1885年由Theodor Escherich发现，分布在自然界，大多数是不致病的，重要附生在人或动物的肠道里,为正常菌群，少数的大肠杆菌具有毒性,可引起疾病。大肠杆菌是细菌，属于原核生物，具有由肽聚糖构成的细胞壁，只具有核糖体简朴的细胞器，没有细胞核有拟核，细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体。其代谢类型是异养兼性厌氧型。 大肠杆菌在生物技术中的应用：大肠杆菌作为外源基因体现的宿主，遗传背景清晰，技术操作简朴，培养条件简朴，大规模发酵经济，倍受遗传工程专家的注重。目前大肠杆菌是应用最广泛，最成功的体现体系，常做高效体现的首选体系。 在培养基
8、选体系培养时无需添加生长因子，向培养基中加入伊红美蓝遇大肠杆菌，菌落呈深紫色，并有金属光泽，可鉴别大肠杆菌与否存在。1.2 高细胞密度发酵技术概述 基因工程技术和大规模培养技术的有机结合，使得本来无法获得的许多天然蛋白能够大量生产：由于大肠杆菌(EscheHchia colo构造简朴、遗传学背景清晰、生长周期短、 生长条件清晰，成为最为常用的宿主菌,已被广泛应用于重组蛋白,以及非蛋白的生物分子，如氨基酸等的生产。 高细胞密度发酵 (high cell density cultivation，HCDC)是指在一定条件和培养体系下，获得最多的细胞量，由此更多地或更高效地获得目的产物。即运用一定的培
9、养技术和装置提高菌体的发酵密度，使菌体密度较一般培养有明显提高，最后提高产物的比生产率(单位体积单位时间内产物的产量)。实现高密度发酵不仅可以减少培养体积，强化下游分离提取，还可以缩短生产周期、减少设备投资，从而减少生产成本。 一般觉得菌体密度超过50 g(DCW)L即为高密度发酵。根据Riesenbere计算，理论上大肠杆菌发酵所能达到的最高菌体密度为400 g(DCWL)，考虑到实际状况中的种种条件限制，Markel觉得最高的菌体密度为200 g(DCWL)，此时发酵液的25布满了长3 m，宽1m的大肠杆菌，发酵液粘度很高，几乎丧失流动性。迄今为止，大 肠杆菌发酵菌体密度最高的两例为：非重组E coli W3110达174 g(DCWL)，生产聚3 羟基丁酸的重组菌达1 754 g(DCWL)。 1.3 影响大肠杆菌高细胞密度发酵的因素 运用一般的发酵工艺生产大肠杆菌或以其组建的基因工程菌的体现产物，大肠杆菌的生物量，体现产物在菌体内和发酵液中的浓度比较低，
