現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)復習資料

1、第一章提高初級代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的方法1，使用誘導物 2，除去誘導物選育組成型產(chǎn)生菌3，降低分解代謝產(chǎn)物濃度，減少阻遏的發(fā)生 4，解除反饋抑制篩選抗反饋抑制突變株5，防止回復突變的產(chǎn)生 6，改變細胞膜的通透性 7，篩選抗生素抗性突變株 8，選育條件抗性突變株 9，調(diào)節(jié)生長速率 提高次級代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的方法1，補加前體類似物 2，加入誘導物 3，防止碳分解代謝阻遏或抑制的發(fā)生4，防止氮代謝阻遏的發(fā)生 5，篩選耐前體或前體類似物的突變株6，選育抗抗生素突變株 7，篩選營養(yǎng)缺陷型的回復突變株 8，抗毒性突變株的選育第二章一、原料選擇的原則（1）因地制宜，就地取材，原料產(chǎn)地離工廠要近，便于運輸，節(jié)省費用。（2

2、）要求原料內(nèi)碳水化合物含量較多，蛋白質(zhì)含量要適當，適合與微生物的需要和吸收利 用。（3）原料資源要豐富，容易收集。由于生產(chǎn)需要大量原料，要保證一定的庫存量。（4）原料要容易貯藏。應(yīng)考慮到新鮮原料內(nèi)含水量多，不耐久藏，最好選擇經(jīng)干燥后，含 水極少的干原料，易于保藏，不宜霉爛。（5）對人的身體無損害，影響發(fā)酵過程的雜質(zhì)含量因應(yīng)當極少，或者幾乎不含。（6）原料價格低廉，可降低產(chǎn)品成本。此外， 還應(yīng)當考慮到大力節(jié)約糧食原料， 盡量少用或不用糧食原料， 充分利用當?shù)氐姆羌Z食 原料，廣泛利用野生植物原料，二、原料的種類 1，薯類：甘薯、馬鈴薯、木薯、山藥等。 2，糧谷類：高粱、玉米、大米、谷子、大麥、小麥

3、、燕麥等。3，野生植物 ：葛根、土茯苓、蕨根、石蒜等。 4，農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物 米糠餅、麩皮、高粱糠、淀粉渣等。? 常用原料中主要的化學成分如下： 碳水化學物：淀粉或淀粉類似物。脂肪、灰分三、原料預處理的方法? 1，篩選、風選氣流 - 篩式分離機? 2，磁力除鐵包括永久性磁力除鐵器和電磁除鐵器兩種方式。四、固體原料的粉碎（1）擠壓粉碎（ 2）沖擊粉碎（ 3）研磨粉碎（ 4）剪切粉碎（ 5）劈裂粉碎五、運送固、液氣體的器材名稱 固體輸送主要是采用皮帶輸送機，斗式提升機和螺旋混合器（也稱絞龍） 。 氣流輸送又稱風送。它是利用空氣流動所產(chǎn)生的推動力在管道中輸送的， 泵是為液體輸送提供能量的設(shè)備。根據(jù)原

4、理的不同，泵可以分為離心泵，往復泵和旋轉(zhuǎn)泵 3 種。六、培養(yǎng)基滅菌的定義 是指從培養(yǎng)基中殺滅有生活能力的細菌營養(yǎng)體及其孢子， 或從中將其除去。 工業(yè)規(guī)模的液體 培養(yǎng)基滅菌，殺滅雜菌比除去雜菌更為常用。? 滅菌：用物理或化學方法殺死或除去環(huán)境中所有微生物，包括營養(yǎng)細胞、細菌芽孢和孢子? 消毒：用物理或化學方法殺死物料、容器、器皿內(nèi)外的病源微生物。滅菌的方法（1）化學法 化學藥品滅菌法（2）物理法 干熱滅菌法、 濕熱滅菌法、射線滅菌法七、連消與實消的異同和優(yōu)缺點1，連消的優(yōu)缺點優(yōu)點 保留較多的營養(yǎng)質(zhì)量 容易放大 較易自動控制； 糖受蒸汽的影響較少； 縮短滅菌 周期； 在某些情況下，可使發(fā)酵罐的腐蝕

5、減少； 發(fā)酵罐利用率高； 蒸汽負荷均勻。 缺點 設(shè)備比較復雜，投資較大。2，實消的優(yōu)缺點優(yōu)點 設(shè)備投資較少 染菌的危險性較小 人工操作較方便 對培養(yǎng)基中固體物質(zhì)含量較多時 更為適宜缺點 滅菌過程中蒸汽用量變化大，造成鍋爐負荷波動大，一般只限于中小型發(fā)酵裝置。3、實消：將配置好的培養(yǎng)基放入發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起 進行滅菌的操作過程，也稱分批滅菌。4、連消：就是將配置好的培養(yǎng)基向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置運輸?shù)耐瑫r進行加熱、保溫和冷卻等 滅菌操作，也稱為連續(xù)滅菌。第三章一、種子罐級數(shù)的確定 種子罐級數(shù)：是指制備種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)，取決于：（1）菌種生長特性、孢子發(fā)芽及菌體繁

6、殖速度；（ 2）所采用發(fā)酵罐的容積。確定種子罐級數(shù)需注意的問題（1）種子級數(shù)越少越好，可簡化工藝和控制，減少染菌機會（2）種子級數(shù)太少，接種量小，發(fā)酵時間延長，降低發(fā)酵罐的生產(chǎn)率，增加染菌機會 雖然種子罐級數(shù)隨產(chǎn)物的品種及生產(chǎn)規(guī)模而定。 但也與所選用工藝條件有關(guān)。 如改變種子罐 的培養(yǎng)條件，加速了孢子發(fā)芽及菌體的繁殖，也可相應(yīng)地減少種子罐級數(shù)二、菌種從實驗室進入工場四章一、發(fā)酵過程按進行過程有三種方式：（1）分批發(fā)酵（ 2）補料分批發(fā)酵（ 3）連續(xù)發(fā)酵 分批發(fā)酵的特點? 微生物所處的環(huán)境在發(fā)酵過程中不斷變化，其物理，化學和生物參數(shù)都隨時間而變 化，是一個不穩(wěn)定的過程。二、分批發(fā)酵與連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)

7、缺點分批發(fā)酵的優(yōu)缺點優(yōu)點：操作簡單； 操作引起染菌的概率低。 不會產(chǎn)生菌種老化和變異等問題 缺點：非生產(chǎn)時間較長、設(shè)備利用率低。連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)缺點優(yōu)點：能維持低基質(zhì)濃度； 可以提高設(shè)備利用率和單位時間的產(chǎn)量； 便于自動控制。缺點：菌種發(fā)生變異的可能性較大； 要求嚴格的無菌條件。三、發(fā)酵的六個參數(shù)四、啤酒發(fā)酵罐為什么是這樣的造型傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵設(shè)備是由分別設(shè)在發(fā)酵間的發(fā)酵池和貯酒間內(nèi)的貯酒罐組成的。 外簡體蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底有各種形式的冷卻夾套。發(fā)酵罐 錐底角，考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角為7375。，對于貯酒罐，因沉淀物很少，主要考慮材料利用率常取錐角為120150

8、 。C C T 發(fā)酵由于罐高度要大于傳統(tǒng) 510 倍，發(fā)酵液對流的三個推動力得到強化 傳統(tǒng)發(fā)酵必須在有絕熱層的冷藏庫內(nèi)發(fā)酵和貯酒。CCT 發(fā)酵可以大部分或全部在戶外，而且罐數(shù)、罐總?cè)莘e減少，廠房投資節(jié)省。CCT 發(fā)酵冷卻是直接冷卻發(fā)酵罐和酒液，而且冷卻介質(zhì)在強制循環(huán)下，傳熱系 數(shù)高。傳統(tǒng)發(fā)酵和貯酒，冷量多消耗在冷卻廠房、空氣、操作人員和機器（如泵、電動機 ）、發(fā)酵罐支座等。根據(jù)計算和測定，CCT 發(fā)酵比傳統(tǒng)可節(jié)省 40%55%冷耗。C C T 發(fā)酵可依賴 CIP 自動程序清洗消毒，工藝衛(wèi)生更易得到保證。 大型 CCT 均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制成。啤酒是酸性液體，能造成 鐵的電化學腐蝕

9、，啤酒發(fā)酵時產(chǎn)生的H2S、SO2 對鐵材料會造成氧化還原腐蝕。五、好氧發(fā)酵罐的五種名稱（1）機械攪拌發(fā)酵罐（ 2）氣升式發(fā)酵罐（ 3）自吸式發(fā)酵罐（ 4）伍式發(fā)酵罐 （5）文氏管發(fā)酵罐五章一、發(fā)酵的六個參數(shù)對發(fā)酵的影響1、溫度通過以下方式影響發(fā)酵過程（1）影響微生物的生長（2）影響各種酶的反應(yīng)速率和蛋白質(zhì)性質(zhì)（3）影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)（4）影響生物合成的方向2、pH 通過以下方式影響發(fā)酵過程：（1） pH 影響酶的活性當 pH 抑制菌體中某些酶的活性時，使菌體的新陳代謝受阻；（2）pH 影響微生物細胞膜所帶電荷的狀態(tài)， 從而改變細胞膜的滲透性， 影響微生物對營養(yǎng) 物質(zhì)的吸收及代謝產(chǎn)物的排泄，因

10、此影響代謝的正常進行；（3）pH 影響培養(yǎng)基某些組分和中間代謝產(chǎn)物的離解，從而影響微生物對這些物質(zhì)的利用；（4）pH 不同，往往引起菌體代謝過程的不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生改變。3、根據(jù)需氧不同，可將初級代謝發(fā)酵分為：a. 供氧充足條件下，產(chǎn)量最大；若供氧不足，合成受強烈抑制；b. 供氧充足條件下，可得最高產(chǎn)量；若供氧受限，產(chǎn)量受影響不明顯；c. 若供氧受限， 細胞呼吸受抑制時， 才獲得最大量產(chǎn)物； 若供氧充足， 產(chǎn)物形成反而受抑制； ? 但在實際生產(chǎn)過程中需注意：? 溶解氧濃度過低（代謝異常，產(chǎn)量降低）? 溶解氧濃度過高（代謝異常，菌體提前自溶）? 發(fā)酵前期需氧量不斷大幅度增加，發(fā)酵中

11、后期溶氧濃度明顯地受工藝控制手段的影 響，發(fā)酵后期由于菌體衰老，呼吸減弱，溶氧濃度也會逐步上升，一旦菌體自溶， 溶氧就會明顯地上升。4、CO2 對發(fā)酵的影響? 對發(fā)酵促進。如牛鏈球菌發(fā)酵生產(chǎn)多糖，最重要的發(fā)酵條件是提供的空氣中要含 5% 的 CO2。? 對發(fā)酵抑制。如對肌苷、異亮氨酸、組氨酸、抗生素等發(fā)酵的抑制? 影響發(fā)酵液的酸堿平衡5、泡沫對發(fā)酵的不利影響? （ 1）降低發(fā)酵設(shè)備的利用率；? （ 2）增加了菌群的非均一性；? （ 3）增加了染菌的機會；4）導致產(chǎn)物的損失；5）消泡劑會給后提取工序帶來困難、分離過程的圖片二、選擇加工工藝的原則 選擇下游加工工藝的原則： （1）是胞內(nèi)產(chǎn)物還是胞外

12、產(chǎn)物 （2）原料中產(chǎn)物和主要雜質(zhì)濃度（3）產(chǎn)物和主要雜質(zhì)的物理化學特性及差異（4）產(chǎn)品用途和質(zhì)量標準（5）產(chǎn)品的市場價格（6）廢液的處理方法等三、凝聚 ：是在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位的降低，而使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。 絮凝 ：是指在某些高分子絮凝劑存在下， 基于架橋作用， 使膠粒形成粗大的絮凝團的過 程，是一種以物理的集合為主的過程。四、五、細胞破碎的九種方法 常見的細胞破碎方法有：機械方法（球磨機、高壓勻漿器、 X-press 法、超聲波破碎）和非 機械方法（酶解法、滲透壓沖擊、凍結(jié)和融化、干燥法、化學法）六、有機、鹽析發(fā)、講究 有機溶劑的沉淀作用主要是降低水溶液的介電常數(shù)， 溶液的

13、介電常數(shù)減少就意味著溶質(zhì)分子 異性電荷庫侖引力的增加從而使溶解度減少。鹽析法通過破壞蛋白質(zhì)分子表面水膜或中和蛋白質(zhì)分子表面電荷使蛋白質(zhì)凝聚沉淀。 有機溶劑沉淀應(yīng)注意的問題（1）降低溫度，能增加收率和減少蛋白質(zhì)的變性。 （2）所選擇的溶劑必須能和水互溶，而和蛋白質(zhì)不起作用。（3）蛋白質(zhì)的分子量越大，產(chǎn)生沉淀所需加入的有機溶劑量越少。（4）一種蛋白質(zhì)的溶解度通常會由于另一蛋白質(zhì)的存在而降低。（5）沉淀的蛋白質(zhì)如不能再溶解，就可能已經(jīng)變性。七、有機溶劑的能力順序?qū)η沟矸勖付裕?有機溶劑沉淀能力， 依次為丙酮異丙醇乙醇甲醇。 這個順序還受 溫度、 pH 、鹽離子濃度的影響。丙酮沉淀能力最強，但揮發(fā)

14、損失多，價格相對較高，工業(yè) 上一般采用乙醇。八、有機溶劑的優(yōu)缺點 優(yōu)點分辨能力比鹽析法高， 即一種蛋白質(zhì)或其他溶質(zhì)只有在一個比較窄的有機溶劑濃度范圍 內(nèi)沉淀。沉淀不用脫鹽，過濾比較容易。在生化制備中應(yīng)用比鹽析法廣泛 缺點容易引起蛋白質(zhì)變性失活， 操作常需在低溫下進行。 且有機溶劑易燃、 易爆、 安全要求 較高。九、常見的幾種膜分離 根據(jù)膜材質(zhì)和方法的差異： （1）透析（ 2）超濾（ 3）反滲透（ 4）微濾（ 5）電滲析（ 6）液膜技術(shù)、 （ 7）氣體滲透 （8）滲透蒸發(fā)十、表征膜分離的優(yōu)點1，適用范圍廣；2，膜分離過程為物理過程，不需加入化學藥劑； 3，膜分離技術(shù)分離裝置簡單，占地面積小，系統(tǒng)集成容易；4，膜分離過程系統(tǒng)簡單、操作容易，且易控制，便于維修，有利于生產(chǎn)自動化的推廣與普 及。十一、濃差極化 ：當溶劑透過膜，而溶質(zhì)留在膜上，因而便膜面濃度增大，并高于主體中濃 度這種濃度差導致溶質(zhì)自膜面反擴散至主體中，這種現(xiàn)象稱為