微生物和工程提纲.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微生物和工程提纲.精品文档.微生物和发酵工程复习提纲名词解释：假菌丝，微生物，遗传，变异，无菌操作技术，菌落，发酵（广义和狭意），培养基，灭菌，条件致病菌主要考点：微生物的五大特性 原核微生物细胞的结构（基本结构，特殊结构和化学组成，功能） 革兰氏染色法（操作步骤，原理） 病毒的复制周期 细菌的典型生长曲线 微生物的6大营养要素 培养基的分类，制作程序 发酵工业培养基的分类，培养基的碳氢比的计算 菌种的筛选 青霉素的发酵，酒精的发酵 复习提示：1，微生物60%，发酵40%2，考试以课件和教材勾画内容为准3，多浏览，理解为主4，题型：名词解释（

2、10） 填空（15） 单选（30+10） 判断（10） 计算（6） 简答（12） 实验设计（7）微生物是指一群个体微小、结构简单，需借助显微镜才能观察到的微小生物的总称。酵母菌进行一连串的芽殖后，如果长大的子细胞与母细胞并不立即分离，它们之间仅以狭小的面积相连，这种藕节状的细胞串称称假菌丝；如果子细胞和母细胞相连的横隔面与细胞直径一致，则这种竹节状的细胞串称真菌丝。遗传 生物的各种生物性状相对稳定地传给后代，并保持其种属原有性状不变且代代相传，使其种属得以保存。变异 在一定条件下，子代和亲代之间以及子代和子代之间的生物学性状差异。条件致病菌 正常菌群在宿主体内一般不致病，只有当宿主免疫力降低，

3、菌群寄居部位改变或菌群失调时才致病，这些菌群称为条件致病菌。培养基是用来满足微生物生长繁殖或产生代谢产物的需要而人工配制的营养基质（各种营养物质的混合物）。培养基：人工配制的供微生物生长、繁殖、代谢和合成人们所需产物的营养物质和原料。发酵 指微生物在无氧条件下，将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量，并产生各种不同的代谢产物。（能量代谢中的定义）发酵 指通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。是任何利用好氧或厌氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式。（发酵工业中的定义）灭菌(sterilization):用化学或物理方法杀死

4、物料或设备中所有有生命物质的过程。菌落（colony）单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落。1 原核生物细胞基本结构：由外到内依次为细胞壁，细胞膜，细胞质，核质（原核、拟核、核区）特殊结构：糖被、鞭毛、菌毛、芽孢细胞壁概念：细胞壁是细菌外表面一层坚韧而有弹性的结构。功能：赋形作用 保护作用 纳泄作用 抗原作用 致病作用细胞壁的化学组成与结构 细胞壁的主要化学组成是肽聚糖和少量的脂类 肽聚糖是原核微生物细胞壁特有物质。 聚糖骨架 肽聚糖 四肽侧链 五肽交联桥革兰氏阳性菌（ G+ ）和革兰氏阴性菌（ G ）G+肽聚糖结构包括：聚糖骨架、四

5、肽侧链和五肽交联桥。G肽聚糖结构包括：聚糖骨架和四肽侧链。G+细胞壁的特点 厚 2080nm 坚韧 肽聚糖15 50层 结构简单 主要成分是90%肽聚糖 和10%磷壁酸磷壁酸 G+菌特有结构 主链由核糖醇和甘油残基连接而成。 膜磷壁酸 壁磷壁酸 功能：P42G 细胞壁的特点 薄 1015nm 疏松 肽聚糖1 3层 结构复杂 由内至外：5%10%肽聚糖、外膜、脂多糖、外膜蛋白、周质空间。 周质空间 周质空间又称壁膜间隙，一般指细胞膜与外膜之间的空间。肽聚糖层夹在其中。 周质空间中存在多种蛋白、酶类，与细菌的营养和生长过程有关。 革兰氏阴阳细胞的比较 P45 项目 G 菌 G 菌 与细胞壁的关系染

6、色性 紫色 红色 对酒精的通透性抗原性 磷壁酸 外膜 化学组成不同内毒素 无 有 本质为脂多糖 青霉素作用 有效 无效 五肽交联桥溶菌酶作用 有效 无效 聚糖骨架 细胞膜 又称质膜、原生质膜、细胞质膜。紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性生物膜。细胞膜的功能 P511渗透运输作用 2维持正常渗透压（与细胞壁功能的区别）3参与生物合成4细胞呼吸作用（与真核细胞的区别）5 鞭毛着生和供能部位 6蛋白受体趋化性7形成间体（中体）间体间体由细胞膜内陷折叠卷曲而成的囊状物，又称中间体、中介体或中体。功能：扩大细胞膜的表面积，增加膜上酶的含量，加强了膜的生理功能，与细胞分裂、呼吸等功

7、能有关。核糖体 组成：沉降系数70S，由50S、30S两个亚基组成。 作用：细菌蛋白质合成场所。 红霉素、链霉素分别与两个亚基结合，干扰其蛋白质的合成，杀死细菌。质粒：细菌核质体外的遗传物质，是闭合环状双链DNA。质粒的特点：可自我复制和稳定遗传 非必要遗传物质 可转移 可整合 可重组 可消除核区又称为原核、拟核、核质或核基因组。特点：无核膜，无固定形态，闭合双链 DNA丝状结构，含少量RNA和少量蛋白质。功能：具有细胞核的功能。2微生物的典型生长曲线把一定量微生物接种到一定量的液体培养基中，在一定条件下培养，定时取样测量活菌数，以活菌数的对数值为纵坐标，以培养时间为横坐标，就可以画出一条有规

8、律的曲线，即微生物的典型生长曲线。1. 适应期又称延滞期、迟缓期、调整期。适应期的特点 生长繁殖的速度几乎等于零 细胞体积增大，杆菌的长度增加。 细胞内核酸含量增加，为分裂做准备 合成代谢活跃，核糖体、酶类合成加快，易产生诱导酶。 对外界不良条件，如温度和抗生素等反应敏感影响适应期长短的因素：微生物的种类菌种的菌龄 接种量培养基成分培养条件2. 对数生长期又称指数增长期，紧接着适应期的一个细胞以几何级数速度分裂的时期。在生长曲线中，活菌数的对数迅速上升至顶峰。特点： 生长繁殖速度快；酶系活跃，代谢旺盛。 生物学特性典型。（大小形态、染色性稳定） 对抗生素等外界环境作用敏感。 适合细菌的鉴定。影

9、响对数期的因素： 菌种 营养物质和环境因素（温度、pH、氧含量）3. 稳定期特点： 繁殖数等于死亡数，处于动态平衡。 生物学特性发生改变。 产生次生代谢产物。 （外毒素、抗生素等） 芽孢形成。原因： 营养物质缺乏，C/N比失衡。 次生代谢产物积累。 酸性物质积累，pH下降。4. 衰亡期特点： 细菌繁殖速度减慢或停止 形态发生显著改变，出现多形态，部分细菌自溶 新陈代谢缓慢或停止 芽孢释放3微生物的六大营养要素及其生理功能 1.水 溶剂作用和运输媒介作用 参与化学反应 维持蛋白质和核酸等重要生物大分子结构 控制细胞温度 细胞物质的组成成分，维持细胞膨胀压的必要条件2. 碳源（1）概念和分类 凡是

10、可被微生物利用，构成微生物细胞和代谢产物中碳架来源的物质称为碳源。 有机碳源：糖类、有机酸、醇、氨基酸、蛋白质、核酸等 无机碳源：烃类、二氧化碳、碳酸盐等（2）碳源物质的生理功能 构成细胞物质 产生维持生命所需能量（3）微生物利用碳源物质的特点 碳源谱极广，几乎除了“C”以外的所有碳源都可以利用 不同种类微生物利用的碳源物质不同 微生物对碳源物质的利用具有选择性（选择性原则：结构简单相对分子量小的优先于结构复杂相对分子量大的） P80 表4-23. 氮源（1）概念和分类 凡是可被微生物利用，构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的物质称为氮源。 有机氮：氨基酸、蛋白质、核酸等 无机氮：NH3、铵盐

11、、硝酸盐、尿素、 N2等（2）氮源物质的生理功能 合成微生物细胞成分 对于某些微生物可作为能量来源（3）微生物利用氮源物质的特点 不同种类微生物利用的氮源物质种类不同 微生物对氮源物质的利用具有选择性（选择性原则：铵离子优于硝酸盐，氨基酸优于蛋白质） 表4-34. 能源（1）概念：凡是能为微生物生命活动提供能量来源的营养物质或辐射能称为能源。（2）分类化学能源化能有机异养型微生物能源和碳源相同，如糖类。 化能无机自养型微生物能源（NH4+、NO2、H2S等）和碳源（烃类、二氧化碳、碳酸盐等）不同。 辐射能源光能（3）能源物质的生理功能：为微生物生命活动提供能量。5. 无机盐（1）种类P S M

12、g K Ca Fe Zn Mn（2）无机盐的生理功能 维持生物大分子和细胞结构的稳定性 作为酶的活性基部分和酶的激活剂 调节细胞渗透压，酸碱度，氧化还原电位和能量转移 对于个别微生物还可以提供能量 构成细胞的组成成分6. 生长因子（1） 概念：微生物生长所必需的（一般需要量很小），但自身不能合成（或合成量不足）的物质。（2） 种类：维生素，氨基酸，碱基及其衍生物4微生物培养基一、 配制培养基的基本原则 培养基配置的目的 符合微生物菌种的营养特点 控制营养物质比例及其浓度 控制酸碱度 控制氧化还原电位 控制营养物质来源 选择适宜的灭菌处理方法二 培养基的分类液体培养基 物理状态 固体培养基 2%

13、琼脂 半固体培养基 0.20.7%琼脂天然培养基 培养基成分来源 合成培养基 半合成培养基基础培养基 只有基本营养物质 肉膏汤 营养培养基 加入生长因子 血平板用途 选择培养基 加入抑制剂 SS平板 鉴别培养基 加入底物、指示剂 糖发酵 特殊培养基 加入其他物质 细菌L型三培养基的配制程序 P79称量溶化矫正pH值过滤、澄清分装加棉塞、包扎灭菌检查鉴定 9发酵工程培养基的分类、碳氢比的计算培养基类型 合成培养基 固体培养基 按组成分天然培养基 按物理状态分 液体培养基 半合成培养基 半固体培养基 孢子培养基 / 斜面培养基 按用途分 种子培养基 发酵培养基Q1：培养基中的C / N ?氯化铵2

14、g，乙酸钠2gNH4Cl CH3COONaC / N = 24/82 : 14/53.5 = 1.12Q2:用稻草和豆饼制作碳氮比为40:1的发酵培养基100千克（含水量99%），试问稻草和豆饼各需多少？已知：稻草含碳量为45，含氮量为1； 豆饼含碳量为48，含氮量为7。 解：设配制所规定碳氮比的培养基100千克需稻草X千克，则豆饼用量为（1X）千克，根据碳氮比为40：1，得下式：0.45X0.48(1X)/0.01X0.07(1X)40/1解上式,得稻草用量X0.98千克，豆饼用量1X0.02千克 5 病毒的增殖（复制）1.吸附-病毒感染细胞先要吸附在易感染细胞上。离子键或电荷的吸引，可逆的

15、。病毒颗粒特异的吸附于宿主细胞表面，是病毒颗粒的表面成分与细胞膜的受体发生相互作用的结果，不可逆的。2穿入（侵入）-病毒吸附在宿主细胞膜后通过多种方式进入细胞内。细胞膜吞入（病毒胞饮），形成含病毒的吞饮泡，主要方式；直接进入；病毒包膜与宿主细胞膜融合；核酸挤入细胞内，其余部分留在细胞外；从性菌毛进入。3.脱壳-病毒进入细胞后，迅速在溶酶体蛋白水解酶的作用下脱掉蛋白质衣壳，释放出核酸。有些侵入时同时脱壳。4.生物合成 包括核酸的复制和蛋白质的合成。 多数DNA病毒在宿主细胞核内合成核酸，多数RNA病毒在细胞质合成核酸。5.装配（assembly）和释放（release） 已复制的核酸和已合成的蛋

16、白质装配成完整的核衣壳。 释放方式：细胞破裂；出芽，同时获得包膜。6 酒精发酵一、酒精发酵原料（一）淀粉类原料o 淀粉质原料是生产酒精的主要原料。我国发酵酒精的80%是用淀粉质原料生产的，其中以甘薯干等薯类为原料的约占45%，玉米等谷物为原料的约占35%。1.薯类原料2.谷物原料（粮食原料） 五粮液：小麦、大米、玉米、高粱、糯米 （二）糖类原料，常用的糖质原料有糖蜜、甘蔗、甜菜和甜高梁等（三）纤维素类原料，天然纤维原料由纤维素、半纤维素和木质素三大成分组成二、与酒精发酵有关的微生物糖化菌和酒精酵母，俗称酒母。在分类上叫啤酒酵母-该种酵母菌繁殖速度快，产酒精能力强，并具有较强的耐酒精能力。三、酒

17、精发酵生化机制不同生产原料，酒精发酵生化过程不同。对糖质原料，可直接利用酵母将糖转化成乙醇。对于淀粉质和纤维质原料，首先要进行淀粉和纤维质的水解（糖化），再由酒精发酵菌将糖发酵成乙醇。（一） 淀粉类原料的水解1.淀粉分子淀粉是多糖中最易分解的一种，由许多葡萄糖聚合而成。天然淀粉具有直链淀粉和支链淀粉两种结构，它们在性质和结构上有差异。直链淀粉是-D葡萄糖通过1，4糖苷键连接而成的聚合物。一般认为，直链淀粉的聚合度在2001000范围内，分子量30000160000。直链淀粉可溶解于7080的温水,遇碘呈深蓝色。在大多数植物淀粉中，直链淀粉含量为2030。支链淀粉是葡萄糖通过1，4糖苷键及1，6

18、糖苷键（在分支点上）连接而成的聚合物。其分子较直链淀粉的大，分子量可达107。支链淀粉各个分支卷曲成螺旋状，整个分子近似球形。支链淀粉不溶解于温水。2.淀粉的糊化、液化o 糊化淀粉在常温下不溶于水，当水温升至53以上时，淀粉的物理性能发生明显变化。淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液的特性，称为淀粉的糊化。o 液化发生糊化之后的淀粉，如果继续升温，支链淀粉也开始溶解，胶体状态破坏，形成黏性较低的流动性醪液，这种现象称为淀粉的溶解，或称为液化。3.淀粉水解o 淀粉水解又称糖化，通过添加酶制剂或糖化曲来完成。糖化曲中含有的淀粉酶类包括-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶。淀粉在以上几种酶的

19、共同作用下被彻底水解成葡萄糖和麦芽糖。麦芽糖可在麦芽糖酶的作用下进一步生成葡萄糖。（二）纤维素类原料的水解o 纤维素（葡萄糖聚合）、半纤维素（多种多聚物）、木质素（苯丙烷类结构单元组成）o 纤维素的水解法分成三种：稀酸水解法、浓酸水解法和酶水解法。o 纤维素的性能稳定,无论用酸水解还是用酶水解，都存在水解速度慢,糖得率低的问题，这是影响纤维素科学利用的难题之一。（三）酵母菌将糖类转化为乙醇葡萄糖-经EMP途径-2分子丙酮酸-经丙酮酸脱羧酶-2分子乙醛-经还原-2分子乙醇酵母菌乙醇发酵机制 C6H12O62C2H5OH+2CO23.糖化曲制备o 制曲过程实际上是将糖化菌扩大培养，并让糖化菌产生高

20、活力的各种淀粉酶的过程。为此，需要提供让糖化菌生长和产酶的合适原料、水分、温度和通气条件等。o 糖化曲分成固体曲和液体曲两种，用麸皮为主要原料制成的固体曲叫麸曲，采用液体深层通风培养的称为液体曲。4.糖化o 将已糊化、液化的蒸煮醪冷却至60（初冷却），按比例接入糖化曲进行糖化。o 糖化完成后，冷却至约30（后冷却）后，即可接入酒母进行发酵5.酒母的制备（种子扩大培养）o 酒精生产对酵母菌的要求n 发酵能力强；繁殖速度快，具有很强的增殖能力。n 耐酒精能力强，能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发酵。n 耐温性能好；耐酸能力强；抵抗杂菌能力强。n 生产性能稳定，变异性小。n 发酵时产生泡沫少。6.酒精

21、发酵过程o 酒精发酵过程从外观现象可以将其分为如下三个不同发酵阶段：n 前发酵期 主发酵期 后发酵期前发酵期（10h，生长）o 在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母细胞数还不多，由于醪液中含有少量的溶解氧和充足的营养物质，所以酵母菌能迅速地进行繁殖，使发酵醪中酵母细胞繁殖到一定数量。o 从外观看，由于醪液中酵母数不多，发酵作用不强，酒精和CO2产生得很少，所以发酵醪的表面显得比较平静。o 前发酵阶段时间的长短，与酵母的接种量有关。如果接种量大，则前发酵期短，反之则长。前发酵延续时间一般为l0小时左右。o 由于前发酵期间酵母数量不多，发酵作用不强，所以醪液温度上升不快。醪液温度在接种时为26

22、28，前发酵期温度一般不超过30。如果温度太高，会造成酵母早期衰老，如果温度过低，又会使酵母生长缓慢。o 前发酵期间应十分注意防止杂菌污染，因为此时期酵母数量少，易被杂菌抑制，故应加强卫生管理。主发酵期（12h，发酵）o 酵母细胞已大量形成，醪液中酵母细胞数可达1亿毫升以上。由于发酵醪中的氧气也已消耗完毕，酵母菌基本上停止繁殖而主要进行酒精发酵作用。o 醪液中糖分迅速下降，酒精逐渐增多。因为发酵作用的增强，醪液中产生了大量的CO2。随着CO2的逸出，可以产生很强的CO2泡沫响声。o 发酵醪的温度此时上升很快。生产上应加强这一阶段的温度控制。根据酵母菌的性能，主发酵温度最好能控制在3034。o

23、主发酵时间长短，取决于醪液中营养状况，如果发酵醪中糖分含量高，主发酵时间长，反之则短。主发酵时间一般为12小时左右。后发酵期（40小时左右）o 醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，醪液中尚残存部分糊精继续被曲作用，生成葡萄糖。由于这一作用进行的极为缓馒，生成的糖分很少，所以发酵作用也十分缓慢。因此，这一阶段发酵醪中酒精和CO2产生得也少。o 后发酵阶段，因为发酵作用减弱，所以产生的热量也减少，发酵醪的温度逐渐下降。此时醪液温度应控制在3032左右。如果醪液温度太低，糖化酶的作用就会减弱，糖化缓慢，发酵时间就会延长，这样也会影响淀粉出酒率五、酒精蒸馏与精馏o 经酵母菌把糖转变成酒精后，在成熟发酵

24、醪内，除含有酒精和大量水分外，还含有固形物和许多杂质。蒸馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来，通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格的酒精。o 发酵成熟醪的组成及其分离o 分成不挥发性成分和挥发性成分两大类。o 不挥发性成分包括甘油、琥珀酸、乳酸、脂肪酸、无机盐、酵母菌体、不发酵性及未发酵完的糖、皮壳、纤维等。不挥发性成分，在粗馏中它们和大部分水一起从醪塔底部排出。o 挥发性杂质和酒精蒸气一起从粗镏塔顶部排出，并一起进入精馏塔。挥发性杂质共有50多种，分成醇类、醛类、酸类和酯类。青霉素的发酵（一）工艺流程（二）种子制备n 种子制备阶段包括孢子培养和种子培养两个过程。n 孢子培养以产生丰富的孢子为目的。

25、n 种子培养以繁殖大量健壮的菌丝体为目的。n 青霉素生产菌种分为丝状菌和球状菌。n 丝状菌分为黄孢子丝状菌和绿孢子丝状菌n 球状菌分为绿孢子球状菌和白孢子球状菌n 国内生产厂大都采用绿色丝状菌。（三）发酵培养基组成1.碳源n 产黄青霉进行青霉素发酵生产时，葡萄糖和乳糖是碳源的最佳组合。n 理论最佳发酵过程：发酵前期（菌体生长期）利用氧化速率快的葡萄糖使青霉菌大量、迅速、强壮的繁殖菌丝体；发酵后期（产物合成器）利用氧化缓慢的乳糖，使发酵液pH稳定，有利于青霉菌大量、持久地分泌青霉素。n 乳糖货源少、价格高，工业生产应用很少n 实际工业生产过程：一般只使用葡萄糖。但是为了避免高浓度葡萄糖对菌体生长

26、的抑制作用和高浓度葡萄糖的代谢产物对青霉素合成酶的阻遏，青霉素发酵中通常采用连续流加（低浓度）的方法加入葡萄糖来替代乳糖。2.氮源n 玉米浆是青霉素发酵的最好氮源。玉米浆是淀粉生产的副产物，含多种氨基酸，如精氨酸、谷氨酸、组氨酸、苯丙氨酸等，另外还可青霉素G生物合成提供侧链前体-苯乙胺。n 国内由于玉米浆生产方法不同，质量难以控制，除部分生产厂采用玉米浆外，大部分生产采用的氮源是花生饼粉、尿素等。3.前体物质n 国内外作为青霉素G生物合成的前体有苯乙酸及其衍生物苯乙酰胺、苯乙胺、苯乙酰甘氨酸等。它们可以作为青霉素G侧链的前体物质结合到青霉素分子上。n 这些前体物质对青霉菌生长和生物合成都有一定

27、的毒性，毒性大小与培养基的pH有关。n 苯乙酰胺在pH8时抑制菌体生长，苯乙酸在pH5.5时毒性较大。因此，发酵过程pH稳定在中性条件下是非常重要的。n 前体物质用量不能超过0.1%，否则将抑制青霉素合成。（四）发酵条件控制n 影响青霉素发酵产率的因素包括环境变量和生理变量两个方面。n 环境变量：温度、pH值、基质浓度、溶氧度n 生理变量：菌丝浓度、菌丝形态、生长速率1.加糖控制n 青霉素发酵生产中，加糖方法通常采用分批补料操作，即对容易产生阻遏、抑制和限制的基质（葡萄糖、胺、苯乙酸等）进行缓慢流加，以维持一定的最适浓度。n 葡萄糖的流加速度非常关键，即使是超出最适浓度范围的微小波动都将引起严

28、重的阻遏或抑制。n 大于最适浓度，青霉素合成速度减慢或停止n 小于最适浓度，呼吸急剧下降，甚至引起自溶n 加糖主要是为了控制残糖量。前期和中期的最适残糖量范围控制在0.30.6%。n 两种方法：n 分批补料（根据实际情况，每1h或2h补料一次）n 连续流加（恒化法）n 目前，糖浓度无法进行在线监测，因此，加糖不是根据残糖量控制的，而是间接根据pH值、溶氧或CO2释放率进行调节。2.pH值控制n 补糖调节n 用补糖调节pH比使用酸碱调节剂好。n 恒速补糖法n 按需补糖法n 补糖调节的响应速度较慢，但是能使发酵体系pH值始终保持在最佳条件附近。3.补料及添加前体物质n 发酵过程中除了补糖外，还需补

29、充氮、硫元素和前体。n 氮、硫元素按需补料n 苯乙酸、苯乙酰胺等前体物质在发酵中后期进行补料。操作方法是分批或连续低浓度添加，保持前体物质的供应速率仅略大于生物合成速率。前体浓度须小于0.1%。4.温度控制n 青霉素最适生长温度为30n 青霉素合成最适温度为20n 分段变温控制法n 生长期：30 25n 产物合成期：25 205.溶氧浓度控制n 溶氧浓度是影响发酵过程和结果的重要因素。n 溶氧浓度降低到30%饱和度以下，青霉素产量急剧下降；若低于10%饱和度，则造成不可逆的损失。但是，若发酵液的溶氧浓度过高也不正常，说明菌丝体生长不良或加糖速率过低。n 工业生长中，控制通气比为1:（0.81）

30、VVM，搅拌转速为150200r/min。6.菌体浓度控制n 菌丝生长繁殖期：发酵液中糖和含氮物质被迅速利用。n 青霉素合成期：菌丝生长繁殖趋势减弱或停止。n 进入青霉素合成期之前，必须使菌丝生长速度降低，这可以通过限制补糖来实现。n 实际工业生产中，青霉素合成期（菌体生长稳定期）的菌丝浓度并不是始终保持不变，而是以很低的生长速率缓慢增加，直至放罐。n 氧传递速率（OTR） 氧消耗速率（OUR）n 发酵罐的性能参数是固定的，在发酵过程中，某一发酵罐所能保证正常生产的最大菌体浓度，称为临界菌体浓度。n 低于临界菌体浓度， OTR和OUR可在某一溶氧水平达到平衡；n 高于临界菌体浓度，OUR（ 增

31、大 ）， OTR（不变），最终导致青霉素合成停止。7.发酵终点控制n 青霉素产量达最高值 -正常放罐 n 染菌n 菌丝提前自溶 提前放罐n 菌丝浓度超过临界值发酵工业菌种分离筛选原则与基本技术1. 菌种选择的总趋势l 野生菌 变异菌l 自然选育（自然分离） 代谢控制育种l 诱发基因突变 基因重组的定向育种 2. 菌种选择的要求 P15l 能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，且生成的目的产物产量高、易于回收； l 生长速度和反应速度较快，发酵周期较短；l 培养条件易于控制；l 抗噬菌体及杂菌污染的能力强；l 菌种不易变异退化；l 对放大设备的适应性强；l 菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性

32、物质和毒素。二）分离筛选原理与技术1.分离筛选工作在实际中应用的几个方面l 从被污染的生产及科研用菌中分离目的菌；l 生产中长期使用的菌种的定期分离筛选；l 寻找老产品的新的优良菌株；-老l 从大自然中分离新菌株：寻找新的发酵产品的产生菌；l 从各种育种方法处理的微生物材料中分离筛选适于工业目的的优良菌株。-新2.新种分离筛选原理与技术（1）含微生物样品的采集l 进行样品采集时应遵循的原则：l 总的原则：样品来源广泛（避免漏选、但会导致工作量巨大）l 附加原则（减少工作量、提高效率）：l 根据目标产物进行筛选l 根据目标微生物的生理特征 营养类型 环境因素（温度、pH、氧气、压力、盐度等）l

33、采集土壤样品的注意点 P16（2）样品的预处理l 目的：提高分离效率l 方法：l 物理方法：热处理；膜过滤法；离心法l 化学方法l 诱饵法 P1617 （3）分离方法的选择 l 根据目的菌有无选择性特征来选择分离方法l 菌种的营养特征独特 -选择分离l 生长特征独特- 选择分离l 无选择性特征- 根据产物的特征进行-随机分离l 选择性分离的关键：生长条件、培养条件的选择与控制，从而实现定向富集筛选。 选择性分离l 施加选择压力，进行定向筛选，常用以下两种富集培养的方法进行操作：l 控制培养基的营养成分l 控制碳源、氮源、生长因子 l 控制培养条件l 控制培养基酸碱度 l 控制培养温度l 控制通气条件l 添加抑制剂 P17连续富集培养技术分离菌株的优点 l 有利于分离具有某种工业生产特性的菌株，分离的菌株特别适合连续发酵生产过程。l 可以筛选出能共生的稳定混合培养物 。 随机分离原理与技术l 从产物入手，通过设计高产培养基和建立快速灵敏专一的筛选方法，从随机分离的菌落中筛选出所需的目的菌。l 随机分离技术举例 l 氨基酸产生菌的筛选l 抗生素产生菌的筛选3.工业发酵菌种筛选举例氨基酸产生菌的筛选l 筛选模型：营养缺陷型试验菌 l 筛选方法：利用被分离的微生物产物能否促进营养缺陷型试验菌生长