发酵工程复习重点8663.docx

《发酵工程复习重点8663.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵工程复习重点8663.docx（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.微生物生物技术重点 第一章1 发酵的概念传统概念：指酵母母作用于于果汁或或发芽谷谷物，进进 行酒精精发酵时时产生CCO2的的现象。生物学概念念：发酵酵是指微微生物在在无氧条条件下分分 解代谢谢有机物物质释放放能量的的过程。（生生化）工业生物学学家概念念：利用用微生物物在有氧氧或无氧氧条件下下的生命命活动来来制备微微生物菌菌体或其其代谢产产物的过过程现代概念：培养生生物细胞胞（含动动植物和和微生物物）来制制取产物物的所有有过程 2 生物物工程（ Microbi

2、al engineering ）是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术 生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系；是将传统发酵与现代DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。发酵工程的的发展简简史1、传统的的发酵时时期天然发发几千年年酒 （古埃埃及龙山山文化）啤啤酒、黄黄酒、酱酱油、泡泡菜等特点 多数产产品为嫌嫌气性发发酵 非纯种种培养 单凭经经验传授授技术，使使产品质质量不稳稳定（不了解微微生物与与发酵的的关系）2、近代发发酵工程程时期纯培培养技术术1665 英国物物理学家家Robbertt Hoookee（罗伯伯特胡克）细细胞壁1680 荷兰列

3、列文虎克(AAntooniee vaanLeeeuwwenhhoekk) 活细胞胞人类认认识到微微生物的的存在特点多数产品为为嫌气性性发酵 非纯种种培养 单凭经经验传授授技术，使使产品质质量不稳稳定（不了解微微生物与与发酵的的关系）由天然发酵酵阶段转转向纯培培养发酵酵（ 第一次次转折过程特点产品的生产产过程较较为简单单，对生生产要求求不高，规规模不大大3、近代发发酵工程程时期深层层培养技技术 出现于于20世纪纪40年代代，以抗抗生素的的生产为为标志 青青霉素的的发现与与大量需需求表面培养法法(suurfaace cullturre) 效价400U/mmL，纯纯度200%，收收率300% 二战期

4、期间，青青霉素发发酵生产产成功青霉素发酵酵生产的的成功，给给发酵工工业带来来两大功功绩： 开拓了了以青霉霉素为先先锋的庞庞大抗生生素发酵酵工业 建立深深层培养养法（ssubmmergged ferrmenntattionn），把把通气搅搅拌技术术引入发发酵工业业。它使使得需氧氧菌的发发酵生产产从此 走上了了大规模模工业化化生产途途径。通通气搅拌拌液体深深层发酵酵 技术是是现代发发酵工业业最主要要的生产产方式机械搅拌通通气发酵酵技术的的建立是是第二次次转折4、近代发发酵工程程时期代谢谢控制发发酵技术术 定义：以以动态生生物化学学和微生生物遗传传学为基基础，将将微生 物进行行人工诱诱变，得得到适合

5、合于生产产某种产产品的突突变株，再再 在人工工控制的的条件下下培养，即即能选择择性地大大量生产产人们所所 需要的的物质。1956日本人人Kinnoshhitaa（木下下祝郎）谷谷氨酸发发酵已用于氨基基酸、核核苷酸、有有机酸以以及一部部分抗生生素的发发 酵代谢谢控制发发酵技术术的建立立是第三三次转折折5、近代发发酵工程程时期连续续化、自自动化发发酵技术术6、近代发发酵工程程时期开拓拓发酵原原料时期期7、现代发发酵工程程时期现代代分子生生物学技技术定义：应用用分子生生物学和和分子遗遗传学的的方法，人人为的将将任意生生物的特特定又有有用的遗遗传基因因组合到到特 定微生生物的基基因中去去，在分分子水平

6、平上选育育新的物物 种，创创造新的的微生物物，从而而达到定定向改变变自然界界微 生物所所不能合合成的产产物。（基基因工程程阶段）现代分子生生物学技技术的应应用是第第四次转转折初级代谢产产物： 指微生生物从外外界吸收收各种营营养物质质，通过过分解代代谢和合合成 代谢，生生成维持持生命活活动所需需要的物物质，如如氨基酸酸、核苷苷酸、 脂类、有有机酸、糖糖等，即即为初级级代谢产产物次级代谢产产物： 指某些些微生物物在一定定的生长长时期（通通常是稳稳定期），能能合 成一些些具有特特定功能能的产物物，而这这些产物物与微生生物的生生长繁殖殖 无明显显关系，如如抗生素素、色素素、生物物碱、胞胞外多糖糖等，即

7、即为次 级代谢谢产物比较初级代代谢产物物和次级级代谢产产物初级代谢产产物： 与菌体体生长相相伴随的的产物， 氨基酸酸、核苷苷酸、维维生素、有有机酸、溶溶剂 菌体对对其合成成反馈控控制严密密，一般般不过量量积累次级代谢产产物： 与菌体体生长不不相伴随随，以初初级代谢谢产物为为原料而而合成 抗生素素、生物物碱、毒毒素、胞胞外多糖糖等 结构常常较复杂杂对环境境条件敏敏感甾体转化 化学转转化：步步骤繁多多、得率率低、价价格昂贵贵（Saavettt, 5766kg脱脱氧 胆酸，330多步步反应，两两年9388mg醋醋酸可的的松） 生物法法：高效效、收率率高（19552年，Muunrrry等，黑黑根霉，仅

8、仅1步就将将孕酮111位上上导入一一个羟基基，使从从孕酮合合成皮质质酮只需需3步，这这样才使使可的松松问世）第二章发酵工业对对微生物物菌种的的要求1、能在廉廉价原料料制成的的培养基基上迅速速生长，并并形成所所需的代代谢产物物，产量量高2、可以在在易于控控制的培培养条件件下迅速速生长和和发酵，且且所需酶酶活力高高3、根据代代谢控制制的要求求，选择择单产高高的营养养缺陷型型突变株株或调节节突变株株或野生生菌株4、选育抗抗噬菌体体能力强强的菌株株，使其其不易感感染噬菌菌体5、菌种纯纯，不易易变异退退化，以以保证发发酵生产产和产品品质量的的稳定性性6、菌种不不是病原原菌，不不产生有有害的生生物活性性物

9、质和和毒素，以以保证安安全细菌、酵母母菌、霉霉菌和放放线菌细菌1、枯枯草芽孢孢杆菌 Baacillluss suubtiiliss生芽孢孢、需氧氧菌，GG+，30-39，pH66.7-7.22分布广广，常存存在于枯枯草、土土壤等，一一般为腐腐 生菌；生产各各种酶制制剂：如如淀粉酶酶和蛋白白酶2、大肠杆杆菌Esscheericchiaa cooli可可利用大大肠杆菌菌制取天天冬氨酸酸、苏氨氨酸、缬缬氨酸等等大肠杆杆菌的谷谷氨酸脱脱羧酶在在工业上上被用来来进行谷谷氨酸 的定量量分析基基因工程程的很好好材料3、乳酸杆杆菌(LLacttobaacillluss spp.) 革兰氏氏阳性，无无芽孢，厌厌

10、氧或兼兼性厌氧氧可生产产乳酸干干酪的成成熟、乳乳脂的酸酸化和腌腌菜、泡泡菜制作作6、醋酸杆杆菌 (Aceetobbactter) 不形成成芽孢，G，好气性分两群：1）只将乙乙醇氧化化成醋酸酸2）将产生生的醋酸酸继续氧氧化成CCO2和和水可生生产醋酸酸7、棒状杆杆菌 (Corryneebaccterriumm)以葡葡萄糖为为原料发发酵产生生酸，是是谷氨酸酸和其他他氨基酸酸的高产产菌生产产谷氨酸酸等9、黄单胞胞菌 (Xannthoomonnas) 细胞直直杆状，G，无芽孢，极生鞭毛在含蔗糖的琼脂平板上形成圆形、边缘整齐、粘稠光滑的黄色菌落；液体培养形成黄色粘稠的胶状物荚膜多糖，其黄色为一种水溶性色

11、素 野油菜黄单胞菌(X. campestris) 可以淀粉生产黄原胶(Xanthan gum)放线菌链霉菌属 ( Sttrepptommycees )灰色链霉菌菌(Strrepttomyycess grriseeus)生产链链霉素金霉素链霉霉菌 (Strrepttomyycess auureoofaccienns)在PDAA培养基基上生长长时，基基内菌丝丝产生金金黄色 色素生产金霉素素红霉素素链霉菌菌 (Strrepttomyycess errythhreuus)产红霉霉素龟裂链霉菌菌 (Strrepttomyycess riimossus)菌落灰灰白色，表表面后期期有皱折折，呈龟龟裂状 生产

12、土土霉素小单胞菌属属 (Miccrommonoospoora)与一般放线线菌不同同，菌丝丝体长入入培养基基内，不不形成气气生菌丝丝，而在在基内菌菌丝体上上长出 孢子梗梗，其顶顶端生一一个球形形、椭圆圆形孢子子。菌落落致密，与与培养基基紧密结结合在一一起，表表面凸起起，多崎崎岖，疣疣状；菌菌落常为为橙黄色色、红色色、深 褐色、黑黑色和兰兰色。酵母菌啤酒酵母 (Saccchaarommycees cerreviisiaae)啤酒酵母在在液体培培养基中中的生长长行为有有两类上面酵母发酵酵度较高高，不易易凝集沉沉淀，浮浮于上面面下面酵母发酵酵度较低低，易凝凝集沉淀淀啤酒酵母的的应用非非常广，常常用于传

13、传统的发发酵行业业，如啤啤酒、白白酒、果果酒、酒酒精、药药用酵母母、面包包 制作，故故又称酿酿酒酵母母。5、假丝酵酵母 (Canndidda) 能形成成假丝，液液体培养养时能形形成浮膜膜可生产SCCP、甘甘油、脂脂肪酶毕赤氏酵母母( PPichhia ) 霉菌 曲曲霉Assperrgillluss米曲霉 ( Assperrgillluss orryzaae )有较强强的蛋白白分解能能力，同同时又具具有糖化化能力； 酿酒中中的糖化化菌；蛋蛋白酶和和淀粉酶酶的生产产菌；还还可以用用于L-乳酸的的生产黑曲霉 ( Assperrgillluss niigerr )1具有多种种强大的的酶系，如如淀粉酶酶

14、、蛋白白酶、果果 胶酶、纤纤维素酶酶和葡萄萄糖氧化化酶等；2还能产生生多种有有机酸，如如抗坏血血酸、柠柠檬酸、 葡萄糖酸和没食子酸等3是生产柠柠檬酸和和葡萄糖糖酸的重重要菌种种产黄青霉 ( PPeniicilllumm chhryssogeenumm )生生产青霉霉素，也也可用来来生产葡葡萄 糖氧化化酶、葡葡萄糖酸酸、柠檬檬酸和抗抗坏 血酸橘青霉 ( P. ciitriinumm ) :许多菌系可可产生橘橘霉素，也也能产生生脂肪酶酶、葡 萄糖氧氧化酶和和凝乳酶酶微生物工程程工业生生产水平平的三个个决定要要素:1生产菌种种的性能能2发酵和提提取工艺艺条件3生产设备备分离与筛选选菌种的的具体做做法

15、一般般分4个步骤骤：样品采集 增增殖培养养 纯种分分离 生产性性能测定定富集(ennricchmeent)培养是在目的微微生物含含量较少少时，根根据微生生物的 生理特特点，设设计一种种选择性性培养基基，创造造有 利的生生长条件件，使目目的微生生物在最最适的环环境 下迅速速地生长长繁殖，数数量增加加，由原原来自然然 条件下下的劣势势种变成成人工环环境下的的优势种种，以利利分离到到所需的的菌株。目的菌种的的分离与与筛选分离的效率率取决于于培养基基养分、pH值和和加入的的选择性性抑制剂剂通常有两种种方法1 涂布法法 将菌液液梯度稀稀释后以以灭菌的的涂布器器涂布于于平板培培养 基表面面。（易易污染菌菌

16、落，且且一种菌菌/平板）2 影印平平板法 把长有有许多菌菌落的母母培养皿皿倒置于于包有灭灭菌丝绒绒布 的圆木木柱上，然然后把这这一“印章”上的细细菌一次次接种 到一系系列选择择培养基基平板上上。（不不适用不不长孢子子的 链霉菌和游游动细菌菌）可显著提高高分离筛筛选效率率的方法法有1、透明圈圈法在平板培养养基中加加入溶解解性较差差的底物物，使培培养基混混浊能分分解底物物的微生生物便会会在菌落落周围产产生透明明圈，圈圈的大小小初步反反应菌株株利用底底物的能能力。2、变色圈圈法对于一些不不易产生生透明圈圈产物的的产生菌菌，可在在底物平平板中加加入指示示剂或显显色剂，使使目的微微生物菌菌落周围围 呈现

17、变变色圈，从从而能被被快速鉴鉴别出来来；3、生长圈圈法通常用于分分离筛选选氨基酸酸、核苷苷酸和维维生素的的产生菌菌将待检菌涂涂布于高高浓度指指示菌并并缺少所所需营养养物的平平板上进进行培养养，若某某菌株能能合成平平板所需需的营养养物，在在该菌株株的菌 落周围围便会形形成一个个混浊的的生长圈圈4、抑菌圈圈法常用于抗生生素产生生菌的分分离筛选选据估计，筛筛选1万个菌菌株才能能得到11株有用用的抗生生素 产生菌菌；因此此，设计计一个准准确、快快速的筛筛选模型型十 分重要要。抑菌圈法是是常用的的初筛方方法。若被检检菌能分分泌某些些抑制菌菌生长的的物质，如如抗生素素等，便便会在该该菌落周周围形成成指示菌

18、菌不能生生长的抑抑菌圈菌种选育定定义：应用微生物物遗传和和变异理理论，用用人工方方法(或自然然变异的的方法)造成变变异，再再经过筛筛选以得得到人们们所需菌菌种的过过程。菌种选选育的目目的是：a.为了了不断提提高发酵酵工业产产品的产产量和质质量；bb.增强强对所用用原辅料料的适应应性；cc.增强强对不良良培养条条件的抵抵抗；dd.缩短短生产周周期；ee.简化化发酵和和下游处处理工艺艺。诱变育种就就是利用用物理或或化学诱诱变剂等等处理均均匀分散散的微生生物细胞胞群，促促使其突突变率大大幅度提提高，然然后采用用简便、快快速和高高效的筛筛选方法法，从中中挑选少少数符合合育种目目标 的突变变株用于于生产

19、和和研究表型迟延现现象：指指某一突突变在DDNA复复制和细细胞分裂裂后，才才在细胞胞表型上上显示出出来，造造成不纯纯的菌落落的现象象。（如多核核）生理性延迟迟现象：菌体虽虽然发生生了突变变，并且且突变基基 因由杂杂合状态态变成了了纯合状状态，但但仍然不不表现突突变性 状。如如营养缺缺陷型凡能引起生生物体遗遗传物质质发生变变异的因因素，统统称诱变变剂分为 物理理 化学学 生物物诱变剂剂（亚硝硝酸盐）菌种退化通通常指在在较长时时期传代代保藏后后，菌株株的一个个或多个个生理 性状和和形态特特征逐渐渐减退或或消失的的现象。防止菌种退退化的方方法控制传代次次数合理的育种种：单核核（避免免表型延延迟） 选

20、用合适的的培养基基 创造良好的的培养条条件采用有效的的菌种保保藏方法法及多种种保藏方方法菌种的复壮壮在菌种的生生产性能能尚未衰衰退前，就就经常有有意识的的进行纯纯种分离离和生产产性能的的测定工工作，从从而逐步步提高 菌种的的生产特特性。（广义）概念：在菌菌种已发发生衰退退的情况况下，通通过纯种种分离和和测定生生产性能能等方法法，从衰衰退的群群体中找找出少数数尚未衰衰 退的个个体，从从而达到到恢复该该菌原有有典型性性状的目目的。（狭义）菌种复壮的的方法退化菌种的的复壮：稀释分分离法、平平板划线线法、组组织分离离法通过寄主进进行复壮壮：适用用退化的的寄生型型微生物物联合复壮：诱变育育种菌种保藏主要

21、是根据据菌种的的生理、生生化特性性，在人人工创造造的条件件下，使使其代谢谢活动处处于不活活泼的休休眠状态态，生长长繁殖受受到 抑制。这这样也减减少了菌菌种的变变异率。方法 11真空冻冻干保藏藏2蒸馏水水悬浮法法3矿物油油中浸没没保藏 4干燥燥载体保保藏种子扩大培培养指将保存在在沙土管管、冷冻冻干燥管管中处于于休眠状状态的生生产菌种种接入试试管斜面面活化后后，再经经过扁瓶瓶或摇瓶瓶及种子子罐 逐级放放大培养养而获得得一定数数量和质质量的纯纯种过程程。这些些纯种培培养物称称为种子子种子的制备备过程分分两个阶阶段：实实验室种种子制备备、生产产车间种种子制备备实验室种子子制备1、孢子的的制备：适用于于

22、产孢子子能力强强及孢子子发芽、生生长繁殖殖快细菌孢子的的制备： C限制，NN丰富；霉菌孢子的的制备：大米、小小米、麸麸皮、麦麦粒等 放线菌菌孢子的的制备：含适合合产孢子子的物质质组成，如如麸皮、豌豌豆浸汁汁、蛋白白胨及无无机盐等等如：谷氨酸酸棒杆菌菌、青霉霉、龟裂裂链霉菌菌2、液体种种子的制制备：产产孢子能能力不强强或孢子子发芽慢慢的菌种种好氧培养：如产卡卡那霉素素的S.kannamuucetticuus（卡卡那链霉霉菌）用用摇瓶液液体培养养法。 斜面面试管三角瓶瓶摇床种子罐罐厌氧培养：如酵母母菌 斜面试试管三角瓶瓶卡式罐罐种子罐罐生产车间种种子的制制备1、种子罐罐的作用用：使孢子发芽芽，生长

23、长繁殖成成菌（丝丝）体保持种子的的活力 保证种子的的数量2、种子罐罐级数的的确定种子罐级数数是指制制备种子子需逐级级扩大培培养的次次数，菌种生生长特性性、孢子子发芽及及菌体繁繁殖速度度，所采用用发酵罐罐的容积积如：细菌，二二级；霉霉菌，三三级；放放线菌，三三级或四四级3、确定种种子罐级级数需注注意：种子级数越越少越好好。简化化工艺和和控制，减减少染菌菌太少，导导致接种种量小发酵时时间长，降降低生产产率，增增加 染菌机机会 级数随随产物的的品种及及生产规规模确定定。但工工艺或其其他条件件改变（如如工程菌菌）时，也也有可能能影响级级数二、种子质质量的控控制 （重要要）影响孢子质质量的因因素及控控制

24、影响因素通通常有：培养基基、培养养条件、培培养时间间和冷藏藏时间等等培养基原材材料（主主要原因因）：产产地、品品种、加加工方法法、用量量等 无机离离子 水质解决的措施施：1培养基所所用原料料要经过过发酵试试验合格格才可使使用 2严格控制制灭菌后后培养基基的质量量 3斜面培养养基使用用前，需需在适当当温度下下放置一一定时间间4单一氮源源（生产产），较较复杂的的有机氮氮源（选选种或分分离）培养条件温度：有显显著影响响。如龟龟裂链霉霉菌在高高于377培养C代 谢、氨基基氮回升升提前、菌菌丝过早早自溶、效效价降低低等措施：严格格控制孢孢子斜面面的培养养温度培养时间和和冷藏时时间培养时间：衰老的的孢子不

25、不如年轻轻的孢子子，过于于衰老的的导致生生产能 力下降降措施：严格格控制在在孢子量量多、成成熟、发发酵产量量正常阶阶段终止止培养湿度：对数数量和质质量有较较大影响响。 措施：严格控控制孢子子斜面的的培养湿湿度冷藏时间：对孢子子的生产产能力有有影响。如如灰色链链霉菌在在6冷藏2个月比比1个月发发酵单位位下降118%；3个月下下降355%措施：根据据生产计计划有规规律的培培养成熟熟孢子影响种子质质量的因因素及控控制影响因素通通常有：孢子的的质量、培培养基、培培养条件件、种龄龄、接种种量等培养基1营养成分分适合种种子培养养的需要要2选择有利利于孢子子发芽和和菌体生生长的培培养基3营养上要要易于被被菌

26、体直直接吸收收和利用用4营养成分分要适当当丰富和和完全，N和Vitamin要高5最后一级级种子罐罐的培养养基成分分应尽可可能与发发酵培养养基相同同培养条件 温度：选择最最适温度度 通气量量：选择择适宜的的通气量量种龄定义：指种子子罐中培培养的菌菌（丝）体体开始移移入下一一级种 子罐或或发酵罐罐时的培培养时间间 通常以以处于生生命力极极旺盛的的对数生生长期，菌菌体量还还未达到到最大值值时的培培养时间间较为合合适接种量定义义：指移移入的种种子液体体积占接接种后培培养液体体积的比比例接种量大可可以缩短短发酵周周期 接种量量的大小小决定生生产菌种种在发酵酵罐中生生长繁殖殖的速度度采用较大接接种量的的优

27、缺点点：优点：缩短延延滞期和和对数期期的时间间，产物物形成速速度加快快；种子液液中大量量的体外外水解酶酶有利于于原料的的利用菌量大大，可减减少污染染杂菌机机会缺点：菌体生生长过快快，培养养液粘度度增加溶溶氧不足足，影响响产物合合成培养种种子费工工费时同时也也移入了了过多的的代谢废废物，影影响正常常发酵生产中通常常进行两两项检查查 菌种稳稳定性的的检查（筛筛选） 无杂菌菌检查种子质量标标准 细细胞或菌菌体 生生化指标标 产物物生成量量 酶活力力第三章培养基按生生产工艺艺分 孢子培养基基 种子培培养基 发酵培培养基1）孢子培培养基供制备孢子子用的，要要求此种种培养基基能形成成大量优优质孢子子。常用

28、用固体培培养基孢子培养基基基本要要求：基本要求是是能使菌菌体迅速速生长，产产生较多多优质孢孢子，且且不易引引起菌种种发生变变异。配制时需注注意：A）营养不不要太丰丰富（特特别是有有机氮源源），否否则不易易产孢子子。C）注意ppH和培培养基的的湿度。常用孢子培培养基： 麸皮培养基基 小米米培养基基 玉米米碎屑培培养基 大米培培养基用葡萄糖、蛋蛋白胨、牛牛肉膏和和食盐等等配制的的琼脂斜斜面培养养基2）种子培培养基供孢子发芽芽或菌体体生长繁繁殖用的的，营养养成分应应容易被被菌体吸吸收利用用。营养要要求比较较丰富和和完全，氮氮源和维维生素的的含量也也要高些些，但总总浓度以以略稀薄薄为好，这这样可达达较

29、高的的溶解氧氧，供大大量菌体体生长和和繁殖。种种子培养养基的成成分要考考虑在代代谢过程程中能维维持稳定定的pHH，其成成分还要要根据不不同菌种种的主要要特征而而定。一般种子培培养基都都用营养养丰富而而完全的的天然有有机氮源源，因为为有些氨氨基酸能能刺激孢孢子发芽芽。但无无机氮源源容易利利用，有有利菌体体的迅速速生长，所以在种子培养基中常包括有机氮源和无机氮源。最后一级的的种子培培养基的的成分最最好能较较接近于于发酵培培养基，这这样可使使种子进进入发酵酵培养基基后能迅迅速适应应，快速速生长。 （营养成分要求速效）氮源凡是作为微微生物细细胞结构构或代谢谢产物中中氮的来来源的营营养物质质， 都称为为

30、氮源有机氮源 豆饼（粕粕）粉、花花生饼粉粉、鱼粉粉、蚕蛹蛹粉、酵酵母粉、玉玉米浆、 尿素、蛋白胨、酵母膏、牛肉膏等无机氮源 铵铵盐、硝硝酸盐等等无机氮源和和尿素、玉玉米浆等等可被迅迅速利用用，为速速效氮蛋白质氮则则需先水水解成肽肽和氨基基酸后才才能被吸吸收利用用，属迟迟效氮在常用的无无机氮中中，象硫硫酸铵那那样被微微生物代代谢后形形成酸性性物质的的，为生生理酸性性物质；硝酸钠被同同化时则则引起培培养液ppH上升升，为生生理碱性性物质前体(prrecuursoor)：指某些些化合物物加入到到发酵培培养基中中，能直直接被微微生物在在生物合合成过程程中结合合到产物物分子中中去，而而其自身身的结构构并

31、没有有多大变变化，但但是产物物的产量量却因此此有较大大的提高高。淀粉水解糖糖的制备备酸解法（aaciddhyddrollysiis metthodd）以酸（无机机酸或有有机酸）为为催化剂剂，在高高温高压压下将淀淀粉水解解转化为为葡萄糖糖的方法法。优点 生产产简易,对设备备要求简简单;水解时时间短; 设备备生产能能力大等等优点。缺点: 要要求有耐耐腐蚀，耐耐高温、高高压的设设备; 副反应应的发生生，这将将造成葡葡萄糖的的损失而而使淀粉粉转化率率降低; 对淀淀粉原料料要求严严格，淀淀粉颗粒粒不宜过过大,大小要要均匀；颗粒大大，易造造成水解解不透彻彻；淀粉粉乳浓度度也不宜宜过 高,浓度高高,淀粉转转

32、化率低低。酶解法（eenzyyme hyddrollysiis metthodd）是用酶酶将淀粉粉水解为为葡萄糖糖。（双双酶水解解法）酶解法可分分两步：第一步：利利用-淀粉酶酶将淀粉粉转化为为糊精和和低聚糖糖，使淀淀粉的可可溶性增增加，此此过程称称“液化”；第二步：利利用糖化化酶将糊糊精或低低聚糖进进一步水水解，转转变为葡葡萄糖，此此过程称称“糖化”。双酶法优点点： 1）淀粉水水解是在在酶的作作用下进进行的，酶酶解反应应条件温温和，对对设备要要求较低低。2）微生物物酶作用用的专一一性强，淀淀粉的水水解副反反应少，因因而水解解糖p液H纯6.度0-77高.0，；淀用粉粉糖的化化转酶化化，率反反（应

33、出出温糖度度率500）-600高。C， pH33.5-5.003）可在较较高淀粉粉乳浓度度下水解解，且可可采用粗粗原料。4）酶法制制得的糖糖液色浅浅、较纯纯净、无无苦味、质质量高。双酶法缺点点： 酶解反应时时间较长长（需22-3天天），要要求的设设备较多多，需具具备专门门培养酶酶的条件件，由于于酶本身身是蛋白白质，易易造成糖糖液过滤滤困难。酸酶结合法法酸酶法 淀粉糊糊精或低低聚糖+（糖化化酶葡萄糖值（DE值;dexxtrooseequuivaalenntvallue ） 指葡萄萄糖（所所有测定定的还原原糖都当当作葡萄萄糖）占占干物质质的百分分率，用用于表示示淀粉水水解程度度及糖化化程度。酸酶法

34、特点点1液化速度度快； 2糖化化是由酶酶来进行行的，对对液化液液要求不不高，可可采用较较高的淀淀粉乳浓浓度，提提高生产产效率；3用酸较较少，产产品颜色色浅，糖糖液质量量较高。酶酸法 淀粉+（-淀粉酶酶）糊精或或低聚糖糖+（酸酸）葡萄萄糖酶酸法特点点：可用于粗原原料淀粉粉，淀粉粉浓度也也较酸法法高，糖糖液色浅浅培养基优化化1、确定起起始培养养基；2、单因素素试验,确定最最适宜的的培养基基成分；3、多因素素试验，进进行各组组分之间间浓度优优化和最最佳配比比；4、放大试试验5、确定最最终培养养基第四章按照不同的的工业发发酵方式式分类：根据微生物物需氧或或不需氧氧 厌氧发发酵 好氧发发酵根据培养基基是

35、固态态或液态态 液态发发酵 固态发发酵根据发酵位位置是表表面或深深层 表面发发酵 深层层发酵根据发酵是是间歇或或是连续续进行（重重点）分分批发酵酵 连续发发酵 补料分分批发酵酵根据菌种是是否被固固定 游离离发酵 固定化化发酵根据所用的的菌种是是单一或或多种 单一纯纯种发酵酵 混合发发酵分批发酵定定义：营营养物和和菌种一一次加入入进行培培养，直直到结束束放罐，中中间除了了空气进进入和尾尾气排出出，与外外部没有有物料交交换。特点操作简单，除除了控制制温度、泡泡沫和ppH及通通气以外外，不进进行任何何其他控控制从细胞所处处的环境境看，发发酵初期期营养物物质过多多，可能能抑制微微生物生生长；发发酵中后

36、后期又可可能因为为营养物物减少而而降低培培养效率率从细胞的增增殖来看看，初期期浓度低低，增长长慢；后后期浓度度高，但但营养物物浓度低低，也生生长不快快；总的的生长能能力不是是很高。分批发酵的的具体操操作过程程种子培养系系统开始始工作（空空消、实实消） 接种（摇摇瓶种子子接入种种子罐） 培养（同时进行主发酵罐的准备工作，若为大型发酵罐，则对培养基连消）种子转移到主发酵罐中 发酵（控制温度、pH值；搅拌和通气） 结束后提取、精制补料分批发发酵定义：是介介于分批批发酵和和连续发发酵之间间的一种种发酵技技术，是是指在微微生物分分批发酵酵中，以以某种方方 式向培培养系统统补加一一定物料料的培养养技术，又

37、又称半连连续发酵酵。分两种类型型： 单一补料料分批发发酵：在在开始时时投入一一定量的的基础培培养基，到到发酵过过程的适适当时期期，开始始连续补补加碳源源、 氮源和和其他的的必需基基质，直直到发酵酵液体积积达到发发酵罐最最 大操作作容积后后，停止止补料，最最后将发发酵液一一次全部部放出。 特点：受受罐容积积的限制制反复补料分分批发酵酵：在单单一补料料分批发发酵的基基础上，每每隔一定定时间按按一定比比例放出出一部分分发酵液液，使发发酵液体体积始终终不超过过发酵罐罐的最大大操作容容积，从从而在理理论上可可以延长长发酵周周期，直直至发酵酵产率明明显下降降，才最最终将发发酵液全全部放出出。 特点：保保留

38、了优优点，避避免了缺缺点补料分批发发酵的优优点同分批发酵酵相比： 可以解解除营养养物基质质的抑制制、产物物反馈抑抑制和葡葡萄糖效效应；可可以避免免在分批批发酵中中因糖过过多，造造成细胞胞大量生生长，耗耗氧过多多，以致致通风搅搅拌设备备不能匹匹配的状状况；可可以减少少菌体量量，提高高有用产产物的转转化率。葡萄糖效应应：葡萄萄糖被快快速分解解代谢，所所积累的的产物在在抑 制所需需产物合合成的同同时，也也抑制了了其它一一些碳源源、氮源源的分解解利用。（葡葡萄糖分分解阻遏遏效应）发酵工艺控控制微生物发酵酵是一个个复杂的的生化过过程，涉涉及诸多多因素。这里主要讲讲温度、pH值、溶氧、泡沫及补料等因素对发

39、酵的影响及其控制一、温度对对发酵的的影响及及其控制制 Q发酵 = QQ生物 + QQ搅拌 - QQ蒸发 Q辐射方法：罐壁壁调温 夹层层调温 罐内调调温二、溶氧浓浓度对发发酵的影影响及控控制1、供氧方方面1）增加空空气中氧氧的含量量，使氧氧分压增增加，进进行富氧氧通气2）提高罐罐压3）改变通通气速率率4）增加搅搅拌速度度2、需氧方方面1）调整养养料的浓浓度2）调节控控制温度度3、提高溶溶解氧的的措施（重重点）1）搅拌是是提高溶溶氧的重重要的措措施2）在培养养基方面面：控制限限制因子子，以降降低菌的的生长速速率，限限制菌对对氧 的大量量消耗，提提高溶氧氧水平3）改善发发酵液的的黏度：降低黏黏度，增

40、增大流动动性，能能有效的的提高传传质效果果， 尤其是是溶氧染菌，是指指在发酵酵培养基基中侵入入了有碍碍生产的的其它微微生物。从染菌的现现象分析析染菌的的原因1）从染菌菌的时间间分析 早期（如如接种后后12h或24h），除除了种子子带菌外外，主 要是培培养基或或设备灭灭菌不彻彻底。 相反，中中、后期期染菌则则可能与与中间补补料、设设备渗漏漏以 及操作作不合理理等有关关，也可可能是空空气过滤滤器不严严所致。2）从污染染的杂菌菌类型分分析 污染耐耐热的芽芽孢杆菌菌，多数数是因培培养基灭灭菌不彻彻底或 设备存存在死角角所致； 污染无无芽孢杆杆菌、球球菌等不不耐热菌菌，可能能是从蒸蒸汽的 冷凝水水中带来

41、来的，或或空气系系统不严严造成。3）从发酵酵罐及批批次分析析大批发酵罐罐染菌是是指整个个工厂各各个产品品的发酵酵罐都出出现 杂菌现现象，而而且染的的是同一一种菌，主主要是空空气过滤滤器除 菌不净净，空气气带菌而而造成的的。个别发酵罐罐连续染染菌，较较多地是是由于设设备问题题而造成成的。 如阀门门的渗漏漏或罐体体破损，特特别是蛇蛇形管的的穿孔，有有时不易易察觉。有有时设备备破损引引起的染染菌会出出现每批批染菌时时间前移移现象。染菌通常通通过3个途径径发现：无菌试试验、发发酵液直直接镜检检、发酵酵液的生生化分析析。其中中无菌试试验是判判断染菌菌的主要要依据。无菌试验方方法有平平板培养养、斜面面培养

42、、肉肉汤培养养等， 其中以以双碟和和肉汤培培养为主主。 第五章章优良的发酵酵设备应应具有：严密的结构构良好的液体体混合性性能较高的传质质传热速速率配套而又可可靠的检检测及控控制仪表表 判断发发酵设备备好坏的的唯一标标准：能能否适合合工艺要要求，获获得最大大生产效效率通用式发酵酵罐（机机械搅拌拌通风发发酵罐）基本条件1、适宜的的径高比比。高：直直径约为为1.7742、能承受受一定的的压力。3、搅拌通通风装置置要能使使气泡分分散细碎碎、气液液充分混混合，保保证发酵酵液必须须的溶解解氧，提提高O22的利用用率。4、应具有有足够的的冷却面面积。代谢产产热5、发酵罐罐内应抛抛光，尽尽量减少少死角。避免积

43、污、染菌6、轴封应应严密，尽尽量减少少泄漏。部分配件1、搅拌器器机械搅拌的的作用：（重点点） 打碎空气气气泡，增增加气液液接触面面积，以以提高气气 液间的的传质速速率；使使发酵液液充分混混合，液液体中的的固形物物料保持持悬浮状状态。2、挡板作用： 改改变液体体的方向向，由径径向流改改为轴向向流，使使液体激激烈翻动动，增加加溶解氧氧。3、空气分分布装置置作用：通入入无菌空空气并使使分散均均匀位置：罐底底中央类型：环形管：环环径=00.8d; 多喷孔孔，向下下；易堵堵单管式：普普遍采用用 向下的的管口距距罐底约约3060mmm 分散器器（防止止空气喷喷击、蚀蚀穿罐底底）灭 菌一、空罐灭灭菌1、目的

44、：1）消除罐罐内死角角，确保保下一批批发酵的的成功2）杀灭与与罐直接接相通的的各管路路、阀门门的微生生物2、步骤： （热蒸蒸汽法）1）先彻底底清洗作用：a）有有利于消消除死角角b）免于料料受热（尤尤其是干干热的部部位）干干焦于罐罐体、管管或阀门门2）从底部部通入蒸蒸汽 33）排冷冷气4）升压 打开开各个需需灭菌的的管路、放放气阀等等（如接接种管、取取样管、空空气进管管、流量量计等）5）保压 通常1kkg/ccm2, 300600minn6）降温 关闭各各放汽阀阀、进汽汽阀；然然后慢慢慢放汽，或或自然冷冷却，或或泵循环环水加速速冷却二、实罐灭灭菌1、在进行行培养基基灭菌之之前，通通常应先先把发酵

45、酵罐的分分空气过过滤器灭灭菌并用用无菌空空气吹干干。2、预热 向夹套套或蛇管管中通入入蒸汽，间间接将培培养基加加热至770左右。作用：利利于糊化化；减少少冷凝水水的生成成；减轻轻噪音3、开启蒸蒸汽管，向向培养基基中通入入蒸汽，升升温。（33 4两两步为升升温阶段段）4、罐压达达1kgg/cmm2 (0.1MPPa)时时，装在在发酵罐罐封头的的接种管管、补料料管、消消泡剂管管等应排排汽。5、保温 调节好好各进汽汽和排汽汽阀门，使使罐压和和温度保保持在一一稳定水水平，维维持一定定时间。在保温阶段段，凡进进口在培培养基液液面下的的各管道道都应通通入蒸汽汽；在液液面上的的其余管管道则应应排放蒸蒸汽，这这样才能能保证灭灭菌彻底底，不留留死角。6、保温结结束后，依依次关闭闭各排汽汽、进汽汽阀；待待罐内压压力降至至0.550.88kg/cm22时，向向罐内通通入无菌菌空气，向向夹套或或蛇管中中通入冷冷水，使使培养基基降至所所需温度度。通入无菌空空气的作作用：加加速降温温； 保持持罐内正正压 （降温阶阶段） 第六章章一、啤酒生生产的原原料 以大麦为为主要原原料，以以其他谷谷物等为为辅料，并并添加少少量啤酒酒花等。1、大麦（主主原料）2、辅助原原料 辅料以以不发芽芽谷类为为主，如如大米和和脱