发酵法生产双丙氨磷技术
《发酵工程原理与技术》习题集
《发酵工程原理与技术》习题集问答题1、发酵工业有何特点？简述发酵生产过程的主要环节。
2、工业用微生物的要求在哪些？试举例说明微生物要工业中的应用。
3、工业生产中使用的微生物为什么会发生衰退？菌种衰退表现在哪些方面？防止菌种衰退的措施有哪些？4、在菌种扩大培养中，就注意哪些事项？5、影响种子质量的因素有哪些？如何控制种子的质量？6、配制发酵培养基时应注意哪些问题？本着什么原则进行配制？7、发酵培养基的碳氮比对菌体的生长和产物的生成有何影响？8、请列出适用于发酵培养基灭菌的方法，并比较其各自的优缺点。
9、某制药厂现有一发酵罐，内装80t发酵培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌。
如果每毫升培养基中含有耐热的芽孢数为2*107个，121℃时灭菌速度常数为0.0287S-1.请部灭菌失败概率为0.001时所需的灭菌时间是多少？10、请列出空气除菌的方法，并比较各种方法的优缺点。
11、影响空气过滤除菌效率的因素有哪些？12、比较两级冷却除菌流程、冷热空气直接混合除菌流程、高效前置过滤除菌流程的优缺点和适用场合，并分析原因。
13、解释氧在发酵液中的传质阻力和气体溶解过程的双膜理论。
14、说明影响氧传递速率的主要因素和效果。
15、比较酵母菌的酒精发酵和细菌的酒精发酵之异同。
16、说明初级代谢和次级代谢的关系及次级代谢产物的特征。
17、抗生素产生菌的主要代谢调节有哪几种方式？说明各种抗生素的生物合成机制。
18、阐述菌体生长速率、基质消耗速率、产物生成速率及意义。
19、发酵动力学如何分类？20、试比较不同发酵方法的优缺点。
叙述生物反应器（发酵设备）的功能和分类。
21、设计反应器时要本着哪些原则？反应器必须具备什么条件？22、机械搅拌发酵罐有哪些主要组成部分，它们各有怎样的功能或作用？23、发酵过程中温度升高对微生物生长和产物的形成有什么影响？什么原因造成温度升高？24、生产中为什么要控制pH？怎样调节和控制pH？25、发酵过程中哪些因素引起的pH上升和下降？26、泡沫的实质和形成原因是什么？它对发酵生产有什么影响？27、发酵生产中消除泡沫的方法有哪些种？各有什么优缺点？28、基质浓度对发酵有什么影响？说明补料分批发酵的优点和作用。
氨基酸生产工艺流程
氨基酸生产工艺流程氨基酸是一种重要的有机化合物，广泛应用于医药、化工、农业等领域。
氨基酸的生产工艺流程主要包括原料准备、发酵、提取和纯化四个主要步骤。
首先是原料准备阶段。
氨基酸的生产需要合适的碳源、氮源和微量元素等原料。
其中碳源可以采用葡萄糖、玉米浆等，氮源通常使用氨氮、硫酸铵等，微量元素可以通过添加钾、镁、锌等来供给。
这些原料需要按照一定比例进行配制和准备，确保后续发酵过程能够顺利进行。
第二个步骤是发酵。
发酵是氨基酸生产的核心步骤，通常采用微生物（如大肠杆菌、酵母等）进行。
首先将配制好的原料溶液倒入发酵罐中，然后将微生物接种其中，设置合适的温度、pH、氧气和搅拌等条件，使微生物能够充分生长和代谢。
在发酵过程中，微生物将碳源和氮源转化为氨基酸，同时产生一定的废水和废气。
第三个步骤是提取。
发酵液中含有目标氨基酸、产生的其他物质、微生物等。
为了提取目标氨基酸，一般采用酸碱法或溶剂法进行。
酸碱法是将发酵液调节到合适的pH值，使得目标氨基酸与其他物质发生反应形成盐，然后通过过滤或离心等方式分离出目标产物。
溶剂法则是使用有机溶剂如酒精或醚类物质，将发酵液中的目标氨基酸溶解，再通过蒸馏或萃取等手段将溶剂蒸发或分离，从而得到目标产物。
最后一个步骤是纯化。
提取得到的氨基酸仍然存在其他杂质物质，为了得到纯净的氨基酸产品，需要进行纯化过程。
常用的纯化方法有结晶法、膜分离法等。
结晶法是将提取的溶液加热浓缩，再降温结晶，经过多次结晶和洗涤后，得到比较纯净的氨基酸晶体。
膜分离法则是采用膜分离技术，通过半透膜的选择性透过性，将氨基酸与其他物质分离开来，以达到纯化的目的。
综上所述，氨基酸的生产工艺流程主要包括原料准备、发酵、提取和纯化四个步骤。
通过合理的操作和控制，可以高效地生产出优质的氨基酸产品。
不过，不同的氨基酸制备工艺和要求也会有所不同，因此在实际生产中还需要根据具体情况进行调整和优化。
各种l丙氨酸制备方法及其优缺点
各种L丙氨酸制备方法及其优缺点L-丙氨酸是一种天然存在于人体内的氨基酸，也是许多重要化合物的组成部分。
以下是几种制备L-丙氨酸的方法及其优缺点：1. 发酵法：发酵法是目前制备L-丙氨酸最常用的方法之一。
该方法利用微生物（如酵母菌、乳酸杆菌等）进行发酵，通过代谢产生L-丙氨酸。
该方法具有以下优点：- 生产成本低：发酵法生产L-丙氨酸的成本相对较低，因为它可以在大规模生产中使用廉价的原材料。
- 可扩展性好：发酵法可以在大型发酵罐中进行，生产规模可根据需要进行调整。
- 产品纯度高：通过优化发酵条件和后续纯化步骤，可以获得高纯度的L-丙氨酸。
然而，发酵法也存在一些缺点：- 发酵过程需要较长时间：发酵过程通常需要数天至数周的时间才能完成，这可能会影响生产效率。
- 需要严格的操作条件：发酵过程需要在特定的温度、pH值、氧气含量等条件下进行，否则会影响L-丙氨酸的产量和纯度。
- 可能受到污染：由于微生物发酵过程中可能会受到污染，因此需要进行严格的质量控制。
2. 化学合成法：化学合成法是一种通过化学反应合成L-丙氨酸的方法。
该方法通常使用丙氨酸和醋酸酐等原料，通过缩合反应生成L-丙氨酸。
该方法具有以下优点：- 生产速度快：化学合成法可以快速合成L-丙氨酸，生产速度比发酵法更快。
- 纯度高：通过优化反应条件和后续纯化步骤，可以获得高纯度的L-丙氨酸。
然而，化学合成法也存在一些缺点：- 成本高：化学合成法需要使用昂贵的化学试剂和设备，生产成本相对较高。
- 环境污染：化学合成法产生的废水、废气等污染物对环境造成一定的污染。
- 反应条件苛刻：化学合成法需要在高温、高压、强酸或强碱等条件下进行，对设备和操作人员要求较高。
3. 酶法：酶法是一种利用酶催化丙氨酸合成L-丙氨酸的方法。
该方法利用酶的催化作用，将丙氨酸转化为L-丙氨酸，具有以下优点：- 反应条件温和：酶法反应条件较为温和，不需要高温、高压等条件，对设备和操作人员要求较低。
用于发酵产碱性磷酸酶的培养基和碱性磷酸酶的制备方法[发明专利]
![用于发酵产碱性磷酸酶的培养基和碱性磷酸酶的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3f4c205f26284b73f242336c1eb91a37f11132d6.png)
专利名称：用于发酵产碱性磷酸酶的培养基和碱性磷酸酶的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：王梁,姜涛,徐灿,宫安,罗漫杰
申请号：CN202111115634.8
申请日：20210923
公开号：CN113621550B
公开日：
20220621
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及用于发酵产碱性磷酸酶的培养基和碱性磷酸酶的制备方法。
上述用于发酵产碱性磷酸酶的培养基，包括：5g/L‑15g/L的葡萄糖、10g/L‑20g/L的蛋白胨、3g/L‑10g/L的酵母粉、2g/L‑7g/L的NaCl、2.5g/L‑7.5g/L的(NH4)2SO4、3g/L‑4g/L的KH2PO4、5g/L‑6g/L的
K2HPO4、0.3mg/L‑4.5mg/L的MnCl2·4H2O、0.1mg/L‑0.5mg/L的Na2MoO4·2H2O、
1mg/L‑5mg/L的FeCl3·6H2O、3mM‑10mM的Mg2+、0.05mM‑0.5mM的Zn2+。
上述用于发酵产碱性磷酸酶的培养基能够提高碱性磷酸酶单位酶活和表达量。
申请人：武汉瀚海新酶生物科技有限公司
地址：430073 湖北省武汉市东湖新技术开发区高新大道666号武汉国家生物产业(九峰创新)基地B5栋
国籍：CN
代理机构：深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：孟洁
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双丙氨膦实验使用说明
Kinetin (6-KT)，6-KT(激动素/6-糠氨基嘌呤) 6-Benzylamino purine(6-BA)，6-BA(6-苄氨基嘌呤) 2-IP(异戊烯腺嘌呤) Ethephon, 乙烯利/2-氯乙基膦酸
储存：
保存在密封容器内，-20ºC保持干燥，避免暴露于空气中。毒性不知。
植物激素 关联推荐
2,4-Epibrassinolide,2,4-表油菜素内酯 2,4-Dichlorophenoxy acetic acid，2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸) (±) Jasmonic acid methyl ester，茉莉酸甲酯/茉莉酮酸甲酯(MeJA) (±) Abscisic acid (ABA)，脱落酸(ABA) Basta (Glufosinate)，Basta 除草剂 Dicamba,麦草畏 Triacontanol，三十烷醇 TDZ，噻苯隆/脱叶灵 Paclobutrazol，多效唑 1-naphthalene acetic acid(NAA)，α－萘乙酸 3-Indole butyric acid (IBA)，3-吲哚丁酸 3-Indole acetic acid (IAA)，3-吲哚乙酸 Gibberellic，赤霉素 GA3 Forchior fennron，氯吡苯脲 (KT-30/cppu) Paclobutrazol，多效唑 1-naphthalene acetic acid(NAA)，α－萘乙酸 3-Indole butyric acid (IBA)，3-吲哚丁酸 3-Indole acetic acid (IAA)，3-吲哚乙酸 Gibberellic，赤霉素 GA3 Forchior fennron，氯吡苯脲 (KT-30/cppu)
双丙氨膦（Bialaphos）
生物农药施用技术
一、生物农药的定义生物农药是指可用来防除病、虫、草、鼠等有害生物的生物体本身及来源于生物体内并可作为“农药”的各种生理活性物质，主要包括生物体农药和生物化学农药。
生物体农药指用来防除病、虫、草、鼠等有害生物的活体生物，可以工厂化生产，有完善的登记管理方法及质量检测标准，这样的活体生物称为生物体农药。
具体可分为微生物体农药、动物体农药、植物体农药。
生物化学农药是指从生物体中分离出的具有一定化学结构的、对有害生物有控制作用的生物活性物质。
该物质若可以人工合成，则合成物结构必须与天然物质完全相同(但允许所含异构体在比例上的差异)。
这类物质开发而成的农药可称为生物化学农药。
二、生物农药的分类从来源上讲，有植物源农药、动物源农药、微生物源农药。
从功能上讲，包括抗生素类、信息素类、激素类、毒蛋白类、生长调节剂类和酶类等。
(一)生物体农药1．微生物体农药微生物体农药指用来防治有害生物的活体生物，主要有真菌、细菌、病毒、线虫、微孢子虫等。
2．动物体农药动物体农药主要指天敌昆虫、捕食性螨类及采用物理方法或生物技术方法改造的昆虫等。
3．植物体农药植物体农药指具有防治农业有害生物功能的活体植物。
目前，仅转基因抗有害生物的活体植物或抗除草剂的作物可称为植物体农药。
(二)生物化学农药1．植物源生物化学农药此类农药主要包括植物毒素，即植物产生的对有害生物有毒杀作用及特异作用(如拒食、抑制生长发育、忌避、驱避、抑制产卵等)的物质；植物内源激素，如乙烯、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、芸薹素内酯等；植物源昆虫激素，如早熟素；异株克生物质，即植物体内产生并释放到环境中的能影响附近同种或异种植物生长的物质；防卫素，如豌豆素。
2．动物源生物化学农药此类农药指将昆虫产生的激素、毒素、信息素或其他动物产生的毒素经提取或完全仿生合成加工而成的农药，如昆虫保幼激素、性信息素、蜂毒等。
3．微生物源生物化学农药此类农药主要是指微生物产生的抗生素、毒蛋白等物质。
草铵膦的生产工艺及研究进展
草铵膦的生产工艺及研究进展Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT草铵膦的生产工艺及研究进展草铵膦生产方法综观国内外有关草铵膦的文献专利报道，除可用双丙氨酰磷经微生物发酵生产外，其合成方法绝大多数以三氯化磷或亚膦酸酯为起始原料，经过一定的反应过程合成膦酸酯，然后与某些氨基衍生物发生发应；由于其本身是一种氨基酸，因此也可将亚膦酸酯与烯醛反应后再利用Strecker反应，或将膦酸酯与丙二酸二乙酯的衍生物反应后再利用Gaburial反应等合成草铵膦。
阿布佐夫合成法…高压催化合成法…低温定向合成法…盖布瑞尔-丙二酸二乙酯合成法…斯垂克-泽林斯基法…手性合成子法草铵膦只有L-型具有植物毒性，其除草活性为外消旋混合物的2倍。
L-型草铵膦的合成也可从天然氨基酸出发。
例如从谷氨酸出发，经酯化后热消除得到乙烯基甘氨酸的衍生物，在2-乙基过己酸叔丁酯催化作用下，与膦酸酯发生区域选择性加成，生成L-型草铵膦的衍生物，进一步处理即得L型草铵膦。
利用该方法制得的产物具有较高的光学纯度，可达％；但总收率较低，且甲基环氧乙烷不易存放。
其它方法草铵膦的合成方法中大部分都是合成外消旋混合物。
此外，还有专门用于合成L-型草铵膦高效体的方法。
1)酶合成法，即以Scholkopf法为基础，用生物酶来分离合成的外消旋体混合液，从而得到L-型草铵膦。
主要用到的酶为q-胰凝乳蛋白酶、磷酸二酯酶I 等。
2)化学立体合成法，即以膦酸酯为起始原料，通过不同的立体选择剂(如L-乙烯基氨基乙酸、L-3-氨基丁烯酸酯等)来合成L-型草铵膦。
3)拆分法，即主要用酶催化拆分合成的DL-型草铵膦。
酶合成法和拆分法虽然选择性高、专一性强，但合成成本比较高，大型工业化生产受到一定的限制而化学立体合成法一般步骤比较长、合成路线也较复杂，并且某些立体选择剂的制备也比较困难。
草铵膦的合成技术进展2006年日本明治制果(Meiji Seika) 公司成功开发了单异构体的精草铵膦，并申请了专利，又把草铵膦的产品技术水平提到一个新高度。
溶氧测量在双丙氨磷(HB)生产中的应用
的扩散 系数 以及 电化学 反应 速度 也都 会 改变 ， 因此 温
度对溶 氧 的测量 有 着 重 要 的影 响 。溶 氧 电极 需 要 采
取 带 温 度 补 偿 措 施 的溶 氧 变 送 器 。ＭＥ ＴＬ Ｒ — Ｔ Ｅ
ＴｏＬ Ｄｏ溶 氧 变 送 器 和 电 极 很 好 地 解 决 了这 一 问 Ｅ
意 ， 气 中 的氧 气 向 水 体 渗入 。 空
溶 解 氧随着 温 度 、 压 、 分 的变 化 而 变 化 ， 般 说 气 盐 一
来 ， 度越 高 ， 解 的盐 分 越 大 ， 中的溶 解 氧越 低 ； 温 溶 水 气压 越 高 ， 中的溶解 氧 越高 。控 制措施 主 要包 括改 水 变通 气 速率 、 整 电机 转 速 、 人 纯 氧 和 改 变罐 内压 调 通
故又 需要 根据 生 产需要 适 时地调 节 控制供 氧 ， 因此 需 要按 照 工 艺 要 求 控 制 发 酵 液 中 的 氧 含 量 。溶 解 氧 （ ｉｓｌｅ ｙ ｅ ） 指溶 解 于水 中分 子 状 态 的 氧 ， Ｄ ｓｏｖｄＯｘ ｇ ｎ 是 即水 中 的 ｏ。 用 ＤＯ 表 示 。发 酵液 中 溶解 氧 的 来 源 ，
正 常使 用 。
氧水 平为 ０ ， 过程 中任 一 时刻 的溶 氧水 平 即为 标 则
定 时 的饱 和氧 分压 的百 分数 。
为 了准确 地测量 发 酵液 中的氧含量 ， 我们 采用 了
ＭＥ Ｌ Ｒ — ＴＯＬ Ｄ 公 司 的 溶 氧 电 极 和 变 送 ＴＴ Ｅ Ｅ Ｏ 器 。这 是一 种极 谱式 测 量原理 的溶氧 电极 ， 电极 阴极
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发酵法生产双丙氨磷技术
双丙氨膦,或双丙氨酰膦(phosphinothricylalanyl-alanine,Ptt)是由一个
不常见氨基酸phosphinothricin [L-2-氨基-4(羟基)(甲基)氧膦基丁酸，Pt]和两个丙氨酸构成的三肽，它不但具有除草活性，而且还具有一定的抗菌活性。
Ptt 的抗菌活性是由于其到达菌细胞后在细胞内肽酶的作用下而释放出Pt，由于Pt 同谷氨酸结构的相似性，因此可以作为谷氨酰胺(GLn)合成酶的阻断剂而使谷氨酰胺的生物合成受阻，从而导致在植物体内氨的积累而使植物中毒死亡。
双丙氨膦为高效的抗生素类除草剂，属灭生性除草剂，可在杂草生长期作茎叶处理。
无内吸传导性和选择性，对未出土的杂草无效。
本剂可用于防除1年生和多年生千篇一律本科杂草和阔叶草，如芥菜、猪殃殃、雀舌草、繁缕、婆婆纳、葡萄冰草、看麦娘、野燕麦、藜、莎草、稗、早熟禾、马齿苋、车前、蒿、田施花、问荆等。
对阔叶杂划的防除效果优于禾本科杂草。
毒性: 本剂为低毒抗生素除草剂。
雄小鼠急性经口LD50>5200mg/kg，对人、畜
和鱼类安全，不污染环境。
落入土壤的药剂其半衰期为2h，在8h左右有80%的有效成分被降解消失，无残留毒性，不污染土壤。
本剂可用于生产AA级绿色食品的田间灭草。
大量化学除草剂的应用带来的残毒和环境污染问题，直接危害到人畜健康和影响农业的可持续发展。
此外，近年来每发展和登记一种化学除草剂，都需要积攒数年之功，耗费巨大的人力、物力。
因此，高效、环保、无害的生物除草剂的研发越来越显示其重要的社会意义和经济价值，已经成为未来除草剂的发展方向。
我国已普遍应用防治病虫害的生物农药，但是，尚缺乏产业化的生物除草剂。
因而，有机和绿色食品生产缺乏配套除草技术，发展生物除草剂产品和技术显得十分迫切。
我们的技术：
产生菌为：吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus），发酵采用三级发酵，接种方式为菌丝摇瓶进罐，主要用原材料为：淀粉、葡萄糖、豆粉、玉米蛋白粉等；
工艺简介：吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus）为好氧菌，属次级代谢菌，活性物质为胞外产物，发酵过程需通入无菌空气并需要机械搅拌，一般发酵过程中DO需保证在30%以上；
技术水平：
发酵单位:10+2g/L
发酵时间：9-12天
摇瓶种子---一级种子罐---二级种子罐----发酵罐----过滤----离子交换---浓缩----干燥—成品入库。