发酵工程总结

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发酵工程知识点总结归纳

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。

发酵工程实验报告总结

发酵工程实验报告总结

发酵工程实验报告总结发酵工程实验是一项非常重要且广泛应用的实验,通过实验,我们可以了解到发酵过程中的微生物生长和代谢规律,提高发酵过程的效率和产物质量。

本次实验主要涉及到发酵过程中的控制变量,发酵过程中微生物的生长和代谢规律的研究以及发酵过程中产物的分析等内容。

通过本次实验,我了解到了发酵过程中的一些基本原理和技术,对发酵工程有了更加深入的认识。

在实验中,我们首先进行了菌种的培养和优选。

通过实验,我们了解到菌种的选择和培养过程对发酵过程中的微生物生长和产物质量具有重要的影响。

通过对不同菌种的筛选和培养条件的优化,我们可以选择到合适的菌种,并使其生长状况良好,提高发酵过程的效率。

在实验中,我们还进行了发酵过程的控制变量的研究。

通过对发酵过程中温度、pH值、氧气供应等因素的控制,我们可以调节微生物的生长速度和产物的合成效率。

实验结果表明,控制变量对发酵过程中的微生物生长和产物质量具有明显的影响。

因此,合理地控制发酵过程中的各项参数是提高发酵效率和产物质量的关键。

在实验中,我们还对发酵过程中微生物的生长和代谢规律进行了研究。

通过对微生物数量、生物量、细胞代谢产物等指标的测定和分析,我们可以了解到微生物在不同生长阶段的代谢特点和变化规律。

实验结果表明,微生物生长和代谢过程中有明显的生长阶段和代谢阶段的变化,我们可以根据这些变化规律来调节发酵过程中的控制变量,提高发酵效率。

最后,在实验中,我们还对发酵过程中产物的分析进行了研究。

通过对发酵产物的组成、含量、纯度等指标的分析和测定,我们可以评估发酵过程的效果和产物质量。

实验结果表明,发酵产物的组成和含量与微生物的生长和代谢过程密切相关,通过调节好发酵过程中的控制变量和选择合适的菌种,我们可以获得高质量的发酵产物。

综上所述,发酵工程实验是一项非常重要和有意义的实验,通过实验,我们可以了解到发酵过程中的微生物生长和代谢规律,探索调节发酵过程的控制变量以提高发酵效率和产物质量的方法。

发酵工程重点总结

发酵工程重点总结

第一章发酵: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发酵工程:利用微生物(或动植物细胞)的特定性状,通过现代工程技术,在生物反应器中生产有用物质的技术体系。

该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。

发酵工业的特点?(7点)1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应,反应安全,要求条件较简单。

2.可用较廉价原料生产较高价值产品。

3.反应专一性强。

4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。

5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。

6.菌种是关键。

7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。

工业发酵的类型?厌氧发酵1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵兼性厌氧发酵液体发酵(包括液体深层发酵)2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵深层固体发酵(机械通风制曲)分批发酵按发酵工艺流程补料分批发酵单级恒化器连续发酵连续发酵多级恒化器连续发酵带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵发酵生产的基本工业流程?1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制;2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌;3. 扩大培养出有活性的适量纯种,以一定比例接种入发酵罐中;4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物;5. 将产物提取并精制,以得到合格的产品;6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

工业发酵的过程的工艺流程图?第二章1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程?调查研究(包括资料查阅)试验方案设计含微生物样品的采集(如何使样品中所含微生物的可能性大?)样品预处理(如何在后续的操作中使这种可能性实现)菌种分离根据目的菌株及其产物特点分选择性分离方法随机分离方法(定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离)富集液体培养固体培养基条件培养(初筛)菌种纯化复筛菌种纯化初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试较优菌株1-3株保藏及进一步做生产试验某些必要试验和或作为育种的出发菌株毒性试验等2、菌种选育改良的具体目标。

发酵工程全部知识点总结

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。

发酵工程知识点总结

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。

高中发酵工程的知识点总结

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。

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结发酵工程是一门研究微生物在发酵过程中生长、代谢和产物形成的工程学科。

其研究内容包括发酵微生物的筛选与培养、优化发酵条件、发酵过程监控与控制、发酵产物提取纯化与分离、罐内动力学和发酵机理等。

以下是发酵工程原理的相关知识点总结:1.发酵微生物的筛选与培养:(1)选材原则:产物多、投资少、筛选简单、培养容易、操纵方便;(2)常用的微生物包括细菌、酵母、霉菌等;(3)需考虑微生物生长的条件,如pH、温度、氧气供应等;(4)历经菌种筛选、单菌菌种的分离和纯化、菌种的贮藏等步骤;2.发酵条件的优化:(1)pH的控制:不同微生物对pH的要求不同,可以通过酸碱控制剂来调节pH;(2)温度的控制:温度是细胞生长和代谢的重要因素,一般通过水浴或发酵罐内加热来实现温度控制;(3)氧气供应的控制:氧气是许多微生物生长和代谢必需的,可以通过氧气流量的调节或增加曝气器的表面积来提供充足的氧气;(4)发酵液的搅拌速度和离心速度:搅拌可增强氧气传递和培养液的混合,离心可实现发酵产物的分离和提纯;3.发酵过程监控与控制:(1)发酵过程中需要监测的重要指标包括微生物生长速率、酸碱度、氧气浓度、温度、发酵产物浓度等;(2)监控手段有离线分析法、在线分析法和非破坏性检测法;(3)通过对监测指标的控制,实现对发酵过程的控制与优化,如调节酸碱度、温度以及添加营养物质来提高产量和产物质量;4.发酵产物的提取纯化与分离:(1)通过离心和过滤等物理方法,去除微生物和固体颗粒;(2)通过萃取、渗析、蒸馏、结晶等方法来提纯产物;(3)产物的纯化和分离过程需要进行监测和控制,以确保产物的纯度和产量;5.罐内动力学和发酵机理:(1)罐内动力学研究微生物的生长和代谢过程,了解微生物在不同发酵过程中的特性;(2)通过建立数学模型,可以预测发酵过程中微生物产物的生成速率和浓度变化;(3)对发酵机理的研究有助于进一步优化发酵条件,提高产物的产量和质量;以上是发酵工程原理的一些主要知识点总结。

发酵工程期末考点总结

发酵工程期末考点总结

第一章绪论狭义“发酵”的定义:在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下,分解各种有机物质产生能量的一种方式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。

广义“发酵”的定义:工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程,它包括厌氧培养的生产过程,如酒精、丙酮丁醇、乳酸等,以及通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。

产品即有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。

“发酵工程”的定义:应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。

发酵工程的特点:1)常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件也比较简单。

2)发酵所用的原料简单粗放3)反应的专一性强,因而可以得到较为单一的代谢产物4)发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要5)可以产生比较复杂的高分子化合物。

6)微生物菌种是进行发酵的根本因素7)工业发酵与其他工业相比,投资少,见效快,并可以取得显著的经济效益。

发酵过程的组成:繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定;培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌;培养出有活性、适量的纯种,接种入生产容器中;微生物在最适合于产物生长的条件下,在发酵罐中生长;产物提取和精制;过程中排出的废弃物的处理。

发酵产品的类型: 菌体、代谢产物、酶初级代谢产物:氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。

次级代谢产物:有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物,并不在营养期时出现,而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响。

例如,抗生素。

生物转化过程定义:生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似,但在经济上更有价值的化合物。

特点:反应条件温和(30-40℃,常压,水相反应)反应选择性高反应产物纯度高(包括光学纯)反应底物简单便宜(一般无毒、不易燃)反应收率主要取决于菌种的性能设备简单第二章:生产菌种的来源微生物的特性及工业微生物的要求:1)微生物的特性:体积小、面积大;吸收快、转化快;生长旺、繁殖快;易变异、适应性强;种类多、分布广2)工业化菌种的要求:能够利用廉价的原料,有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强遗传性能要相对稳定不易感染它种微生物或噬菌体产生菌及其产物的毒性必须考虑生产特性要符合工艺要求菌种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物和其它产物。

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绪论:一、概念:发酵工程(Fermentation Engineering)指在最适发酵条件下,在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。

二、发酵工程研究的主要内容发酵工程主要包括代谢工程和发酵工艺两个主要内容具体来说它一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养,或利用固定化酶,固定化细胞所做的反应器加工底物,以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。

发酵工艺主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。

如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。

四、发酵工程的特点一个完整的发酵过程包括:1材料的预处理2生物催化剂的制备3生化反应器及发应条件的选择与监控第二章:菌种的来源一、工业化生产菌种的要求❑能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物❑有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强❑遗传性能要相对稳定❑不易感染它种微生物或噬菌体❑产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好与致病菌无关)❑生产特性要符合工艺要求二、自然界中菌种分离的一般过程(步骤):土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定.目的:高效地获取一株高产目的产物的微生物.三、采样时要注意的问题:气候、水分、空气;来源要广;结合产品的特点;标签:地点、时间、气候等四、目的微生物富集的一些基本方法富集的目的:让目的微生物在种群中占优势,使筛选变得可能。

富集的三种方案:❑定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件,进行培养。

❑当不可能采用定向培养时,则可设计在一个分类学中考虑,❑不能提供任何有助于筛选产生菌的信息,这时只能通过随机分离的办法. 定向培养的方法物理方法:加热、膜过滤等但主要是通过培养的方法定向培养的富集方法1、底物2、pH条件3、培养时间4、培养温度等一切能提高目的微生物相对生长速度的手段,培养(固体、液体;分批连续)后使目的微生物在种群中占优势。

五、菌落的选出1.从产物角度出发:在培养时以产物的形成有目的的设计培养基利用简单、快速的鉴定方法,如抗生素2.从形态的角度:菌落的外观形态,是微生物的一个重要表征。

如多糖产生菌在适当的培养基上生长,从具有粘液性的菌落外观上就可以初步识别。

六、菌株选育、分子改造方法:基因突变:自然选育、诱变育种基因重组:杂交、原生质体融合、基因工程基因的直接进化:点突变、易错PCR、同序法DNA Shuffling等第三章:发酵培养基一、发酵培养基所需成分1、碳源1)、作用:提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分提供合成目的产物所必须的碳成分2)、来源:糖类、油脂、有机酸、正烷烃3)、工业上常用的糖类①葡萄糖②糖蜜③淀粉、糊精2、氮源氮源主要用于构成菌体细胞物质(氨基酸,蛋白质、核酸等)和含氮代谢物。

常用的氮源可分为两大类:有机氮源和无机氮源。

1)、无机氮源选择合适的无机氮源有两层意义:满足菌体生长稳定和调节发酵过程中的pH2)、有机氮源成分复杂:除提供氮源外,有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子3、无机盐和微量元素来源:C、N源,以盐的形式补充使用注意点:A 对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和微量元素在发酵过程中必须加以考虑B使用时注意盐的形式(pH的变化)4、生长因子、前体和产物促进剂前体作用:前体有助于提高产量和组份用法:前体使用时普遍采用流加的方法5、水三、发酵培养基的设计和优化:1、培养基成分选择的原则:菌种的同化能力、代谢的阻遏和诱导、合适的C、N比:100∶0.2~2.0、pH的要求2、成分含量的确定1)、理论转化率与实际转化率理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算,所得出的转化率的大小。

实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小2)、实验设计培养基成分的含量最终都是通过实验获得的合理的实验方法:多因子实验:均匀设计、正交实验设计、响应面分析等3、培养基设计的步骤:①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题,初步确定可能的培养基成分;②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分;③当培养基成分确定后,剩下的问题就是各成分最适的浓度,由于培养基成分很多,为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。

4、摇瓶水平到反应器水平的优化配方摇瓶——培养基设计的第一步反应器—最终的优化的基础配方5、培养基设计时注意的一些相关问题 : 原料及设备的预处理、原材料的质量、发酵特性的影响、灭菌第四章种子的扩大培养一、种子扩大培养的概念:种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。

这些纯种培养物称为种子。

二、种子扩大培养的目的:○1接种量的需要○2菌种的驯化○3缩短发酵时间、保证生产水平三、种子的要求:○1总量及浓度能满足要求○2生理状况稳定,个体与群体○3活力强,移种至发酵后,能够迅速生长○4无杂菌污染四、种子制备的技术概要主要包括:实验室阶段、生产车间阶段实验室阶段:1培养物选择的原则 2培养基选择的原则 3起始接种物的传代问题1培养物选择的原则:目的:种子扩培到一定的量和质,根据菌种的特点最终的培养物2培养基选择的原则培养基的选择应该是有利于菌体的生长,对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。

在原料方面,实验室种子培养阶段,规模一般比较小,因此为了保证培养基的质量,培养基的原料一般都比较精细。

3起始接种物的传代问题○1细菌:保藏斜面→活化斜面○2产孢子:保藏→母斜面→子斜面目的:使菌种的传代次数尽可能的少。

生产车间阶段:1、培养物的选择原则 2、培养基选择的原则 3、发酵级数的确定4、接种量的确定5、种龄6、种子的质量要求1培养物的选择原则:❑缩短发酵时间❑有利于获得好的发酵结果2、培养基选择的原则目的:获得一定数量和质量的菌体,因此培养基的选择应首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长,所以营养要比发酵培养基丰富。

3、发酵级数的确定❑级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响❑级数大,难控制、易染菌、易变异,管理困难,一般2-4级。

❑在发酵产品的放大中,反应级数的确定是非常重要的一个方面4、接种量的确定接种量=移入种子的体积/接种后培养液的体积过大过小都不好,最终以实践定,如大多数抗生素为7-15%。

但是一般认为大一点好。

5、种龄种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

种龄短:菌体太少;种龄长:易老化。

6、种子的质量要求:量:要求达到一定的浓度质: 形态(生长处于某个阶段、均匀等等)理化指标:C、N、P的含量,pH,酶活等无污染第五章发酵过程动力学的基本概念一、发酵过程的反应描述及速度概念1.发酵过程反应的描述:XS (底物) ─→ X (菌体) + P (产物) 2发酵研究的内容: 菌种的来源——找到一个好的菌种 发酵过程的工艺控制——最大限度发挥菌种的潜力单位时间内单位菌体消耗基质或形成产物(菌体)的量称为比速,是生物反应中用于描述反应速度的常用概念3.发酵过程反应速度的描述:XS (底物) ─→ X (菌体) + P (产物)比生长速率,单位为时间的倒数,有一个精确的生物学含义:它表示在固定的生长时间内由已有的数量确定的个体产生的新个体数。

数值越大,群体中产生新个体的速率也越大。

4.微生物生长动力学的基本概念一) 微生物在一个密闭系统中的生长情况:dt ds -二) 微生物的生长动力学、Monod 方程❑ 微生物的生长速度:μ=f(s,p,T,pH,……,)❑ 在一定条件下(基质限制):μ=f(S)Monod 研究了基质浓度与生长速度的关系———Monod 方程(1949) :μ:菌体的生长比速S :限制性基质浓度Ks :半饱和常数μmax: 最大比生长速度单一限制性基质:就是指在培养微生物的营养物中,对微生物的生长起到限制作用的营养物。

(双倒数法):将Monod 方程取倒数可得:这样通过测定不同限制性基质浓度下,微生物的比生长速度,就可以通过回归分析计算出Monod 方程的两个参数。

二、反应动力学的应用——连续培养的操作特性1.连续反应器:流入速度=流出速度=F反应器内(V)全混流溶质浓度处处相等基于细胞量的物料平衡dtdX X X X V F X V =-+-αμ0F 细胞的进入速率-细胞的流出速率+细胞的生长速率-细胞的死亡速率=细胞的积累速率在连续培养系统达到稳定状态时,上式可变为:max s S K S μμ=+max s S v v K S=+max s S K Sμμ=+dt dX X X V F =+μ- (没有加入菌体、连续培养达到稳定时,菌体浓度和基质保持不变) 2. D 在连续培养技术中称为稀释速率,用符号“D”表示 μ==V F D (等于培养液在罐中平均停留时间的倒数)在稳定状态下,细胞的比生长速率等于稀释速率。

3.基于限制性营养成分的物料平衡dtds Y X q mX Y X S V F S V F s p p =----/0μ养分进入系统的速率-养分流出系统的速率-用于生长的养分消耗的速率-用于维持的养分消耗的速率-用于产物形成的养分消耗的速率=养分在系统中积累的速率4.物料衡算(连续培养的反应器特性)第六章 氧的供需及对发酵的影响溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。

在发酵过程中有多方面的限制因素,而溶氧往往是最易成为控制因素。

一 微生物对氧的需求一)描述微生物需氧的物理量1.比耗氧速度或呼吸强度(Q O2):单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气,单位mmol O2·g菌-1·h-12.摄氧率(r):单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。

单位mmol O2·L-1·h-1 r= Q O2.X 二)溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响1.C Cr:临界溶氧浓度, 指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。

2.定义:氧饱和度=发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度所以对于微生物生长,只要控制发酵过程中氧饱和度>1.三)影响需氧的因素(菌体浓度和Q O2)r= Q O2 .XQ O2与遗传因素、菌龄、营养的成分与浓度、有害物质的积累、培养条件有关二反应器中氧的传递一)发酵液中氧的传递方程:N:传氧速率kmol/m2.hk g:气膜传质系数kmol/m2.h.atmK L:液膜传质系数 m/h调节Kla是最常用的方法,kla反映了设备的供氧能力,一般来讲大罐比小罐要好。

二) 发酵液中氧的平衡1.发酵液中供氧和需氧始终处于一个动态的平衡中Nv:体积传氧速率 kmol/m3.h K la:以(C*-C)为推动力的体积溶氧系数h-1三影响Kla的因素Kla反映了设备的供氧能力,发酵常用的设备为摇瓶与发酵罐。

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