发酵工艺学第三版吐血整理 重点

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《发酵工艺学》复习大纲

《发酵工艺学》复习大纲

《发酵工艺学》复习大纲一、基本要求:《发酵工艺学》是发酵工程专业的一门主干课程,是支撑现代食品工业的重要技术,同时也是生物技术产业化的重要手段。

这门课程的考试,主要测试考生对本课程的基础理论、基本知识、及实际操作技能掌握的程度,以及运用所学理论解决问题的能力,为考生在工作岗位上发挥自己的能力或继续从事相关研究工作奠定基础。

二、主要内容第一章绪论发酵工业的历史;微生物发酵的特点及研究对象;发酵工艺学的发展趋势。

第二章微生物代谢调控理论及其在微生物发酵中的应用初级代谢和次级代谢;代谢调节有关的酶;反馈调节;代谢调节控制的应用。

第三章发酵工艺学基础及主要设备一、微生物发酵的工艺过程:菌种活化与扩大培养;发酵原料前处理及培养基制备;发酵;产物分离、提取与后加工二、微生物发酵的动力学:分批发酵三、发酵工艺控制:温度对发酵的影响及其控制;溶解氧浓度对发酵的影响及其监控;pH值对发酵过程的影响及其控制;二氧化碳和呼吸熵;基质浓度对发酵的影响及补料控制;泡沫控制;发酵终点判断。

四、发酵的主要设备:原料处理设备;固体发酵设备;机械搅拌通风发酵罐(生物反应器);空气净化系统;培养基灭菌系统;产物分离与提取设备。

第四章酒精发酵与酿酒一、酒精发酵:酒精发酵原料;与酒精发酵有关的微生物;酒精发酵生化机制;酒精发酵工艺;酒精蒸馏与精制。

二、啤酒酿造:啤酒种类与质量标准;啤酒酿造原料;麦芽制造;麦芽汁制备;啤酒发酵;过滤与灌装。

第五章氨基酸发酵谷氨酸生产:谷氨酸生产原料及其处理;谷氨酸产生菌;谷氨酸合成途径;谷氨酸发酵工艺;谷氨酸提取。

第六章有机酸发酵一、乳酸发酵:乳酸发酵类型及其微生物;乳酸制造;发酵乳制品;其它乳酸发酵食品。

二、醋酸发酵:醋酸发酵原料;醋酸发酵有关的微生物;醋酸发酵生化机制。

第七章酶制剂生产酶制剂的工业化生产:工业化酶制剂生产的优点;酶制剂生产的基本工艺流程;淀粉酶生产;酶应用新技术。

第八章发酵豆制品酱类与酱油酿造原料;制酱与酱油酿造的微生物;制酱与酱酒酿造的生物化学。

发酵实用工艺学第三版吐血整理重点

发酵实用工艺学第三版吐血整理重点

第一章发酵fermentation: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。

发酵工程:是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

(主要利用的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌)发酵生产药物的类型:抗生素、酶抑制剂、免疫抑制剂、维生素、氨基酸第二章微生物药物的合成:在微生物体酶催化下将小分子物质逐步合成分子量较大产物的生化反应过程。

(呈现多代作用或代栅栏特征)微生物体存在着严密、精确、灵敏的代调节体系。

微生物的代调节机制复杂,具有多系统、多层次的特点。

代调节的3个部位:细胞(及细胞器)膜、酶本身、酶与底物的相对位置及间隔状况。

代调节的3种形式:细胞透性的调节、代途径的区域化和流向、代速度的调节。

酶活性调节通过改变代途径中一个或者几个关键酶的活性来调节代速度调节方式。

特点是迅速及时有效经济12种酶活性调节方式前馈作用、终产物抑制、补偿性激活、协同(多价)反馈抑制、累积反馈抑制、增效(合作)反馈抑制、顺序反馈抑制、同工酶调节、联合激活或抑制调节(终产物抑制的补偿性逆转)、平衡合成、代互锁、假反馈抑制。

次级代产物的特点1、特定菌种产生的代产物2、菌种特定生长阶段的产物3、是多组分的混合物4、以初级代产物为前体或起始物进行合成5、次级代产物的生物合成受初级代的调控6、次级代酶在细胞上具有特定的位置和结构7、次级代产物的合成过程受基因控制8、次级代产物的合成对环境因素特别敏感9、次级代产物的合成与菌体的形态有一定关联。

10、次级代产物的结构多样特殊。

分叉中间体:在微生物的代过程中,有一些中间代物,既可以被微生物利用来合成初级代产物,也可以被用来合成次级代产物。

多组分的原因1、次级代产物的合成酶对底物的特异性不强2、对底物作用不完全3、同一底物可以被多种酶催化次级代过程前体:直接被菌体用来合成代产物,而自身分子结构没有明显改变的物质磷酸盐调节1、磷酸盐促进初级代,抑制次级代2、磷酸盐抑制次级代产物前体的合成3、磷酸盐抑制磷酸酯酶的活性4、ATP调节作用5、磷酸盐对次级代产物合成酶的调节6、磷酸盐调节的分子机制是作用在转录水平上的菌种选育的目的1、改良菌种特性2、提高发酵产量3、产生新的发酵产物4、去除多余组分自然选育:是一种纯种选育的方法,它利用微生物在一定条件下自发突变的原理,通过分离筛选排除衰退型菌株,从中选择维持原有生产水平的菌株。

发酵工艺学 复习提纲

发酵工艺学 复习提纲

发酵工艺学复习提纲啤酒一、中国啤酒工业发展历程。

啤酒是以优质大麦芽为主要原料,大米、酒花等为辅料,经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。

世界上产量最大的酒种之一。

中国啤酒工业发展简史:中国在四五千年前,就有古代啤酒。

中国近代啤酒是从欧洲传入的,第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂,从1902年到1949年的40多年中,中国只建立了不到10个工厂,年产啤酒近1万t。

从1949年到1993年,我们用43年的时间,发展成为世界啤酒第二生产大国。

改革开放二十多年来中国啤酒工业得到迅猛发展,2001年啤酒产量为2274万吨,2002年啤酒产量达到2386万吨,首次超过美国成为世界第一啤酒生产大国。

二、啤酒的分类。

1、据工艺分类可分两大类:以德国、捷克、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒;以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等的上面发酵法啤酒。

2、根据是否巴氏灭菌分为:生啤酒/熟啤酒。

3、根据麦芽度可分为:8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒。

4、根据色泽可分为:黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒。

啤酒种类:啤酒种类很多,有生啤酒、熟啤酒、低醇啤酒、果味啤酒等。

生啤酒:又叫鲜啤酒,这种啤酒不经过杀菌,具有独特的啤酒风味,采用的是硅藻土过滤机,菌不能被滤掉,因此其保质期一般在3-7天。

酒中活酵母菌在灌装后,甚至在人体内仍可以继续进行生化反应。

纯生啤酒:是采用无菌膜过滤技术,滤除了酵母菌和杂菌,使啤酒避免了热损伤,保持了原有的新鲜口味。

最后一道工序进行严格的无菌灌装,避免了二次污染,保质期可达180天。

啤酒种类。

熟啤酒:普通啤酒都是要杀菌(巴氏杀菌),杀了菌之后叫熟啤酒。

因为酒中的酵母已被加温杀死,不会继续发酵,稳定性较好。

干啤酒:使用特殊的酵母使剩余的糖继续发酵,把糖降到一定的浓度之下,就叫干啤酒。

低醇和无醇啤酒:利用特制的工艺令酵母不发酵糖,只产生香气物质,啤酒的各种特性都具备,滋味、口感都很好。

发酵工艺学

发酵工艺学

《发酵工艺学》复习题1、发酵:工业上,人们运用微生物生长和代谢性能,在有氧或无氧条件下,生产人类所需产品的过程,统称为发酵。

2、发酵工程:运用微生物生长及物质代谢规律,大量生产人们所需产品的理论及工程技术体系。

3、发酵工艺学:也称为发酵工程学,为研究和运用微生物生长及物质代谢规律,探讨提高发酵生产效率、提高产品性能及质量的工艺流程、技术条件控制等发酵各环节的理论及技术体系。

4、前体:是指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大提高的化合物。

5、促进剂:是指那些既非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。

6、克制剂:在发酵过程中,克制某些代谢途径,刺激相应其他代谢途径更加活跃以改变,从而获得更多产品的添加剂。

7、发酵生长因子:从广义上讲,凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。

8、实罐灭菌:实罐灭菌(即分批灭菌)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加热至灭菌温度后维持一定期间,在冷却到接种温度,这一工艺过程称为实罐灭菌,也叫间歇灭菌。

9、连消:连消也叫连续灭菌,就是将将配制好的并经预热(60~75℃)的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔,使其在短时间内达成灭菌温度(126~132℃),然后进入维持罐(或维持管),使在灭菌温度下维持5~7分钟后再进入冷却管,使其冷却至接种温度并直接进入已事先灭菌(空罐灭菌)的发酵罐内的培养基灭菌方法。

其过程均涉及加热、维持和冷却等灭菌操作过程。

10、对数残留定律:在高温灭菌时,菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N 成正比。

11、生理性酸性物质:经微生物代谢等作用后能形成酸性物质使培养基pH值下降的营养物质。

12、生理性碱性物质:经菌体代谢后产生碱性物质使培养基pH值上升的营养物质。

发酵工艺原理知识点归纳

发酵工艺原理知识点归纳

发酵工艺原理知识点归纳发酵工艺是一种将微生物应用于食品、饮料、药品、化妆品等生产过程的方法。

通过微生物的代谢活动,原料经过酶促反应转化为终产物。

发酵工艺原理是指发酵过程中微生物的生长、代谢、产物生成等基本原理。

下面将发酵工艺原理的知识点进行归纳。

1.微生物选择:发酵工艺中,选择适合的微生物菌种是十分关键的。

微生物菌种的选择受到产品的要求、原料的性质、废物的处理等方面的考虑。

不能阻碍微生物生长和代谢的因素,如温度、酸度、抗生素、重金属离子等,需要在菌种选择中予以考虑。

2.生长条件:微生物的生长需要适合的环境条件,如温度、酸碱度、氧气浓度等。

不同微生物对环境条件的要求不同,需要根据菌种选择合适的条件。

此外,生长条件也会影响微生物代谢产物的生成,需要根据产品要求进行调控。

3.底物转化:微生物通过代谢作用将底物转化为产物。

底物转化的原理可分为有氧与无氧两种情况。

有氧情况下,微生物通过氧化作用转化底物。

无氧情况下,微生物通过发酵作用转化底物。

底物转化需满足适当的温度、pH等条件,以及提供足够的底物和营养物质。

4.发酵过程控制:发酵过程中需要进行严格的控制,以确保产品的质量和产量。

控制因素包括温度、pH、营养物质供应、气体供应等。

通过控制这些因素,可以调节微生物的生长速度、代谢产物生成以及产物分布。

5.产品分离与提纯:在发酵过程中,发酵液中的微生物产物需要分离和提纯。

常用的分离技术包括离心、过滤、膜分离、吸附等。

分离与提纯的目的是获得纯度高、活性好、稳定性强的产物。

6.废物处理:发酵过程中会产生一些废物,需要进行合理的处理。

废物处理方式包括生物处理、物理处理和化学处理等。

废物处理的目的是减少对环境的影响,同时回收可利用的物质。

以上是发酵工艺原理的主要知识点的归纳。

发酵工艺的应用范围广泛,涉及食品、饮料、药品等多个领域。

发酵工艺原理的研究不仅关乎产品的质量和产量,还与环境保护和资源回收利用密切相关。

随着科学技术的发展,发酵工艺原理的研究也在不断推进,为发酵工艺的应用和发展提供了新的思路和方法。

食品发酵工艺学复习提纲

食品发酵工艺学复习提纲

《食品发酵与酿造工艺学》复习提纲第一章绪论1.在发酵与酿造历史上作出突出贡献的科学家有哪些?他们的贡献分别是什么?列文虎克成功制造了世界上第一台显微镜,并在人类历史上第一次通过显微镜发现了单细胞生命体-----微生物。

巴斯德发明了巴斯德灭菌法。

1861年,巴斯德实验,结束了绵延100多年的争论,把自然发生论赶出了科学界。

1865年,巴斯德受农业部长的重托,解决了法国南部蚕业上遇到的疾病使蚕大量死亡的难题。

发明了狂犬病疫苗,他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物”。

科赫1881年后,创用了固体培养基划线分离纯种法。

建立了单种微生物的分离和纯培养技术。

1882年3月24日科赫在德国柏林生理学会上宣布了结核菌是结核病的病原菌。

单种微生物分离和纯培养技术的建立,是食品发酵与酿造技术的第一个转折点。

20世纪40年代,好气性发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第二个转折点。

人工诱变育种技术和代谢调控发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第三个转折点。

20世纪70年代发展起来的DNA重组技术,又大大推动了发酵与酿造技术的发展。

2,与化学工业相比,发酵和酿造工业具有什么特点?与化学工业相比,发酵与酿造工业的特点:安全、简单;原料广泛;反应专一;代谢多样;易受污染;菌种选育3.发酵技术的两个核心分别是什么?生物催化剂、生物反应系统4.发酵和酿造的概念分别是什么?两者有何区别?试分别举出几个发酵和酿造的例子。

发酵:泛指利用微生物制造工业原料和工业产品的过程。

通常所说的发酵指生物或离体的酶,不彻底地分解代谢有机物,并释放出能量的过程。

酿造:是我国劳动人民对一些特定产品进行发酵生产的一种称谓,通常把成分复杂、风味要求较高,诸如黄酒、白酒、啤酒、葡萄酒等酒类以及酱油、酱、食醋、腐乳、豆豉、酱腌菜等食佐餐调味品的生产称谓酿造。

5.酿造与发酵的区别:利用生物体或生物体长生的酶进行的化学反应。

第二章菌种选育、保藏与复壮1.名词:诱变育种、诱变剂、原生质体融合诱变育种:人为地将对象生物置于诱变因子中,使该生物体发生突变,从这些突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程。

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。

发酵工艺重点

发酵工艺重点

第一章绪论发酵的定义:通过微生物的生长和代谢活动,产生和积累人们所需代谢产物的一切微生物培养过程。

发酵工程:是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系。

微生物发酵产品分为(按发酵类型):微生物菌体细胞、酶制剂和酶调节剂、微生物代谢产物(包括初级代谢产物和次级代谢产物)以及微生物转化、工程菌发酵产物等。

发酵培养方法:表面培养发酵法和深层培养发酵法。

液体深层培养法的基本工艺过程:菌种选育、孢子制备、种子制备、发酵培养、发酵液预处理、提取精制、成品检验、成品包装。

第二章菌种选育工业发酵三个技术领域:菌种选育、发酵工艺(上游工程)和分离提取工艺(下游工程)。

菌种选育在发酵生产上的目的:提高发酵产量、改进菌种性能、产生新的发酵产物、去除多余的组分。

微生物突变的修复:光修复、切补修复、重组修复、SOS修复系统、DNA聚合酶的校正作用。

菌种选育的方法:自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程育种、原生质体育种。

自然选育(natural screening):是指利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理,通过分离、筛选排除衰退型菌株,从中选出维持或高于原有生产菌株的过程,以达到稳定或提高生产的目的。

菌种退化:菌种在长期的传代保存过程中,由于自发突变使菌种变得不纯,生产能力下降。

原因有菌种遗传特性的改变、经诱变剂处理后的退化变异、菌种生理状况的改变(培养条件)。

自然选育的一般过程:单孢子悬浮液的制备、分离出单菌落、单菌落传斜面、摇瓶初筛、菌种保藏、摇瓶复筛、放大试验。

诱变育种(mutation breeding)是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群体,促进其突变率大幅提高,然后采用简便、高效的筛选方法,从中选出少数具有优良性状的突变菌株。

主要包括出发菌株的选择、诱变处理和筛选突变株三个部分。

诱变育种的步骤:出发菌株的选择、悬浮液的制备、诱变处理、中间培养、突变株的分离和筛选。

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第一章
发酵fermentation: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。

发酵工程:是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

(主要利用的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌)
发酵生产药物的类型:抗生素、酶抑制剂、免疫抑制剂、维生素、氨基酸
第二章
微生物药物的合成:在微生物体内酶催化下将小分子物质逐步合成分子量较大产物的生化反应过程。

(呈现多代谢作用或代谢栅栏特征)
微生物体内存在着严密、精确、灵敏的代谢调节体系。

微生物的代谢调节机制复杂,具有多系统、多层次的特点。

代谢调节的3个部位:细胞(及细胞器)膜、酶本身、酶与底物的相对位置及间隔状况。

代谢调节的3种形式:细胞透性的调节、代谢途径的区域化和流向、代谢速度的调节。

酶活性调节通过改变代谢途径中一个或者几个关键酶的活性来调节代谢速度调节方式。

特点是迅速 及时 有效 经济
12种酶活性调节方式
前馈作用、终产物抑制、补偿性激活、协同(多价)反馈抑制、累积反馈抑制、
增效(合作)反馈抑制、顺序反馈抑制、同工酶调节、联合激活或抑制调节(终产物抑制的补偿性逆转)、平衡合成、代谢互锁、假反馈抑制。

次级代谢产物的特点
1、 特定菌种产生的代谢产物
2、 菌种特定生长阶段的产物
3、 是多组分的混合物
4、 以初级代谢产物为前体或起始物进行合成
5、 次级代谢产物的生物合成受初级代谢的调控
6、 次级代谢酶在细胞上具有特定的位置和结构
7、 次级代谢产物的合成过程受基因控制
8、 次级代谢产物的合成对环境因素特别敏感
9、 次级代谢产物的合成与菌体的形态有一定关联。

10、 次级代谢产物的结构多样特殊。

分叉中间体:在微生物的代谢过程中,有一些中间代谢物,既可以被微生物利用来合成初级代谢产物,也可以被用来合成次级代谢产物。

多组分的原因
1、 次级代谢产物的合成酶对底物的特异性不强
2、 对底物作用不完全
3、 同一底物可以被多种酶催化次级代谢过程
前体:直接被菌体用来合成代谢产物,而自身分子结构没有明显改变的物质
磷酸盐调节
1、 磷酸盐促进初级代谢,抑制次级代谢
2、 磷酸盐抑制次级代谢产物前体的合成
3、 磷酸盐抑制磷酸酯酶的活性
4、 ATP调节作用
5、 磷酸盐对次级代谢产物合成酶的调节
6、 磷酸盐调节的分子机制是作用在转录水平上的
菌种选育的目的
1、 改良菌种特性
2、 提高发酵产量
3、 产生新的发酵产物
4、 去除多余组分
自然选育:是一种纯种选育的方法,它利用微生物在一定条件下自发突变的原理,通过分离筛选排除衰退型菌株,从中选择维持原有生产水平的菌株。

诱变育种:通过诱变剂的处理,就可以大大提高菌种的突变频率,扩大变异幅度,从中选出具有优良特性的变异菌株。

速度快收效大方法简便理性化筛选:利用遗传学、生物化学的原理,根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调节机制、产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法,来打破微生物原有的代谢调节途径,获得能大量形成产物的高产突变株。

次级代谢产物的高产菌株的筛选方法
1、 利用营养缺陷型筛选
2、 筛选负变株或零变株的回复突变株
3、 筛选去磷酸盐调节突变株
4、 筛选去碳源分解代谢调节突变株
5、 筛选氨基酸结构类似物抗性突变株
6、 筛选二价金属离子抗性突变株
7、 筛选前体或者前体类似物抗性突变株
8、 筛选自身所产抗生素的抗性突变株
利用基因重组技术改良抗生素的生产菌
1、 提高限速酶的活力,解除抗生素生物合成中限速步骤,改变
细胞内代谢流的方向,提高抗生素产量
2、 引入抗性基因和调节基因,增加抗性基因的拷贝数,提高产
生菌的自身耐受性
3、 引入氧结合蛋白来提高抗生素产量
4、 增强正调控作用或解除负调控基因的阻遏作用,提高抗生素
的产量
5、 通过敲除或破坏次要组分的生物合成基因来消除或减少次要
组分
培养基medium:按照一定比例人工配制的供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的各种物质的混合物。

培养基的成分:碳源、氮源、无机盐、微量元素、生长调节物质、消沫剂
碳源:用于构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质
碳素类型:
糖(单糖、双糖、淀粉质类、糖蜜)
油脂(动植物油)
有机酸、醇 碳氢化合物
内源性前体:菌体自身能合成的物质
外源性前体:菌体不能自身合成或者合成量很少,必须在发酵过程中加入的物质。

灭菌:利用化学或物理的方法杀灭或者除去所有活的微生物和孢子的过程
消毒:利用化学或物理的方法杀灭或除去病原微生物的方法,一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。

除菌:利用过滤的方法除去空气或液体中所有微生物和孢子。

高温干热灭菌:在干燥高温的条件下,细胞内的蛋白质和核酸等物质变性,使微生物的致死率迅速增高而达到灭菌的目的。

只要足够高的温度和足够长的时间,干热灭菌能杀死所有微生物,主要用于需要保持干燥而且能耐高温的器械。

影响培养基灭菌的其他因素:
1、 培养基的成分
2、 培养基的ph值
3、 培养基的物理状态
4、 泡沫
5、 培养基中的微生物数量
培养基的灭菌方法
1. 分批灭菌:将配置好的培养基输入发酵罐内,用间接蒸汽预热,
然后直接通入饱和蒸汽加热,使培养基和设备一起灭菌,达到要
求的温度和压力后维持一段时间,然后在冷却到发酵要求的温
度。

优点:不需要专门的灭菌设备,投资少,操作简便,灭菌效
果可靠,对蒸汽要求低。

缺点:灭菌过程中蒸汽用量变化大,锅
炉负荷波动大,加热和冷却时间长,营养成分有一定损失,罐利
用率低,不能采用高温快速灭菌工艺。

对于染菌罐必须先空罐灭
菌。

2.连续灭菌:培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续加热灭菌,然后冷却送入已经灭菌的发酵罐内。

优点:可采用高温快速灭菌,营养物质破坏少。

发酵罐非生产占用时间短,罐利用率低。

热能利用合理,适合自动化控制。

蒸汽用量平稳但是蒸汽压力要求高。

缺点:不适用粘度大或者固形物含量高的培养基。

需要一套连续灭菌设备,投资大。

增加了操作环节,增大了染菌概率。

菌体保藏:根据菌体生理生化特性,人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态。

菌种的保藏方法
1、 斜面低温保藏法:利用低温降低菌种的新陈代谢,使菌种的
特性在短时间内保持不变。

将新鲜斜面上长好的菌体或孢
子,至于四度冰箱中保存。

2、 液体石蜡封存保藏法:在斜面菌种上加入灭菌后的液体石
蜡,用量高出斜面1cm,使菌种与空气隔绝,试管直立,置于
4摄氏度冰箱保存。

3、 固体曲保藏法
4、 沙土管保藏法
5、 冷冻干燥法
6、 液氮超低温保藏法
菌种衰退:生产上使用的菌种,在使用和保藏过程中,经常会逐渐向不利于生产的方向变化。

菌种复壮
1、 纯种分离
2、 淘汰衰退的个体
3、 选择合适的培养条件
摄氧率:单位体积发酵液每小时消耗氧的量
呼吸强度:单位重量的菌体(折干)每小时消耗氧的量
呼吸临界氧浓度:当溶氧浓度达到了菌体的需氧要求,那菌体的呼吸强度不再随溶氧浓度的增加而变化,此时溶氧浓度成为呼吸临界氧浓度。

影响微生物需氧量的因素
1. 微生物的种类和生长阶段
2. 培养基的组成
3. 培养液中的溶氧浓度
4. 培养条件
5. CO2浓度
发酵类型按照投料方式分类
1、 分批发酵:一次性投入料液,发酵过程中除无菌空气的通入
和废弃的排出外,与外界没有物料交换,一直到发酵结束放
罐。

产量低,工艺操作简单,发酵过程易于控制。

2、 连续发酵:是在特定的发酵设备中进行的,一遍连续不断地
输入新鲜无菌料液,一边连续不断的放出发酵液。

操作条件
恒定,生产相对稳定,提高设备利用率减少发酵下游设备规
模。

操作周期长,容易造成染菌和菌种退化问题。

3、 补料分批发酵:在培养过程中,间歇的或连续的向发酵罐中
补加一种或者多种成分的新鲜料液的培养方式。

发酵生产上控制ph值的方法
1、 调整发酵培养基的组成
2、 在培养基中加入ph值缓冲物质
3、 补料控制
4、 改变发酵条件
5、 直接补加酸碱
引起溶氧异常的原因
溶氧下降:
1、 污染需氧杂菌
2、 菌体代谢异常导致需氧量增加
3、 某些设备或工艺控制发生异常
溶氧上升:
1、 耗氧量显著减少,如菌体代谢异常,耗氧能力下降,污染烈
性噬菌体。

放料式补料:发酵到了一定时间,产生代谢产物后,定时地放出一部分发酵液送去提取,同时补充一部分的新鲜营养液后继续发酵,并重复进行,这样就可以维持一定的菌体生长速度,延长发酵周期。

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