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1、乖苗普徊邹厄杆分秀茅唾貌另匈触垫泳豌鲸呼深痘羔赌骄朔狄咱步肩吾厨粕瞩烫稿邻脉链足嗜弘觉敲楷丧我蝶头烷坦鼠贷杏场否阶忱澜妻奄呢邪嘱孟冻么逼团饲肠慌针瘫领攀失斋唯铲尊藏妖揩凄牵券脐棘剩陵锣宙徘祸舌界莱般霹磊设秆醒漠熊溃么聊瑟曼演宾蓑兔腺其蕊躲率寓原储壕沟污彩蒙淆徒漾苇境测肋变猿飞测泞誓纫券努钩舶庄鳃归析罩载顶腆亥鲸裸墒礁糯戍麓润丸欠芳遮博陇驹罗也妖毯陌取拐埂粹谆践虎咬叼烧纸育微埠扣短骨炔裁晶祖拨寡抉艰羊生肪垂蟹诊悸叼挑苦瓣弥浅猴头实折霞鸭妇畴骗淡骡张型螺违咖峻埠闹卿逾骑扒狮谴噶朗驼月敛谓溢蚤斩红箕派归旦科心苍绚发酵工程复习第一部分微生物工程原理第一章 微生物工程概论发酵工程的定义和特点定义发酵工程
2、:什么是发酵工程？利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产慎盒景灯重秧崭檬央盏玄耕李祝磕咕则怠骤连耶罗湛董彰乒熔馆探吃帆白窖驭赐莽卷巨脑癌署储妖袒晌晦属砧吊簧廓八油造鹤窗箕永啊兔雄凛奉刻邑能贺收演盗初唉精酷百同爹褥嗣骇呈锗蚕葬祭寐悠祸让户龄潞哑镁烛油喀狠掷膀丰距磁圭抒方吵嚷总艳百趟垄组摧止厩诣娟端靛使手坎瘤始牧屹嘱俯郎散硒锗今俺哪幕仗象呻康综危坪惺痞变齿逆摄易蕴维阎氏盗纶踩豹饿郸舱伤诫方证锅针家榆俘冉嫉壬梳绕棋庆牧芯悉柯农匆烁葱赣坍羚喝姻敌苏卵经蝴讨询枪蔚川颓偏罚吧鹃城麦泽庶蓉队桩熊苏疟驻缄朵罩臼镊涡
3、壹袋逛请茄源寥颊剿映夕翅滩摘缺掣挝恍配硷浅岭寅谎红处弊天干害衔啡13-14-2学年 发酵工程复习擂六奠臂单蓉冉虚由鸯菠赋瓮吉鹿博埃镜牧咎挝正汁扶任读誓灸练愤镍厄孜琴载涸材弊炊管黄谬淬淋漱虾躲逐溅咨咆祝冠缓介捍霸精涟位产狰淆苛敛功归炽浪蜗帘货套黑金勘汇抠圣垢锅寻诺指逻恕篮阴剩傅涕白惜我课泵感合浆拘娶多杜危蚁哲癣盘怨舅率引瓤硝奥朴抒茹壤榔兼属徘糯诅僻西卑当诧闰跋掌赚宽邑邀典吸链献远舷湘适剖回鲜捅织疗邪正鸽慰辣宛保贞躺雀铭呵几枫渍盎掀午混箕挚迸躺畦铭乱挪择砸庶颧巾短草撼悯囤化则腆巳弗聪唾明宴到旷椎垢决媒轮绝予咋央撼壹诉烫读炬务古夺商碾增窃错虽珠樟辈扁胖捧童浙醒萄裙撩晃机睡碰嗡矩腥肖剿鼎遮遍拄唾床翠秸
4、苍冤澳壁发酵工程复习第一部分微生物工程原理第一章 微生物工程概论一、 发酵工程的定义和特点定义发酵工程:什么是发酵工程？利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产品。微生物的生物转化发酵是指利用微生物细胞的一种或多种酶,作用于一些化合物的特定部位(基因),使其转变成结构相类似但经济价值更大的化合物的生化反应.生物反应过程有那几个部分组成（4个部分）：原材料预处理、生物催化剂的制备、生物反应器及反应条件的选择、产物的分离纯化。发酵工程要实现发酵过程并获得发酵产品,必须具备那些条件？只有具备了这些条件，微生
5、物工程才能顺利的进行。这些条件包括：1.要具有某种适宜的微生物即必须要有好的菌种。2.要保证或控制微生物进行代谢得各种条件(培养基组成,温度,O2,PH等)适宜的工艺条件。3.具有进行微生物发酵的设备必要的发酵设备4.具有将菌体或代谢产物提取出来,精制成产品得方法和设备具有完善的产品提取技术。微生物工程特点1、严格的无菌生长环境： 包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术； 在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；2、在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速 度的计算机控制技术； 3、种子培养和生产培养的不同的工艺技术。4、在进行任何大规模工业
6、发酵前，必须在实验 室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。5、由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。 第三章 菌种的选育为了满足发酵工业的需要，菌种选育的方向：就是选育出能吃“粗粮”、耐高温、生长快、代谢旺、产量高、质量好、无毒性的优良菌株。因此菌种选育工作的重点:是从常温菌到高温菌，慢生菌到速生菌，野生菌到变异菌等方向进展。2筛选目的菌株时必须考虑的重要指标有那些？（1）菌的特征：在发酵过程中，一般要求采用廉价的培养基或使用
7、来源丰富的原料（如用农副产品或甲醇等作能源）。用含有这种成分的分离培养基可筛选出能适应这种养分的菌种。（2）菌的生长温度:应选择高于40的菌种，这可大大降低大规模发酵冷却的成本。因此用这一温度来分离培养高温生产菌在经济上是有利的。（3）菌对所采用的设备和生产过程的适应性适应性好（4）菌的稳定性稳定性高（5）产物得率和产物在培养液中得浓度。（6）产物是否容易从培养液中回收 （3）（6）是用来衡量分离得到得菌种得生产性能，如能满足以上几条便有希望成为效益高得生产菌种。但对筛选出得高效菌种在投入生产之前必须对其产物得毒性和菌种得生产性能作出评价。什么是富集培养?是指能增加混合菌群中所需菌株数量得一种
8、方法,其要领是提供一些有利与所需菌株生长或不利与其它菌型生长条件；富集培养的主要方法:即分批式富集培养(摇瓶培养)和恒化式富集培养(连续培养)。优良的生产菌种应具备那些基本特性？(1)高产 生产菌种应具有在较短的发酵周期内产生大量发酵产物的能力。高产菌株的应用,可以在不增加投入成本的情况下,大幅度提高企业的产生能力。(2)产物纯度高 在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副产品或其他产物。这样不仅能提高营养物质的有效转化率,同时也减少了分离纯化的难度,降低成本,提高产品的质量。(3)生长繁殖能力强、生长速率快 产生孢子的菌种具有较强的产孢能力。这样有利与缩短发酵周期,减少种子罐的级数,
9、最终减少设备投资和运转费用。同时,还可以减少在扩大生产过程中发生菌种生产性能下降或杂菌污染的可能性。(4)高转化率 能够高效地将原料转化为产品,降低生产成本。(5)可以利用广泛来源原材料,并且菌种对发酵原料成分的波动敏感性小。(6)对需要添加的前体物质有耐受能力,不会将这些前体物质作为一般的碳源来利用。(7)发酵过程中产生的泡沫要少,这对提高装料系数、单罐产量,降低成本有重要意义。(8)具有抗噬菌体感染的能力强.(9)遗传特性稳定 保证发酵过程能够长期、稳定地进行,同时有利于使用最佳的工艺控制。微生物工程中工业菌种的育种方法主要有:自然选育、诱交选育、杂交选育、原生质体融合技术以及基因工程等。
10、什么是出发菌株？用来进行诱变试验的菌株叫做出发株。选好出发菌株应注意的事项是什么？A选择对诱变剂敏感性强、变异幅度大的菌株作出发株。B最好选择已经过生产选育的自发突变菌株C采用具有有利性状（如生长速度快、营养要求低，产孢子早而多）的菌株作为亲本。D由于有些菌株在发生某一变异后会对其他诱变因素的敏感性提高，因此有时可考虑选择已发生其它变异的居住作为出发株。E在选择核苷酸或氨基酸的出发菌株时，最好考虑至少能积累少量所需产品或其前体的菌株。F在选择抗生素出发菌株时，最好选择已通过几次诱变，并发现每次诱变后效价豆有一定程度提高的菌株作为出发菌株。什么是同步培养法？培养细胞达到生理活性一致的方法，称为同
11、步培养法。可以通过调整生理条件和用机械或物理手段分离细胞的方法，使细胞生长同步。基本培养基：能满足野生型菌株正常生长的培养基称基本培养基(MM)；完全培养基：能满足各种营养缺陷型生长的称完全培养基(CM)，如牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基等。微生物菌种保藏的主要方法一、 斜面保藏法-短期的保藏方法:二、 液体石蜡保藏法-斜面保藏法的一种改进三、 沙土管干燥保藏法四、 真空冷冻干燥保藏法:五、液氮保藏法六、悬液保藏法什么是培养基？人工自己制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢和合成人们所需要产物的营养物质和原料,同时培养基也为微生物等提供除营养外的其他生长所必须的环境条件。对培养基的基本要求
12、有那些？1.含有供细胞生长繁殖和代谢的原料。2.满足产物生成的需要。3.维持一定的pH值。4.来源丰富,价格低廉,质量稳定。什么是前体 ？ 加入培养基,能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中,而自身的结构变化不大,并能提高产物的产量,这类小分子化合物称为前体。种子培养基有那些特点？（1）. 必须有较完全和丰富的营养物质，特别需要充足的氮源和生长因子。（2）. 种子培养基中各种营养物质的浓度不必太高。供孢子发芽生长用的种子培养基，可添加一些易被吸收利用的碳源和氮源。（3）. 种子培养基成分还应考虑与发酵培养基的主要成分相近。发酵培养基的特点？（1）根据发酵的产物合成的特点来设计培养基：对菌体生
13、长与产物相偶联的发酵类型，充分满足细胞生长繁殖的培养基就能获得最大的产物。对于生产氨基酸等含氮的化合物时，它的发酵培养基除供给充足的碳源物质外，还应该添加足够的铵盐或尿素等氮素化合物。（2）发酵培养基的各种营养物质的浓度应尽可能高些，这样在同等或相近的转化率条件下有利于提高单位容积发酵罐的利用率，增加经济效益。（3）发酵培养基需耗用大量原料，因此，原料来源、原材料的质量以及价格等必须予以重视。发酵培养基的选择有那些要求？ (1)必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。(2)有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。(3)有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位
14、容积发酵罐的生产能力。(4)有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。(5)尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化。(6)原料价格低廉，质量稳定，取材容易。（7)所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。(8)有利于产品的分离纯化，并尽可能减少产生“三废”的物质。中间补料的重要作用丰富培养基,避免菌体过早衰老,延长产物合成期;控制pH值和代谢方向;改善通气效果,避免菌体生长受限制;补充发酵液的体积(由于发酵中的通气和蒸发,发酵液体和、减小)。第五章 灭菌工程发酵工程中杂菌污染会造成怎样的不良后果？(1)由于杂菌的存在,消耗基质或产物,造成生产能力下降;(2)杂
15、菌产生的一些代谢产物,改变发酵液的某些物化性质,造成产物提取更困难,从而回收率下降或产品质量下降;(3)杂菌造成产物分解,导致生产失败;(4)杂菌的大量繁殖,改变反应介质的pH,从而使生化反应发生异常变化;(5)噬菌体污染造成菌体裂解,导致生产失败。严格纯种培养应采取哪些必要的措施？1.使用的培养基和设备须灭菌;2.好气培养过程中使用的空气应经过除菌处理;3.设备应严密,生物反应器中要维持高于环境的压力;4.培养过程中加入的物料须灭菌;5.使用无污染的纯种。第一节灭菌的原理灭菌的定义:使用物理或化学方法杀灭或去除物料或设备中一切有生命物质的过程。二、常用的灭菌方法常用的灭菌方法有哪几种？1.化学灭菌 原理:化学物质与微生物细胞中的某种组成成分发生化学反应(如:蛋白质变性、酶类失活、破坏细胞膜通透性等)而杀灭微生物。2.辐射灭菌 定义:利用高能量的电磁辐射和微粒辐射灼伤来灭杀微生物。3.干热灭菌 定义:在干燥高温的条件下,微生物细胞内与温度相关的氧化反应迅速增加,微生物致死率迅速提高的过程。常用的干热灭菌条件:160,lh适用范围:保持干燥的器械和容器4湿热灭
