大腸桿菌高細胞密度發(fā)酵

1、課程名稱：發(fā)酵工程設計題目：大腸桿菌的高細胞密度發(fā)酵院系：生物與食品工程學院學號：202206040030專業(yè)班級：11 生物技術(shù)指導教師：李安華2022 5 26 日設計題目枯草芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化學生姓名鄭帥超設計要求：所在院系生物與食品工程學院專業(yè)年級班11 生物技術(shù)1、樹立正確的設計指導思想，嚴謹負責、實事求是、刻苦鉆研、勇于探究的作風和學風。2、依據(jù)所給資料，依據(jù)任務書中提出的范圍和要求按時獨立完成，不得延誤，不得抄襲他人成果。3、說明書應字跡清楚文字通順，并附有各項設計成果表，摘引其他書籍或雜志的材料必需注明出處。4、設計標準要求標準、有用、切合實際。5、設計應嚴格按有關

2、設計標準進展。6、設計完畢后，以個人為單位提交設計說明書一份后附流程圖。學生應完成的工作：1、在教師的幫助下完成題目設計。2、學生查閱相關文獻、資料制定試驗路線，并有指導教師檢查試驗路線的合理性和可行性。3、學生在試驗室完成試驗方案。4、完成課程設計說明書的初稿，由指導教師幫助修改，最終定稿。參考文獻閱讀：2022-10-01，177288.2陳堅 ,等. ,2022 ,14(4) :452455.3李民 ,陳常慶 ,樸勤 ,等. 生物工程學報 ,2022 ,14(3) :270275.4,陳常慶. ,2022,28(3):3033.5 李民 ,陳常慶 ,樸勤等 ,生物工程學報 ,2022 ,

3、14 (3) :270275.,2022,29(1):2528.7徐皓 ,李民 ,阮長庚 ,等. 工業(yè)微生物 ,2022 ,28(2) :2025.8劉社際 ,楊立明. ,2022 ,12 (1) :29 31.工作打算：2022.5.11 分組并確認指導教師，在教師指導下查閱文獻，確定題目。2022.5.12-2022.5.13 進展理論試講階段，確定試驗路線，然后確定試驗方案。2022.5.14-2022.5.17 進展試驗操作和書寫設計說明書。2022.5.18-2022.5.22 修改說明書，和指導教師溝通。 上交課程設計說明書，并由指導教師填寫評語和成績。任務下達日期：2022 年5

4、 月13 日任務完成日期：2022 年5 月26 日指導教師簽名：學生簽名：枯草芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化枯草芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化摘要：大腸桿菌被廣泛地用于基因工程菌的構(gòu)建，以獲得大量的外源基因產(chǎn)物 ,利用基因重組技術(shù)構(gòu)建的基因工程菌的發(fā)酵工藝不同于傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝。生物工程菌發(fā)酵的目的是期望能獲得大量的外源基因產(chǎn)物 ,的高水平表達不僅涉及宿主 ,載體和目的基因三者之間的相互關系,而且與其所處環(huán)境條,需要對影響外源基因表達的因素進展分析 ,度培育是近幾年發(fā)酵工業(yè)的目標和方向 。近幾年 ,人們對高密 度發(fā)酵(high cell density fermentation)進展了大量的爭

5、辯 ,并取得了可喜的成果。對于大腸桿菌 ,尤其是重組大腸桿菌的發(fā)酵來講 ,實現(xiàn)高密度發(fā)酵 ,可相應地縮小生物反響器的體積 和降低生物量的分別,從而降低生產(chǎn)本錢 ,和對策加以爭辯,并探討了如何提高大腸桿菌高密度發(fā)酵工藝技術(shù)水平。摘要：關鍵詞： 關鍵詞： 大腸桿菌高密度發(fā)酵培育基溶氧值菌體密度1.設計背景1.設計背景11.1大腸桿菌簡介1高細胞密度發(fā)酵技術(shù)概述1影響大腸桿菌高細胞密度發(fā)酵的因素22.設計方案32.1 2.設計方案32.1 試驗材料與條件32.2 培育基32.3 總工藝流程43.方案實施53.1 種子的擴大培育53.3 發(fā)酵罐的滅菌實消53.4 接種53.5 3.4 接種53.5 取

6、樣檢測分析53.6 補料63.7 倒罐64.收獲與致謝75.參考文獻86.附件91.設計背景1.設計背景1.1 大腸桿菌簡介1.1 大腸桿菌簡介大腸埃希氏菌(Escherichia coli )通常稱為大腸桿菌，1885 Theodor Escherich覺察，分布在自然界，大多數(shù)是不致病的，主要附生在人或動物的腸道里,為正常菌群，,可引起疾病。大腸桿菌是細菌，屬于原核生物，具有由肽聚糖組成的細胞壁，只含有核糖體簡潔的細胞器，沒有細胞核有擬核，細胞質(zhì)中的質(zhì)粒常用作基因工程中的運載體。其代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型。技術(shù)操作簡潔，培育條件簡潔，大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟，倍受遺傳工程專家的重視。目前大腸桿菌是應

7、用最廣泛，最成功的表達體系，常做高效表達的首選體系。落呈深紫色，并有金屬光澤，可鑒別大腸桿菌是否存在。高細胞密度發(fā)酵技術(shù)概述基因工程技術(shù)和大規(guī)模培育技術(shù)的有機結(jié)合，使得原來無法獲得的很多自然蛋白能夠大量生產(chǎn)：由于大腸桿菌(EscheHchiacolo構(gòu)造簡潔、遺傳學背景清楚、生長周期短、,已被廣泛應用于重組蛋白,以及非蛋白的生物分 是指在肯定條件和培育體系下，獲得最多的細胞量，由此更多地或更高效地獲得目的產(chǎn)物。即利用肯定的培育技術(shù)和裝置提高菌體的發(fā)酵密度，使菌體密度較一般培育有顯著提高，最終提高產(chǎn)物的比生產(chǎn)率(單位體積單位時間內(nèi)產(chǎn)物的產(chǎn)量)培育體積，強化下游分別提取，還可以縮短生產(chǎn)周期、削減設

8、備投資，從而降低生產(chǎn)本錢。50 g(DCW)L即為高密度發(fā)酵。依據(jù)Riesenbere計算，理論400 g(DCWL)，考慮到實際狀況中的種種 3 m，寬 1m 的大腸桿菌，發(fā)酵液粘度很高，幾乎喪失流淌性。迄今為止，大 腸桿菌E coli W3110 174 g(DCWL)，生產(chǎn)聚3 羥1 754 g(DCWL)。1影響大腸桿菌高細胞密度發(fā)酵的因素生物量，表達產(chǎn)物在菌體內(nèi)和發(fā)酵液中的濃度比較低，難以獲得抱負的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。應用高密度發(fā)酵不但可獲得較高的生物量，而且可顯著提高目的基因表達產(chǎn)物的濃度。高密度發(fā)酵對發(fā)酵設備有較高的要求，而且對發(fā)酵條件也有格外高的要求。影響pH 值、補料方式及發(fā)

9、酵液流變學特性等。22.設計方案試驗材料與條件試驗材料由生物與食品工程學院試驗室培育的大腸桿菌菌種試驗條件溫度：37 PH：7.27.6OD：20%80%接種量：1%CO2 溶解度：1%3% PH：氨水通氣量：100L/h設備：空壓機；50L 發(fā)酵罐；蒸汽加熱器；分光光度計等培育基以整個過程需要三種培育基：種子培育基的配比牛肉膏牛肉膏蛋白胨氯化鈉水1.2g4.0g2.0g400ml35L葡萄糖葡萄糖蛋白胨硫酸氨磷 酸 二氫鉀105g磷酸氫二鉀630g硫酸鎂350g175g420g42g酵母提取物402.5g3流加培育基的配比 3L葡萄糖酵母膏氯化銨磷酸氫二鉀磷酸二氫鉀硫酸鎂氯化鈉12g9g12

10、g6g3g3g39g2.32.3 總工藝流程種子的擴大培育發(fā)酵罐的前期預備實消接種取樣檢測分析補料種子的擴大培育發(fā)酵罐的前期預備實消接種取樣檢測分析補料倒罐倒罐43.方案實施3.方案實施3.13.1 種子的擴大培育種子培育基經(jīng)過配制和滅菌之后，在超凈工作臺中，用接種環(huán)從保存斜面中接一環(huán)至發(fā)酵罐的前期預備發(fā)酵罐的清洗頂?shù)忍?。用標準溶液校正電極發(fā)酵罐的滅菌實消配制發(fā)酵培育基并參加發(fā)酵罐進展滅菌染菌現(xiàn)象取樣口上連接一段硅膠管，在硅膠管上安裝節(jié)流夾，以防止培育基在滅菌時流出。60121下滅菌0.35L/min通冷卻水管腳開挽拌在低轉(zhuǎn)速下進展培育基的冷卻接種接種是在發(fā)酵罐頂部接種口進展。適當降低通風量，

11、在接種口四周纏繞上經(jīng)酒精浸泡1，37，pH7.4300rpm。100L/h.的條件下進展發(fā)酵培育。取樣檢測分析復原糖含量的測定復原糖含量測定用的是菲林試劑法。5氨基氮含量的測定氨基氮含量的測定用的是甲醛滴定法菌體濃度的測量1.0吸光度的測定。此時菌體密度即為吸取值與稀釋倍數(shù)的乘積。10mL。試驗是原始數(shù)據(jù)補料PHDO 值OD 值的變化，進展補料培育基的配制滅菌后，用補料瓶進展補料，期間要留意無菌操作和要留意蠕動泵運轉(zhuǎn)中自于硅膠管的彎曲折疊，消滅的堵塞現(xiàn)象以及水的滲漏等問題。特別需要留意在肯定的階段泡沫有可能大量生成。倒罐為了安全起見，防止菌體污染環(huán)境，倒灌前須對發(fā)酵液進展滅菌，升溫到90 度，滅菌三格外鐘，倒掉發(fā)酵液，并把發(fā)酵罐徹底的進展清洗干凈。64.收獲與致謝致以真誠的謝意和崇高的敬意。作，才使我得以順當?shù)赝瓿蛇@次課程設計。了所遇到的難題，為我以后在求學和生活道路上打好了堅實的根底。最終再一次真誠的感謝全部在課題設計中幫助過我的良師益友和親愛的同學們。75.參考文獻5.參考文獻1李寅等著高細胞密度發(fā)酵技術(shù)化學工業(yè)出版社 2陳堅,李寅,毛英鷹,等. 生物工程學報,2022 ,14(4) :452455.3,等. ,2022,14(3):270275.4,陳常慶. ,2022,28(3):3033.5 ,2022 ,14 (3) :270275.6,2022