发酵工程总结版
发酵工程知识点总结归纳

发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。
2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前,最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。
随着人类对微生物的认识和技术的发展,发酵工程逐渐成为一门系统的学科。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域,对人类的生活和健康有着重要影响。
二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应,产生有机产物或能量的过程。
发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。
2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程,包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。
三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。
不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。
2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节,培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。
3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等,针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。
四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂,可以促进化学反应的进行。
按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。
2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用,可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。
3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤,使其更好地适用于实际生产。
五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备,包括灭菌、通气、控温等功能。
2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物,以保证发酵过程的正常进行。
3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等,用于分离提纯发酵产物。
六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数,以保证微生物的生长和产物的产生。
专业技术工作总结发酵工程

竭诚为您提供优质文档/双击可除专业技术工作总结发酵工程篇一:发酵工程总结版发酵工程期末复习名词解释:1.发酵工程是发酵原理与工程学的结合,是研究生物细胞参与的工艺过程的的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质服务于人类的综合性科学技术。
2.分批培养:是指在一个密闭系统内,投入有限数量的营养物质后接入少量微生物菌种进行培养,使微生物生长繁殖,在特定条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。
3.连续培养:是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜培养基,同时又以相同的速度流出培养液,从而使培养系统内培养液的量维持恒定,微生物细胞能在近似恒定状态下生长的发酵方式。
4.补料分批培养:是指在分批培养过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法5.液化:用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖。
6.糖化:用糖化酶(又称葡萄糖淀粉酶)将糊精和低聚糖转化为葡萄糖7.糊化:在温水中,当淀粉颗粒无限膨胀形成均一的粘稠液体的现象,称为淀粉的糊化。
此时的温度称为糊化温度。
8.老化:分子间已断裂的氢键、糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程,也就是复结的过程。
9.间歇灭菌间歇灭菌就是将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程,也称分批灭菌或实罐灭菌。
10.连续灭菌将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时加热、保温和冷却,进行灭菌。
11.呼吸强度(比耗氧速率)Qo2:单位质量干菌体在单位时间内消耗氧的量。
单位:mmolo2/(kg干菌体·h)。
12.摄氧率γ(耗氧速率):单位体积培养液在单位时间内消耗氧的量。
单位:γ=Qo2·xx——细胞浓度,kg(干重)/m313.临界氧浓度微生物的耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响,各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求,即不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度,称为临界氧浓度,以c临界表示14.静电除菌:利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。
高中生物发酵工程知识总结

高中生物发酵工程知识总结微生物类群细菌、放线菌、病毒细菌分裂方式:二分裂。
多数抗生素由放线菌产生。
病毒的衣壳决定病毒抗原特异性。
一种病毒只含有一种核酸。
微生物营养营养:各种成分:碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
碳源——构成细胞物质和一些代谢产物。
氮源——合成蛋白质、核酸和含氮产物。
生长因子——合成酶和核酸。
糖类(葡萄糖)是最常用的碳源。
不同种类微生物对碳源种类、数量有不同要求。
铵盐、硝酸盐是最常用的氮源。
生长因子:维生素、氨基酸、碱基等天然物质(酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液)可作为生长因子。
培养基配置原则:目的明确、营养协调、PH要适宜谷氨酸生产:C:N = 3:1 谷氨酸大量合成PH:细菌——6.5~7.5放线菌——7.5~8.5真菌——5~6谷氨酸棒状杆菌——7~8培养基种类:记忆实例分类物理固体:分离、鉴定半固体:观察运动、留种液体:工业生产化学合成培养基:分类、鉴定天然培养基:工业生产用途选择培养基:抑制剂、促进剂鉴别培养基:指示剂、化学药品微生物代谢代谢产物:初级代谢产物、次级代谢产物代谢调节:酶合成调节、酶活性调节。
酶分类:组成酶、诱导酶。
代谢人工控制途径:诱变处理;改变细胞膜透性。
(记忆实例)微生物代谢异常旺盛的原因:表面积与体积比很大,能够迅速与外界进行物质交换。
酶合成调节……保证代谢需要,避免胞内物质能量浪费,增强微生物适应能力。
酶活性调节……(改变构象)快速、精细调节方式。
微生物生长(记忆书本细节)四个时期:调整期、对数期、稳定期、衰亡期。
连续培养:缩短了培养周期,消除不利于微生物生长的某些环境因素,提高设备利用率,便于自动化管理。
(稳定期进行)影响因素:温度、PH、氧。
测定培养生长情况:将少量某细菌接种到定容的液体培养基中观察。
测定方法:细胞数;测重。
生长曲线反映细菌菌体生长状况。
调整期——代谢活跃,体积增长快,大量合成酶、ATP等。
时间取决于:菌种、培养条件。
对数期——代谢旺盛,形态、特征稳定。
发酵工程全部知识点总结

发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。
主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。
2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性,通过合理调控环境条件,进行微生物发酵过程中的相关技术。
二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物,广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。
2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用,如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。
3. 真菌真菌发酵应用广泛,包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。
三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中,通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。
2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中,通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。
3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中,采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。
四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一,根据不同的发酵工艺和需求,可以采用不同类型的发酵罐。
2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中,针对不同的微生物和产物特性,进行合理的发酵条件控制和操作流程。
3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中,通过自动化设备和仪器,实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。
五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛,如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。
2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛,如生产抗生素、激素、酶制剂等。
3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用,如生物乙醇、生物柴油等。
4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用,如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。
六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步,发酵工程的技术也在不断提高,发酵设备和工艺不断更新。
高二发酵工程的知识点总结

高二发酵工程的知识点总结导言发酵工程是利用微生物、酶或细胞等生物催化剂在适宜的温度、湿度、氧气和营养条件下,把某些物质转化为其他有用的产物的过程。
发酵工程技术一直是生物工程领域的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
本文将就高二发酵工程的相关知识点进行总结,包括基本概念、发酵工艺、发酵设备以及发酵工程的应用等内容。
一、基本概念1.发酵的定义发酵是指在生物体内或外部环境中,微生物在适宜的温度、湿度和营养条件下,利用其生理代谢特性,使有机物质发生氧化还原反应,产生有用的代谢产物或能量。
广义上说,发酵包括微生物、酶和细胞等生物催化剂在适宜条件下,将有机物质转化为其他有用的物质的过程。
2.发酵的分类发酵可以根据反应物和产物的不同,分为多种类型。
常见的发酵分类包括酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵、粘质发酵等。
这些发酵过程都有各自的反应特点和应用领域。
3.发酵的基本原理发酵的基本原理是微生物、酶或细胞等生物催化剂在适宜的环境条件下,利用其生理代谢特性,通过氧化还原反应将有机物质转化为其他有用的产物。
发酵过程包括底物的降解、中间产物的生成以及最终产物的生成,涉及到多种生物化学反应和代谢途径。
4.发酵的影响因素发酵过程受多种因素的影响,包括温度、pH值、氧气浓度、底物浓度、营养盐浓度等。
这些因素对发酵过程的速率和产物的选择性都有重要影响,需要在发酵工程中进行精确控制。
二、发酵工艺1.发酵基质的制备发酵基质是支撑微生物生长和代谢的重要环境因素,一般包括底物、营养盐、氮源、微量元素等。
制备发酵基质需要考虑微生物的需求,同时还需要考虑工艺的可行性和经济性。
2.发酵菌种的培养发酵菌种的培养是进行发酵工艺的前提,包括细菌、酵母菌、真菌等。
菌种的选取和培养条件对发酵的效率和产物的纯度都有重要影响,需要进行精确控制。
3.发酵过程的控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气浓度、搅拌速度等多个因素的调节,需要根据具体的发酵工艺设计和实验结果进行精确控制。
发酵工程知识点总结

➢名词解释(每个3分)➢填空题➢单项选择题➢计算题(2题)➢简答题(4-5题)➢分析题(1-2题)➢论述或问答题(1题)第一章1发酵和发酵工程的概念发酵狭义:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。
广义:凡是培养细胞(动、植物和微生物细胞)来制得产品的过程。
发酵工程研究发酵工业生产过程中,各个单元操作的工艺和设备的一门科学2、发酵工程研究的内容※发酵工业用生产菌种的选育:◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种※发酵条件的优化与控制※生物反应器的设计※发酵产物的分离、提取和精制3、发酵类型1 按发酵产品的类型划分2 按发酵工艺是否需氧划分※厌氧发酵:如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵※通风发酵:如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等3 按发酵工艺培养基的状态划分※固态发酵:主要应用于传统酿造业。
※液态发酵:,是目前发酵工业所采用的主要工艺。
4、发酵工艺培养方法发酵工艺培养方法有:固态发酵工艺和液态发酵工艺1固态发酵工艺※固态薄层发酵※固态厚层(通风)发酵2 液态发酵工艺※液态表面发酵(浅盘发酵)工艺※液态深层通风发酵(Submerged fermentation)液态深层通风发酵是指在无菌条件下,在液体培养基内部进行微生物培养,获得产品的过程。
它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、搅拌使空气均匀、培养基灭菌和无菌接种。
液态深层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺。
5、分批发酵,分批补料发酵分批发酵(batch-process):在生物反应器内投入限量培养基后,接入微生物菌种进行培养,完成一个生长周期,获得产品的微生物培养方法。
是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形式。
在分批补料发酵:发酵的开始投入一定量的培养基,在发酵过程的适当时期,开始连续补加碳或(和)氮源或(和)其他必需基质,直至发酵液体积达到发酵罐最大操作容积后,将发酵液一次放出,这种操作方式称为补料分批发酵。
发酵工程最全总结

1、发酵工程:采用工程技术手段在人工控制下通过微生物的生命活动二获得的代谢物的过程,为人类生产生物产品的一种技术。
内容:发酵工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、基因工程。
2、生物技术:又称生物工程,指应用自然科学及工程学的原理,依赖生物催化剂的作用,将物料进行加工以提供或为社会服务的技术3、几代生物技术:1.纯种培养技术2.有氧发酵抗生素(以抗生素的生产为标志)3.氨基酸发酵4.基因工程阶段(DNA重组技术、原生质体融合技术)4、工业生产常用的6打微生物:细菌,酵母菌,霉菌,放线菌,担子菌,藻类。
5、采样:1、一般耕作土:细菌、放线菌;2、山坡上的森林土:霉菌、酵母菌;3、偏碱的土壤(PH7·0一7·5):细菌、放线菌;4、偏酸的土壤(pH7·0以下):霉菌、酵母菌;6、采样最好的土层5一25cm。
每克土含菌数约几十万到几十亿个。
酵母菌分布土层最浅,约5一lOcm,霉菌和好氧芽抱杆菌也分布在浅土层。
7、冬季温度低,气候干燥,微生物生长缓慢,数量最少。
春天微生物生长旺盛,数量逐渐增加。
秋季采土样最为理想,抗生素产生菌,尤其是霉菌、酵母菌,大多从南方土壤中筛选出来。
9、采土样的方法:用取样铲,将表层5cm左右的浮土除去,取5~25cm处的土样10-25g,装入事先准备好的塑料袋内扎好。
北方土壤干燥,可在10一3Ocm处取样。
10、微生物营养及环境类型:1、分离淀粉酶、糖化酶的菌株:工厂、糕点厂、酒厂及淀粉加工厂等场所。
2、分离酵母菌:蜂蜜、蜜饯、甜果及含糖浓度高的植物汁液中采样。
3、分离果胶酶产生菌:柑橘、草霉及山芋等果蔬中含有较多的果胶。
菌种保存方法:1、斜面低温保藏:4℃,保存1-3月。
2、液体石蜡封存保藏:石蜡封斜面,4℃冰箱保存1年。
3、固体曲保藏:以麸皮,大米等为培养基,固体状态保存。
4、沙土管保藏:适用于产孢子细菌、霉菌、放线菌。
5、冷冻干燥法:在冷冻保护剂中通过升华除去水份,-15℃保存5-10年,有报导达30年。
高中发酵工程的知识点总结

高中发酵工程的知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵工程的定义发酵工程是以微生物或酶等生物催化剂为基础,通过控制合适的环境条件,利用微生物或酶的代谢作用,进行有选择地生产物质或提取有用产品的工程技术。
2. 发酵工程的原理发酵工程利用生物催化剂在适宜的温度、pH、氧气供应等条件下对原料进行代谢作用,使其产生有用的化学产物。
发酵过程分为有氧发酵和无氧发酵,有氧发酵是指微生物在充分供氧的情况下进行代谢作用,而无氧发酵则是微生物在缺氧条件下进行代谢作用。
3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、医药、酒类、饲料、化工等领域都有重要的应用,可以生产出酒精、乳酸、维生素、抗生素、酶等多种产品。
二、微生物学基础1. 微生物的分类微生物是一类极小的生物体,包括细菌、真菌、酵母菌、病毒等。
其中,细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,酵母菌主要是酵母菌科的酵母菌,真菌包括霉菌和酵母菌。
2. 微生物的生长特性微生物的生长需要适宜的温度、pH值、氧气供应等条件,不同微生物的生长特性有所不同。
典型的微生物生长曲线包括潜伏期、对数生长期和平稳期。
3. 微生物的代谢特点微生物的代谢分为呼吸代谢和发酵代谢两种形式。
呼吸代谢需要有氧气,产生CO2和H2O,而发酵代谢不需要氧气,产生乳酸、酒精、醋酸等产物。
4. 微生物的培养方法微生物的培养方法包括液体培养和固体培养两种形式,培养基的选择对微生物的生长有重要影响。
三、发酵工程的工艺流程1. 发酵工程的基本流程发酵工程的基本流程包括发酵菌种的培养和保存、发酵罐的设计和运行、发酵过程的控制和调节、产品的分离和提取等步骤。
2. 发酵工程的发酵罐发酵罐是进行微生物发酵的设备,按照不同的设计要求可分为批式发酵罐和连续式发酵罐。
3. 发酵工程的发酵菌种发酵菌种是进行发酵的微生物,可以是细菌、酵母菌、真菌等。
合适的发酵菌种是发酵工程成功的关键。
4. 发酵工程的发酵过程控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气供应、营养物质的添加等方面,需要根据不同的菌种和发酵产品进行调节。
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发酵工程期末复习名词解释:1.发酵工程是发酵原理与工程学的结合,是研究生物细胞参与的工艺过程的的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质服务于人类的综合性科学技术。
2.分批培养:是指在一个密闭系统内,投入有限数量的营养物质后接入少量微生物菌种进行培养,使微生物生长繁殖,在特定条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。
3.连续培养:是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜培养基,同时又以相同的速度流出培养液,从而使培养系统内培养液的量维持恒定,微生物细胞能在近似恒定状态下生长的发酵方式。
4.补料分批培养:是指在分批培养过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法5.液化:用α-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖。
6.糖化:用糖化酶(又称葡萄糖淀粉酶)将糊精和低聚糖转化为葡萄糖7.糊化:在温水中,当淀粉颗粒无限膨胀形成均一的粘稠液体的现象,称为淀粉的糊化。
此时的温度称为糊化温度。
8.老化:分子间已断裂的氢键、糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程,也就是复结的过程。
9.间歇灭菌间歇灭菌就是将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程,也称分批灭菌或实罐灭菌。
10.连续灭菌将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时加热、保温和冷却,进行灭菌。
11.呼吸强度(比耗氧速率) QO2 :单位质量干菌体在单位时间内消耗氧的量。
单位:mmolO2/(kg干菌体·h)。
12.摄氧率γ(耗氧速率):单位体积培养液在单位时间内消耗氧的量。
单位:γ=QO2·x x——细胞浓度,kg(干重)/m313.临界氧浓度微生物的耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响,各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求,即不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度,称为临界氧浓度,以C临界表示14.静电除菌:利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。
15.辐射灭菌:利用各种射线或超声波破坏蛋白质等生物活性物质,从而起到灭菌作用。
16.介质过滤:使空气通过能透过空气的多孔介质将空气所携带的尘、菌截阻。
17.布朗扩散截留:布朗扩散的运动距离短,在较大的气速、较大的纤维间隙中不起作用,但在很慢的气流速度和较小的纤维间隙中布朗扩散作用增加了微粒与纤维的接触滞留机会。
拦截截留:当气流速度在临界速度以下,颗粒仍然随气流运动,在纤维周边形成一层边界滞留区,在滞流区内气流速度更慢,进入滞留区的颗粒缓慢接近纤维,并与之接触,由于摩擦、粘附作用而被滞留。
18.惯性撞击截留:当含有微生物颗粒的空气通过滤层时,空气流仅能从纤维间的间隙通过,由于纤维纵横交错,层层叠叠,迫使空气流不断改变运动方向和速度。
由于微生物颗粒的惯性大于空气,因而当空气流遇阻而绕道前进时,微生物颗粒未能及时改变它的运动方向,而撞击并被截留于纤维的表面。
19.耗氧速率:指生物和微生物进行有氧呼吸作用所消耗氧气的速率20.临界氧浓度:指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。
21发酵动力学是研究发酵过程中菌的生长速率、培养基的消耗速率和产品形成速率的相互作用和随时间变化的规律。
22基质比消耗速率(qs ,g(或mo1)/g菌体•h):指每克菌体在一小时内消耗营养物质的量。
它表示细胞对营养物质利用的速率或效率。
在比较不同微生物的发酵效率上这个参数很有用。
23.产物比生产速率(qp,g(或mo1)/g菌体•h):指每克菌体在一小时内合成产物的量,它表示细胞合成产物的速度或能力,可以作为判断微生物合成代谢产物的效率。
24.得率系数:是指每消耗1g(或mo1)基质(一般指碳源)所产生的菌体重(g)。
25.分批培养(batch culture)指在一个密闭系统内,投入有限数量营养物质后,接入少量的微生物菌种进行培养。
使微生物生长繁殖,在特定条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。
26.牛顿型流体:凡是流体特性服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿行流体。
酵母和细菌培养液多属于牛顿流体。
27.生物反应器:是指任何提供生物活性环境的制造或工程设备。
在一种情况下,生物反应器是一个进行涉及到生物或生物化学活性物质由特定的生物生产出来的化学过程的容器。
28.发酵罐:用于培养微生物或细胞的封闭容器或生物反应装置。
可用于研究、分析或生产。
有多种在材料、大小和形状上各异的产品。
最常用的为全搅拌罐式反应器。
29.发酵染菌是指在发酵培养过程中侵入了有碍生产的其他微生物。
各章节要点第一篇工业微生物和发酵工业原料(第二章至第四章)1发酵生产过程和化工生产相比其特点为:1发酵生产过程通常是在常温常压下进行,操作条件较温和,设备要求相对较低。
2生产所用的原料主要以农副产品及其加工产品为主,基本属于可再生生物资源3反应过程中以生命体自动调节方式进行,数十个反应过程可像单一的反应过程一样在单一生物反应器中进行。
可生产结构复杂的有用物质,能搞选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化,还原,官能团导入等反应。
4.投资相对较少,见效快,具有经济与效能统一性。
2发酵工业生产流程: 1原料预处理 2培养及配置3 发酵设备和培养基灭菌(实罐灭菌:121’C保温20~30min,也可采用连续灭菌)4无菌空气制备(高空采风—压缩机加压—加热灭菌)5微生物菌种制备和扩大 6发酵 7发酵产品的分离与纯化3工业发酵步骤和工艺流程(1) 用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制(2) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(3) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中(4) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物(5) 将产物抽提并进行精制,以得到合格的产品(6) 回收或处理发酵过程中产生的废物和废水4微生物工程工业生产水平的三个决定要素: 生产菌种的性能,发酵和提取工艺条件生产设备5工业常用微生物细菌:枯草杆菌,短杆菌,大肠杆菌酵母:酿酒酵母(啤酒,葡萄酒),酒精酵母,假丝酵母霉菌:黑曲霉,土曲霉,米曲霉,红曲霉,根霉,木霉,青霉放线菌:单孢菌其他:藻类6 微生物工业对菌种的要求:能在廉价原料制备的培养基上迅速生长和生成所需的代谢产物产量高。
培养条件易于控制生长迅速,发酵周期短满足代谢控制的要求抗噬菌体能力强菌种不易变异退化安全性(不是病源菌,不产毒素)7种子制备的过程大致可分为:实验室种子制备阶段:固体培养基培养孢子,液体培养法生产车间种子制备阶段:1种子罐接种:微孔接种法, 火焰保护法, 压差法2种子罐级数的确定 ,种子罐级数:是指制备种子需扩大培养的次数,取决于:菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度;所采用发酵罐容积8 种子扩大培养的方法:①表面培养法②固体培养法③液体培养法(三角瓶摇床震荡或转式培养)④载体培养法9 常用液体深层培养法:①放大法②两步法③控制培养法④分批培养法(间歇发酵法)⑤连续培养法⑥补料分批培养法(流加法)10 影响种子质量因素:1培养基2种龄与接种量3培养温度与湿度4pH 5通风与搅拌6泡沫7杂菌控制11泡沫危害:影响微生物对氧的吸收;妨碍CO2的排除;减少设备利用率(有效容积减少);造成跑料,导致染菌;12种子异常分析:菌种生长速度,过快或过慢菌丝结团菌丝粘壁14淀粉水解糖的制备方法和原理(一)酸解 1.水解过程:总反应式: (C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6过程:(C6H10O5)n (C6H10O5)x C12H22O11 C6H12O6淀粉糊精麦芽糖葡萄糖H+对作用点无选择性,A-1,4-糖苷键和A-1,6-糖苷键均被切断。
(二)酶解法淀粉酶解法分两步:淀粉糖化及糖化终点的控制:(1)糖化的温度及pH值:决定于所用的糖化剂的性质。
(2)加酶量:(3)液化液DE值的影响:在碘试本色的前提下,液化液DE值越低,则糖化液DE值越高。
(4)异淀粉酶的影响液化程度的控制:⏹I2试⏹测定DE值⏹DE值高,糊精太小,不利于糖化酶作用,影响催化效率,终点DE值低。
⏹DE值低,液化不彻底,糖化速度慢,酶用量大,时间长,过滤性能差。
糖化终点:终点确定:DE值达最高时,加热灭酶方法:无水乙醇滴入糖化液,无白色沉淀则达到糖化终点14灭菌的原理和方法干热灭菌法:原理:利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。
常用方法:灼烧和电热箱加热,140-180℃ 1-2小时湿热灭菌法:原理:蒸汽冷凝放出大量潜热,具有穿透力,且在高温有水分条件下,蛋白质易变性。
方法:水煮常压灭菌:100℃饱和蒸汽灭菌:一般121℃,30分钟射线灭菌法:原理:利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。
常用:紫外线、X 射线和γ射线。
化学药品灭菌法原理:药物与微生物细胞中的成分反应,使蛋白质变性、酶失活.过滤除菌法原理:利用微生物不能透过滤膜除菌方法: 0.01~0.45 μm孔径滤膜,15影响培养基灭菌的因素:在影响培养基灭菌的因素中,除了灭菌温度和时间外,还有以下影响因素:1.培养基成分:◆油脂、糖类、蛋白质增加耐热性,灭菌时间长;◆高浓度的盐类、色素等则削弱其抗性2.培养基物理状态:◆固体培养基的灭菌时间要比液体培养基的灭菌时间长3、pH ◆微生物在pH6.0~8.0范围内耐热性最大◆ pH低于6.0时,氢离子极易渗入微生物细胞,从而改变细胞的生理反应而促进其死亡,故培养基酸度愈高,则所需的杀菌时间愈短4、培养基中微生物数量5.微生物细胞含水量:◆一定范围含水越多蛋白质凝固温度越低,越易被杀死。
6.微生物细胞菌龄:7.耐热性:8.泡沫:◆泡沫中的空气形成隔热层,对灭菌极为不利,可加入少量消泡剂。
第四章无菌空气的制备1无菌空气获得方法:辐射灭菌:利用Uv、X-ray、超声波杀菌热灭菌法静电除尘、除菌介质过滤2空气过滤除菌的原理(绝对过滤、深层介质过滤)惯性冲击截留作用;拦截截留作用;布朗扩散截留作用;重力沉降作用;静电吸引作用。
3介质过滤效率滤层所滤去的微粒数与原有微粒数之比称为过滤效率,用η表示,是衡量过滤设备过滤能力的指标。
η = (N1--N2)/N1=1-PN1 —过滤前空气中的微粒含量(个);N2 —过滤后空气中微粒含量(个);N2/N1 —过滤后过滤前空气中微粒数的比值,称为穿透率 P4影响介质过滤效率的因素纤维直径介质填充厚度介质填充密度空气流速5提高过滤除菌效率的措施减少进口空气的含菌数量设计和安装合理的空气过滤器,选用除菌效率高的过滤介质。
合理的空气预处理工艺流程,以达到除油、水和杂质的目的。
降低进入空气过滤器的空气相对湿度,保证过滤介质能在干燥状态下工作稳定压缩空气的压力,采用合适容量的贮气罐。
6空气预处理目的:1)提高压缩前空气的洁净度2)去除压缩后空气中的油和水7制备无菌空气的大致过程吸入空气----前过滤----空气压缩机----压缩空气至适当温度---分离除去油和水---加热至适当温度,相对湿度为50%—60%---空气过滤器---无菌空气8溶解氧控制的意义溶解氧浓度对细胞生长和产物合成的影响可能是不同的,所以必须了解长菌阶段和代谢产物形成阶段的最适需氧量。