發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用復(fù)習(xí)整理

精選文庫發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用第一章 緒論1. 什么是發(fā)酵工程？ 發(fā)酵工程是指利用微生物的生長繁殖和代謝活動來大量生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品過程的理論和工程技術(shù)體系，是生物工程與生物技術(shù)學(xué)科的重要組成部分。 利用微生物的特定性狀和功能，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)來生產(chǎn)有用物質(zhì)或?qū)⑽⑸镏苯佑糜诠I(yè)化體系的一門技術(shù)，是建立在微生物發(fā)酵工業(yè)基礎(chǔ)上，與化學(xué)工程相結(jié)合而發(fā)展起來的。2. 發(fā)酵工業(yè)的特點 一步生產(chǎn) 反應(yīng)條件溫和 原料純度要求低 設(shè)備的通用性高 對環(huán)境的污染相對較小 生產(chǎn)受自然條件限制小第二章 發(fā)酵工業(yè)菌種1. 發(fā)酵工業(yè)菌種的常用類型。 細菌 ：枯草芽孢桿菌、醋酸桿菌、棒狀桿菌、短桿菌等 放線菌：鏈霉菌屬、小單胞菌屬 酵母菌：啤酒酵母、假絲酵母、類酵母等 霉菌：根霉、毛霉、犁頭霉、紅曲霉、曲霉及青霉等 未培養(yǎng)微生物：2. 發(fā)酵工業(yè)對菌種的要求。 能在廉價原料制成的培養(yǎng)基上生長，且生成的目的產(chǎn)物產(chǎn)量高、易于回收。 生長較快，發(fā)酵周期短。 培養(yǎng)條件易于控制。 抗噬菌體及雜菌污染的能力強。 菌種不易變異退化，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。 對放大設(shè)備的適應(yīng)性強。 菌種不是病原菌，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素。3. 從自然界分離篩選菌種常用步驟。 采樣：有針對性地采集樣品。 樣品預(yù)處理：可提高菌種分離效率。 增殖：人為地通過控制養(yǎng)分或培條件，使所需菌種增殖培養(yǎng)后，在數(shù)量上占優(yōu)勢，使篩選變得可能。【目的菌富集培養(yǎng)】 富集培養(yǎng)方式：1.分批培養(yǎng) 2.連續(xù)培養(yǎng) 3.半連續(xù)培養(yǎng) 純種分離：利用分離技術(shù)得到純種。 常用的分離方法：1.平板劃線分離 2.稀釋分離 3.涂布分離 4.毛細管分離 5.小滴分離 初篩：從分離得到的大量微生物中將具有目的產(chǎn)物合成能力的菌株篩選出來的過程。 【（1）平板篩選（各種變化圈） ，（2）搖瓶發(fā)酵篩選】 菌種復(fù)篩。 菌種發(fā)酵性能鑒定?！捐b定技術(shù)四個水平：細胞的形態(tài)和習(xí)性水平細胞組分水平蛋白質(zhì)水平基因或核酸水平】 菌種保藏。4. 代謝調(diào)控機制阻遏 阻遏的類型主要有：末端代謝產(chǎn)物阻遏 和 分解代謝產(chǎn)物阻遏。 末端產(chǎn)物阻遏： 是指由某代謝途徑末端產(chǎn)物過量積累而引起的阻遏。 分解代謝物阻遏：是指有兩種碳源（或氮源）分解底物同時存在時，細胞利用快的那種分解底物會阻遏利用慢的底物的有關(guān)分解酶的合成和積累。5. 發(fā)酵工業(yè)菌種改良的目的。 防止菌種退化 改良菌種性狀，改善發(fā)酵過程 提高生產(chǎn)能力 提高產(chǎn)品質(zhì)量 開發(fā)新產(chǎn)品6. 誘變育種的基本步驟。 菌出發(fā)菌株的選擇：選擇好的出發(fā)菌株對誘變效果有著極其重要的作用。 【選擇標準：產(chǎn)量高、對誘變劑的敏感性大、變異幅度廣】 懸液的制備：這一步驟的關(guān)鍵是制備單細胞和單孢子狀態(tài)的、活力類似的菌懸液，為此要進行合適培養(yǎng)基的培養(yǎng)，并要離心，洗滌，過濾。 誘變處理： 將制備好的菌懸液與誘變劑接觸，進行誘變。 中間培養(yǎng)： 由于在發(fā)生了突變尚未表現(xiàn)出來之前，有一個表現(xiàn)延遲的過程，即細胞內(nèi)原有酶量的稀釋過程(生理延遲)，需3代以上的繁殖才能將突變性狀表現(xiàn)出來。此過程稱為中間培養(yǎng) 分離和篩選：篩選分初篩和復(fù)篩。初篩以迅速篩出大量的達到初步要求的分離菌落為目的，以量為主。復(fù)篩則是精選，以質(zhì)為主，也就是以精確度為主。7. 菌種變異及退化機理及防止措施。 菌種變異及退化機理： 菌種退化主要指生產(chǎn)菌種或選育過程中篩選出來的較優(yōu)良菌株，由于進行接種傳代或保藏之后，群體中某些生理特征和形態(tài)特征逐漸減退或完全喪失的現(xiàn)象。 【主要原因：基因突變 ，連續(xù)傳代】 預(yù)防措施：減少傳代 、 經(jīng)常純化 、 創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件、用單細胞移植傳代 科學(xué)保藏。8. 菌種保藏技術(shù)。 目的： 存活，不丟失，不污染； 防止優(yōu)良性狀丟失； 隨時為生產(chǎn)、科研提供優(yōu)良菌種 原理：根據(jù)菌種的生理生化特點，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動處于不活潑狀態(tài)、生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)。方法： 斜面低溫保藏法【低溫】 砂土管保藏法【低溫、干燥、隔氧、無營養(yǎng)物】 冷凍真空干燥法【低溫、干燥、缺氧】 液氮超低溫凍結(jié)法【超低溫】 石蠟油封保藏法 硅膠保藏法第三章 發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基設(shè)計1. 工業(yè)大規(guī)模發(fā)酵的培養(yǎng)基應(yīng)遵循的原則。 必須提供合成微生物細胞和發(fā)酵產(chǎn)物的基本成分。 有利于減少培養(yǎng)基原料的單耗，即提高單位營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。 有利于提高產(chǎn)物的濃度，以提高單位容積發(fā)酵罐的生產(chǎn)能力。 有利于提高產(chǎn)物的合成速度，縮短發(fā)酵周期。 盡量減少副產(chǎn)物的形成，便于產(chǎn)物的分離純化，并盡可能減少產(chǎn)生“三廢”物質(zhì)。 原料價格低廉，質(zhì)量穩(wěn)定，取材容易。 所用原料盡可能減少對發(fā)酵過程中通氣攪拌的影響，利于提高氧的利用率，能耗。2. 培養(yǎng)基的幾大營養(yǎng)成分的功能作用。常用的營養(yǎng)成分有哪些？ 幾大營養(yǎng)成分的功能作用： 碳源：碳源是組成培養(yǎng)基的主要成分之一，其主要功能有兩個：一是提供微生物菌體生長繁殖所需的能源以及合成菌體所需的碳骨架；二是提供菌體合成目的產(chǎn)物的原料。氮源：主要用于構(gòu)成菌體細胞物質(zhì)和合成含氮代謝物。無機鹽及微量元素：作為微生物生理活性物質(zhì)的組成或生理活性作用的調(diào)節(jié)物。水：水是所有培養(yǎng)基的主要組成成分，也是微生物機體的重要組成成分。生長調(diào)節(jié)物質(zhì)：發(fā)酵培養(yǎng)基中某些成分的加入有助于調(diào)節(jié)產(chǎn)