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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档第一章绪论1、发酵：通过微生物的6、发酵工业的特点发酵工业：利用微生物具有的加工和生物转化才能，将廉价的发酵原料转化为高附加值产物的产业。发酵过程一般都是在常温常压下进行的生物生化反应，反应条件比较温顺。可以挑选廉价的原料生产较高价值的产品。发酵过程是通过生物体的自适应调剂来完成的，反应的专一性强，因而可以得到可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结生长繁衍和代谢活动，产生和积存人们所需产品的生物反应过程。2、发酵工程： 是指利用微生物的生长
2、繁衍和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程体系，是生物工程技术学科的重要组成部分。包括 菌种的选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分别 纯化、微生物生理功能的工业化应用。3、工业发酵的类型：按对氧的需求： 需氧发酵， 厌氧发酵， 兼性厌氧发酵。按培育基的物理性状：液体发酵，固体发酵。按发酵工艺流程：分批发酵，连续发酵，补料分批发酵。4、通常将现代生物技术划分为基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程。5、路易斯巴斯德（LouisPasteur），法国微生物学家、化学家，开创了微生物领域，近代微生物学的奠基人。巴斯德证明白三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由
3、于一种微菌的进展。“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。（2）每一传染病都是一种微菌在生物体内的进展。（3）传染病的微菌，在特殊的培育之下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的药苗。巴氏灭菌法又称低温灭菌法，先将要求灭菌的物质加热到65 30 分钟或 7215 分钟，随后快速冷却到10以下。既不破坏养分成分，又能杀 死细菌的养分体，巴斯德创造的这种方法解决了酒质变酸的问题，挽救了法国酿酒业。7、发酵工业的三个转折点：纯培育技术的建立，深层液体通气搅拌纯种培育，代谢掌握发酵工程技术的建立。较专一的代谢产物。由于生物体本身具有的反应机制，能专一性的和高度挑选性的对某些较复杂的化合物进行特定部位的生
4、物转化修饰，也可产生比较复杂的高分子化合物。发酵生产不受的理、气候、季节等自然条件的限制。7、发酵工业的范畴及例子。微生物菌体：酵母（面包）、单细胞蛋白（SCP）。酶制剂：淀粉酶（葡萄糖）、果胶酶（澄清果汁、精炼植物纤维）、蛋白酶（皮革加工、饲料添加剂。代谢产物：初级代谢产物：对数生长期产生的代谢产物，是细胞生长和繁衍所必需的物质。具有重要的应用价值，供商业开发。初级代谢产物：与菌体生长相相伴的产物，如：氨基酸、核苷酸、维生素、有机酸、溶剂，菌体对其合成反馈掌握严密，一般不过量积存。次级代谢产物：微生物进入缓慢生长期或者停止生长时期即稳固期所产生的物质。药物挑选和开发的重要资源。次级代谢产物：
5、与菌体生长不相相伴，以初级代谢产物为原料而合成，如：抗生素、生物碱、毒素、胞外多糖等结构常较复杂对环境条件敏锐生物转化：利用微生物细胞或酶对某些化合物的特定部位进行催化修饰，使之转化为结构相像具有更大经济价值的化合物。范畴：脱氢，氧化，羟化，缩合，仍原，脱羧，氨化以及异构作用等。优点：效率高、专一性强、条件温顺。8、发酵工艺流程：菌种制备、培育基的制备、灭菌、接种、掌握发酵条件、产物的提取与精制、回收处理三废物质。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 32
6、 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档用作种子扩大培育及发酵生产的各种培育基的配置。培育基、发酵罐及其附属设备的灭菌。扩大培育有活性的适量纯种，以肯定比例将菌种接入发酵罐中。掌握最适的发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物。将产物提取并精致，以得到合格的产品。回收和处理发酵过程中产生的三废物质。9、发酵工程在国民经济中的应用医药工业：抗生素： 12 000 余种青霉素、金霉素、四环素、链霉素、庆大霉素、卡那霉素
7、、新霉素、螺旋霉素、头孢霉素等氨基酸：可发酵生产的有谷、赖、丙、组、异亮、亮、苯丙、脯、苏、色、酪、缬、瓜、鸟氨酸（国内40 亿元，占发酵业产值12%）维生素： VB2 、 VB12、Vc、VA、 VD等生物制品：亚单位疫苗、重组疫苗、DNA疫苗等酶抑制剂：棒酸（可抑制- 内酰胺酶对青霉素的破坏）淀粉酶的抑制剂可治疗糖尿病胆固醇抑制剂可治疗高血压高血脂食品工业：酵母、有机酸谷氨酸、调味料、红茶和乌龙茶、酒类、酒精、发酵乳制品。能源工业：生物乙醇、沼气、微生物采油、生物电池。化学工业：醇及溶剂：乙醇、甘油、异丙醇、丙酮、丁醇、丁二醇等有机酸：醋酸、丙酸、乳酸、琥珀酸、苹果酸、衣康酸、水杨酸等多糖
8、：黄原胶、海藻糖等冶金工业：概念：将微生物及其代谢产物作为浸矿剂，喷在矿石上，从浸取液中得到有用金属应用：金、银、铜、锰、钴等农业：生物肥料（固氮菌、钾细菌、磷细菌） 、生物农药（苏云金杆菌或其变种所产生的伴孢晶体能杀死蛾类幼虫的毒蛋白等） 、兽类抗生素（泰乐霉素、抗金黄色葡萄球菌素）、食品和饲料添加剂、农用酶制剂、动物生长调剂素、单细胞蛋白饲料。环境爱护：工业三废、生活垃圾、农业废弃物等 变废为宝 净化环境无色杆菌具有清除氰、腈剧毒化合物的功能。产碱杆菌、无色杆菌、短芽孢杆菌对联苯类致癌物质具有降解才能。其次章发酵工业菌种1、 发酵工业的微生物可以分为两类：可培育微生物和未培育微生物。2、
9、发酵工业应用的可培育微生物可分为四类：细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌。细菌：单细胞的原核生物，自然界分布最广，数量最多，与人类关系最亲密。二分裂方式繁衍。最常用的：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌。放线菌：放线菌是一类呈菌丝状生长，主要以孢子繁衍和陆生性强的原核生物。存在：有机质丰富的微碱性土壤，大多腐生，少数寄生。作用：生产各种维生素。以无性孢子进行繁衍，菌丝片段进行繁衍。酵母菌：外形结构：单细胞真核生物，无鞭毛，有肯定外形大小，随菌龄和环境条件的变化而异，一般为圆形、椭圆形、卵圆形、柠檬形等，有的可形成假菌丝。繁衍方式：无性繁衍：芽殖、裂殖。有性繁衍：子囊孢子。菌种特点：与细菌相像
10、，比之大而厚。菌落表面光滑，潮湿，粘稠，大部分为乳白色，少数出现红色或黄色。分布：含糖较多的酸性环境，水果、蔬菜、花蜜和植物叶子以及果园土壤中。霉菌：外形结构：由分枝或不分枝的菌丝构成，菌丝交错形成菌丝体。细胞结构有明显的 分化。菌落呈大小和颜色等特点，不同菌种差别很大，蜘蛛网状，棉絮状和丝绒状。繁衍方式：繁衍才能很强，产生有性和无性孢子进行繁衍，菌丝片段亦可繁衍。 3、发酵工业所需菌种：细菌类如短杆菌、枯草芽孢杆菌、的衣芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、棒杆菌、梭状芽孢杆菌等。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选
11、- - - - - - - - - -第 2 页，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档酵母菌如啤酒酵母、酒精酵母、汉逊酵母和假丝酵母等。霉菌如黄曲霉、红曲霉、青霉菌和赤霉菌等。放线菌如各种抗生素，链霉素、庆大霉素等。4、未培育微生物： 采纳现有的微生物纯培育分别和培育方法仍没有获得纯培育的微生物。极端微生物：在极端环境下能够生长的微生物。未培育微生物的讨论方法：模拟自然培育法和宏基因组分析法。模拟微生物
12、生长的自然环境进行可培育讨论。集中在原位培育，培育条件优化和单细胞操作等方面。依据基因或基因组、蛋白质序列及其调剂表达机制构建高效表达的工程菌等途径进行开发利用。5、发酵工业菌种的分别挑选：概念：将混杂有各种微生物的样品依据实际需要和菌株的特性实行快速， 精确有效的方法进行分别和挑选，从而得到所需微生物的过程。方法设计依据：生产的实际需要、目的代谢产物的性质、产生目的产物的微生物种类、微生物的分布、特性和生活环境。获得目的菌种的两个重要环节：菌种分别和菌种挑选。挑选必需留意：采纳方法的挑选性和灵敏度。6、发酵工业对菌种的要求：在廉价原料制成培育基上生长，目的产物产量高，易回收。生长速度快，发酵
13、期短。培育条件易掌握。抗噬菌体和杂菌污染才能强。稳固的遗传学特性：菌种质量稳固，不易变异退化。对放大设备的适应性强。菌种不是病原菌，无有害的生物活性物质和毒素产生。7、符合要求的菌种猎取途径:从菌种储存机构直接购买。从自然界分别挑选。发酵水平的批号中重新分别挑选。8、从自然界中猎取就菌种的步骤：样品采集样品的预处理目的菌富集培育菌种初筛菌种复筛菌种发酵性能鉴定菌种保藏。样品的采集原就：来源越广泛，得到新菌种可能性越大。目标产物的性质和产生目标产物的微生物性质以及生理特性。土壤特点：土壤的有机质含量和通风状况。土壤酸碱度和植被状况。的理条件。季节条件。样品的预处理方法：物理法（热处理、膜过滤法、
14、离心法）、化学法（几丁质放线菌、 CaCO3稳固PH嗜碱性放线菌） 、诱饵法。富集培育：使混合微生物群体中某特定微生物比例激增的培育方法。目的：增加待分别微生物的数量，提高分别效率。原理：不同种类微生物生长繁衍对环境和养分的要求不同，制造合适条件，使目的微生物快速生长繁衍，成优势菌种。方法：掌握培育基的养分成分、掌握培育条件。分类：分批培育、连续培育、半连续培育。菌种分别：目的：把目的微生物从混合的多种微生物中分别出来。方法：平板划线分别法、稀释分别法、简洁平板分别法、涂布分别法、毛细管分别法、小滴分别法。菌种初筛与复筛：目的：挑选产物合成才能较高的菌株。菌种的鉴定：产物可和指示剂、显色剂或底
15、物等发生反应直接定性鉴定。生产性能测定初筛和复筛。初筛：把具有目的产物合成才能的微生物从分别后的大量微生物中挑选出来。方法：平板挑选。摇瓶发酵挑选。复筛：在初筛基础上进一步鉴定菌株生产才能的挑选。方法：摇瓶培育。 野生型菌株：直接从自然界的样品中分别得到的具有肯定生产性能的菌株。发酵工业菌种鉴定：内容：测定必要的鉴定指标、查权威鉴定手册，确定菌种类型。技术水平：细胞的外形和习性水平。细胞组分水平。蛋白质水平。基因或核酸水平。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页
16、，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档指标：外形、生理、生化以及遗传等指标。鉴定方法：经典分类鉴定方法。现代分类鉴定方法。权威鉴定机构鉴定。经典分类鉴定方法指标：外形学特点、生理生化特点、血清学试验与噬 菌体分型、氨基酸序列与蛋白质分析。现代分类鉴定方法：微生物遗传型的鉴定（ DNA 的碱基组成、核酸的分子杂交、遗传重组特性分析、 rRNA 序列分析） 、细胞化学成分特点分类法、数值分类法。发酵工业菌种
17、改良：目的：转变微生物的遗传结构，打破原先的代谢调剂机制。依据需要，进行目的产物的过量生产。目标：提高目标产物的产量、提高目标产物的纯度，削减副产物、改良菌种性状，改善发酵过程、改良产物合成途径，以获得高产的新产品。育种方法：常规育种、细胞工程育种、基于代谢调剂的育种技术、蛋白 质工程育种、基因工程育种、代谢工程育种、组合生物合成育种、反向生物工程育种育种：利用物理或化学诱变剂处理微生物群体，促使突变率显著提高。育种优点：提高代谢产物的产量，改进产品品质、扩大品种和简化生产工艺。简洁易行、工作进度快、收效显著基因工程育种原理：人为的方法将供体遗传物质的DNA分子提取出来， 离体条件下切割，获得
18、目的基因，把此基因与合适的载体连接起来。导入受体的细胞内，目的基因在受体细胞内进行复制和表达，得到目的产物。蛋白质工程育种技术： 、定向进化技术：在不知道蛋白质的空间结构或依据现有的蛋白质结构学问不能进行有效的定点突变时，借鉴试验室手段体外模拟自然进化的过程，使基因发生大量变异并从中定向选出所需性质和功能的蛋白质的过程。、定点突变技术：以蛋白质结构和功能的运算机猜测为基础，设计新蛋白质的氨基酸序列，运用重组DNA技术设计并构建具有新性质的蛋白质或酶的过程。发酵工业菌种保藏：菌种退化：生产菌种或挑选出来的优良菌种，在接种传代或保藏后，某些生理特点和外形特点逐步减退或完全丢失的现象。缘由：基因突变
19、、连续传代。退化的防止：掌握传代次数：防止不必要的移种和传代，将必要的传代降低到最低限度。常常纯化、制造良好的培育条件、利用单细胞移植传代、采纳有效的菌种保藏方法。菌种的复壮：在菌种的生产性能未衰退前，有意识的进行纯种的分别和性能的测定，以期菌种的性能逐步提高。复壮方法：纯种分别、在宿主体内生进步行复壮、剔除衰退的个体。菌种保藏原理：依据微生物的生理、生化特点，人工的制造条件，使微生物的带谢处于不活泼、生长繁衍受抑制的休眠状态。保藏的方法：1、斜面低温保藏法4C。 3-6个月原理：低温。2、砂土管保藏法产孢子或芽孢微生物，1 年 原理：低温、干燥、隔氧和无养分物3、菌丝速冻法甘油或二甲基亚砜作
20、为爱护剂，-20C4、石蜡油封存法1年左右5、冷冻真空干燥保藏法任何微生物。一般5 年以上原理：低温、干燥、缺氧。6、液氮超低温保藏法-196C 。爱护剂。储存期长保藏菌种的质量掌握：1、保藏样品制备前，应反复核对，检测生理生化指标，与亲本特点比较。2、保藏样品制备后，仍要按3%抽样检查，一旦有误，此批全部废掉。3、留意菌种保藏的连续性。冷冻保藏：代谢作用停止。1、细胞体积大者要比小者对低温更敏锐，而无细胞壁者就比有细胞壁敏锐。其缘由是低温会使细胞内水分形成冰晶，从而引起细胞，特殊是细胞膜的损耗。2、速冻及快速解冻可削减损耗。仍可加一些爱护剂，如 0.5%左右的甘油或二甲亚砜可透入细胞，并通过
21、降低猛烈的脱水作用而爱护细胞。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档3、大分子物质因此在采纳冷冻法保藏菌种时，一般应加入各种爱护剂以提高培育物的存活率。4、用水升华的方式除去水分，手段比较温顺，细胞受损耗的程度相对比较小，存活率及保藏
22、成效均不错，是目前使用最普遍，也是最重要的微生物保藏方法。第三章发酵工业培育基设计培育基：用于维护微生物生长繁衍和产物形成的养分物质。培育基的共性：最大量的目的产物、合成速率最大、副产物最少、培育基稳固，价格廉价、不影响搅拌性能和产物分别。设计培育基的步骤：对发酵培育的成分和原材料的特性具有具体的明白、结合微生物和发酵产品的代谢特点进行合理挑选和优化。一、发酵工业培育基的要求1、工业培育基：供应微生物生长繁衍和生物合成各种代谢产物所需要的，依据肯定比例配制而成的多种养分物质的混合物。培育基组成对菌体生长繁衍、产物的生物合成、产品的分别精制、产品的产量和质量都有重大影响。 2、制备工业培育基的原
23、就：供应合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。提高单位养分物质的转化率。有利于提高产物的浓度，以提高单位发酵罐的生产才能。提高产物的合成速度，缩短发酵周期。削减副产物的生成，便于产物的分别纯化，削减三废物质。原料价格低廉，质量稳固，取材简洁。尽可能的削减对发酵过程中通气搅拌的影响，提高氧的利用率，降低能耗。二、发酵工业的培育基成分及来源从工艺角度来看，凡是能被生物细胞利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料，都可作为发酵工业生产的原料。薯类：甘薯、马铃薯、木薯、山药等。粮谷类：高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、黍和稷等。野生植物：橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜、金刚头、香符子等。农产品加
24、工副产物：米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等。培育基中必需有足够的碳源、氮源、水和无机盐，部分微生物仍需要加入生长帮助类物质，才能正常生长。1、碳源：功能：供应能源，合成碳骨架，合成目的产物的原料。种类：糖类、油脂、有机酸、烃和醇类。碳源不足时，蛋白质水解物和氨基酸亦可。糖类：葡萄糖、淀粉、蔗糖葡萄糖：最易利用，几乎全部微生物都能利用。 糖蜜：制糖的结晶母液，它是制糖工业的副产物。淀粉糊精：多糖，也是常用的碳源。需经胞外酶水解成单糖后再被吸取利用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - -
25、- - -第 5 页，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档油和脂肪：具有活跃的脂肪酶的微生物可利用该物质作为碳源，需要更多的溶解氧。种类：豆油、菜子油、葵花油、棉子油等。有机酸： 发酵体系的PH值因利用有机酸作为碳源而上升，不同的碳源影响代谢的同时，也对发酵过程中PH值的调剂和掌握有着影响。烃和醇类：石油工业的进展，微生物工业的碳源范畴扩大，能同化乙醇的微生物和能同化糖质的微生物一样多。2、氮源：功能：
26、成菌体细胞物质。合成含氮代谢物。 种类：有机氮源和无机氮源。有机氮源：蛋白胨、牛肉膏、豆粕、鱼粉等。有机氮源：铵盐、硝酸盐、氨水。有机氮源不仅供应菌体生长繁衍的养分，有的仍是产物的前体，无机氮源，有机氮源简洁吸取，会PH的变化，防止PH过高的措施：加强搅拌。少量 多次加入。3、无机盐与微量元素：无机盐：微生物生理活性物质的组成成分或生理活性物质的调剂物。在较低的浓度下对微生物的生长和产物合成有促进作用。大量元素： 生长所需浓度在10-3-10-4mol/l范畴内的元素。 加入化学试剂。微量元素：生长所需浓度在10-6-10-8mol/l范畴内的元素。不必加入。4、生长调剂物质：有助于调剂产物形
27、成的物质。分类：生长因子。前体。产物抑制剂。促进剂。生长因子：微生物生长不行缺少的微量有机物质。留意：不是全部的微生物都需要生长因子。来源：有机氮源是生长因子的重要。来源：种类玉米浆是多数发酵产品良好的氮源。前体：加入到发酵培育基，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，其自身结构并无多大变化，但是产物的产量却因前体的加入而有较大提高的一类化合物。大多数前体对微生物的生长有毒性，少量多次加入。抑制剂：加入后会抑制某些代谢途径的进行，使另一途径活跃，从而获得人们所需要的某种代谢产物，或使正常代谢的某一代谢中间物积存。应用：最初应用于甘油发酵，抗生素工业应用最多。如酵母厌氧发酵中加入亚硫
28、酸盐或碱类，可以使酒精发酵受到抑制，而转入甘油发酵。产物合成促进剂：既不是养分物，又不是前体，是提高产量的添加剂，如酶生产中的诱导物或表面活性剂等。诱导剂能增加细胞的产酶速度，提高产酶量，但不能从根本上转变细胞原有的蛋白质模板。表面活性剂 （洗涤剂， 吐温等）：增加酶产量，机理不清晰。例如 巴比妥可增加链霉素产生菌的抗自溶才能，推迟自溶时间，增加链霉素积存。 谷氨酸棒杆菌生产赖氨酸时，加入红霉素可提高产量25%以上。5、水：比热大，吸取代谢过程中产生的热量，防止细胞的温度突然上升。热的良导体，有 利于调剂菌体温度。微生物机体的重要组成成分。直接参与代谢。代谢的内部介质，为微生物的生长繁衍和目的
29、产物的合成供应必需的生理环境。三、微生物的培育基类型：依据成分：自然培育基，半合成培育基，合成培育基。依据物理状态：固体培育基，半固体培育基，液体培育基。依据生产流程和作用：斜面培育基，种子培育基，发酵培育基。斜面培育基：生长繁衍和保藏菌种。富含有机氮源。种子培育基：供孢子发芽、生长和菌体繁衍的培育基。发酵培育基：供菌体生长、繁衍和合成大量代谢产物用的培育基。挑选培育基：培育基中加入某些化学药品，抑制不需要的微生物生长，促进需要微生物的生长。一般指含有抑菌剂或杀菌剂的培育基，加入的物质没有养分作用。 加富培育基：依据某种微生物养分要求，配制适合这种微生物生长而不适合其他微生物生长的培育基，达到
30、分别这种微生物的目的。培育出来的是养分要求相同的一类微生物。鉴别培育基：依据微生物能否利用培育基中的某些成分，依靠指示剂的颜色变化来鉴别不同种类微生物的培育基。四、培育基的设计原理和优化方法：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档完善
31、的培育基设计是试验室的试验、试验工厂和生产规模的放大的一个重要步骤。在发酵过程的目的产品是菌体或代谢产物。而发酵培育基是否适合于菌体的生长或积存代谢产物，对最终产品的得率具有特别大的影响。1、的基本原就： 培育基的组成必需满意细胞的生长和代谢产物所需的元素， 并能供应生物合成和细胞维护活力所需要的能量。目的明确。养分和谐。理化条件相宜。经济节约。以粗代精，以野代家。以废代好，以简代繁。以烃代粮，以纤代糖。以氮代朊，以国代进。2、考虑因素：菌体的同化才能，对菌体代谢的阻遏和诱导作用，碳氮比对菌体代谢调剂的重要性，PH值对不同菌体代谢的影响。体的同化才能：一般只有小分子能够通过细胞膜进入细胞内进行
32、代谢。微生物能够利用复杂的大分子是由于分泌各种水解酶，在体外将大分子水解为微生物能直接利用的小分子。微生物来源和种类不同，所分泌的水解酶系不同。有的微生物由于水解酶系的缺乏，只能利用简洁物质。在碳源和氮源的选取时特殊要留意，很多碳源和氮源都是复杂的有机大分子， 如淀粉、黄豆饼粉等。用这类原料，微生物须具备分泌胞外淀粉酶和蛋白酶。培育不能分泌淀粉酶的菌株，可先将淀粉糖化，有些微生物，如大多数氨基酸产生菌，缺乏蛋白水解酶，可先将有机氮源水解。代谢的阻遏和诱导：依据微生物的特性和培育目的，留意快速利用的碳（氮）源和慢速利用的碳（氮）源的协作，发挥各自优势，避其所短。菌体利用葡萄糖时产生的分解代谢物可
33、能阻遏或抑制某些产物合成所需的酶系的形成或酶的活性（葡萄糖效应）。在抗生素发酵时，种子培育基所含的快速利用碳源和氮源往往比发酵培育基多。有时需考虑分批补料或连续补料。酶制剂的生产，也应考虑碳源的分解代谢阻遏的影响，对于很多诱导 酶来说，易被利用的碳源（如葡萄糖或果糖）不利于产酶。有些产物会受 氮源的诱导与阻遏，如通常蛋白酶的生产受培育基中蛋白质或多肽的诱导，而受铵盐、硝酸盐、氨基酸的阻遏，应考虑氮源以有机氮源（如蛋白质） 为主。合适的碳氮比：碳氮比对生长繁衍以及产物合成的影响极其显著。源过 多，会使菌体生长过旺，pH偏高，不利代谢产物的积存。氮源不足，就菌体繁衍量少，从而影响产量。碳源过多就易
34、形成较低的pH。碳源不足就简洁引起菌体的衰老和自溶。碳氮比也随碳源及氮源的种类以及通气搅拌等条件而异。不同生长阶段，对碳氮比的最适要求可能不同。一般来讲，由于碳源既作为碳架参与菌体和产物的合成，又作为生命过程中的能源，故比例要求比氮源高。一般工业发酵培育基的碳氮比为100:0.2-2.0）; 但在谷氨酸发酵中因产物含氮量较 高，所以氮源比例相对高些，一般取100:15-20）。如碳氮比为100:0.5-2.0），就只长菌体而不合成谷氨酸。 pH的要求： pH 是微生物生长和代谢的极为重要的环境因子。微生物在利用养分物质后，由于酸碱物质的积存或代谢酸碱物质的形成，会造成培育体系中 pH 的波动。
35、 发酵过程中调剂 pH 的方式一般不主见直接用酸碱来调剂。 要保证发酵过程中 pH 能满意工艺的要求，合理配制培育基是打算因素，因而在配制培育基选取养分成分时，除了考虑养分需求外，也要考虑其代谢后对培育体系pH 缓冲才能的影响。3、发酵培育基的优化步骤：依据以前的体会以及在培育基成分确定时必需考虑的一些问题，初步确定培育基的组成。通过单因子优化试验确定最为相宜的各个培育基组分及其最适浓度。最终通过多因子试验，进一步优化培育基的各种成分及其浓度。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - -
36、- - -第 7 页，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档第四章发酵工业的无菌技术表面的微生物。除菌（ degerming ）：用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子。防腐（ antisepsis）：用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁衍。二、发酵工业污染的防治策略 1、污染的危害由于杂菌污染，使发酵培育基因杂菌的消耗而缺失，造成生产才能的下降。杂菌合成一些新的代谢产物，或杂菌污染后转变了发酵
37、液的某些理化性质，使发酵产物的提取和分别变得困难，造成产物收率降低或产品质量下降。杂菌代谢会转变原反应体系的PH，使发酵发生反常变化。杂菌降解产物，使发酵失败。细菌发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，导致整个发酵失败。2、不怜悯形下污染情形分析（ 1）染菌对不同菌种发酵的影响细菌发酵：发酵周期短，防止噬菌体污染。霉菌发酵：发酵周期长，产物类型不同，染菌情形复杂。酵母菌发酵：防止细菌和野生酵母菌污染。疫苗发酵：采纳基因工程菌。（ 2）不同发酵时期染菌对发酵的影响。种子扩大时期：种子受到污染后，灭菌弃去。发酵前期：快速重新灭菌，再接种，从头开头发酵。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可
38、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结灭菌的意义：在培育过程中污染杂菌，便会在较短时间内大量繁衍，与生产菌争夺养分成分或分泌代谢产物抑制生产菌的生长和代谢，从而干扰生产菌正常发酵，甚至造成倒灌，严峻影响生产。-3发酵工业中答应的染菌概率是10 ，即灭菌1000 批次的发酵中只答应有1次染菌。灭菌的范畴：培育基、气系统、加料、酵罐、道系统。一、发酵工业的无菌技术灭菌（ sterilization）：用物理或化学方法杀死物料或设备中全部生命物质的过程。消毒（ disinfection ）：用物理或化学方法杀死空气、的表以及容器和器皿发酵中期：危害极大。影响生产菌生长和产物的积存。早发觉、快
39、处理。发酵后期：可连续进行发酵或提前放罐。（ 3）杂菌污染对发酵产物提取和产品质量的影响增加产物的提取难度、影响产品质量。3、杂菌污染的防治（ 1）污染的检查与类型的判定显微镜检查法。平板划线培育检查法。肉汤培育检查法。发酵过程中反常现象观看法。显微镜检查法：染色低倍镜（生产菌）高倍镜（杂菌的存在）。此方法需要肯定时间，对于发酵周期短的生产菌，要结合其他方法。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 32 页 - - - - - - - - - -可编辑资料
40、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精品文档平板划线培育检查法：待检样品在无菌板上划线，27 C 或 37 C培育，8 小时后观看有无杂菌污染。肉汤培育检查法：待检样品接入无菌的肉汤培育基中，分别于27 C 和37 C培育，随时观看微生物生长情形，取样镜检是否有杂菌污染。发酵过程中反常现象观看法：溶解氧水平反常变化、PH值的变化、尾气中 CO2 的反常变化 、发酵液黏度、泡沫的增多、发酵液颜色的变化4、污染的缘由分析种子带菌、空气带菌、设备渗漏、灭菌不完全、操作失误和技术治
41、理不善等。（1）从污染杂菌的种类进行分析：假如是耐热芽孢杆菌，可能是培育基或设备灭菌不完全造成的。假如是球菌、无芽孢杆菌等不耐热杂菌，可能是种子带菌、空气灭菌不完全、设备渗漏或操作问题。污染的是浅绿色菌落的杂菌，可能是冷却盘管渗漏。污染的是霉菌，无菌室灭菌不完全或无菌操作问题。污染的是酵母菌，主要是糖基灭菌不完全，特殊是糖液放置时间较长引起的。（2）从发酵时间进行分析：前期染菌，种子带菌、培育基或设备灭菌不完全、接种操作不当、无菌空气带菌。后期染菌：中间补料、设备泄露、操作问题。（3）从污染的程度分析：多数发酵罐染同一种菌，一般是空气系统有问题，如，空气系统结构不合理、空气过滤器介质失效。个别
42、发酵罐染菌，一般是某个设备存在问题。5、杂菌污染的途径及防治（1）种子带菌及防治培育基及器具完全灭菌防止菌种移接过程中污染防止菌种在培育或保藏过程中受到污染（2）过滤空气带菌及防治正确挑选采气口结合气候， 设计空气预处理流程，设计和安装合理的空气过滤器。尽量削减过滤空气的含油量和湿度。提高进入过滤器的空气温度，降低空气的相对湿度。保持过滤介质的干燥状态。防止空气冷却器渗漏。（3）设备的渗漏或“死角”造成的染菌及防治发酵罐的死角加强清洗、定期除垢管道安装不当、配置不合理形成“死角”、安装符合要求。（ 4）培育基灭菌不完全导致染菌及防治原料性状的影响。灭菌时温度和压力不对应造成染菌。泡沫造成染菌。
43、灭菌时间不够或压力波动大而染菌。灭菌后期罐压骤变造成染菌。（ 5）操作不当造成染菌罐内压力骤跌。泡沫顶盖。管道阀门操作不当。（ 6）噬菌体染菌及防治在细菌或放线菌发酵中，噬菌体的感染力很强。噬菌体简洁在空气中传播，环境污染是根源所在，净化环境。三、发酵工业的无菌技术1、干热灭菌法：160 C-170 C,保温 1-2h. 保持干燥的试验器具和材料2、湿热灭菌法：121 C， 30 分3、射线灭菌法：抑制DNA复制。臭氧4、化学药剂灭菌法5、过滤除菌法6、火焰除菌法湿热灭菌的原理：由于蒸汽具有很强的穿透才能，而且在冷凝时回放出大量热能，使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特殊是氢键受到破坏，引起不行逆的变化，造成微生物死亡。四、发酵培育基及设备管道灭菌1、湿热灭菌的原理：每一种微生物都有肯定的最适生长温度范畴。处于最低温度以下时，代谢作用几乎停止而处于休眠状态。超过最高限度时，微生物细胞中的原生质胶体和酶起了不行逆的凝固变性，使微生物在很短时间内死亡。杀死微生物的极限温度称为致死温度 。在致死温度下，杀死全部微