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

精選文庫(kù)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(zhǎng)繁殖和代謝活動(dòng)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(diǎn) 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(duì)環(huán)境的污染相對(duì)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(xì)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(duì)菌種的要求。 能在廉價(jià)原料制成的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，且生成的目的產(chǎn)物產(chǎn)量高、易于回收。 生長(zhǎng)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(qiáng)。 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(duì)放大設(shè)備的適應(yīng)性強(qiáng)。 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(duì)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(shì)，使篩選變得可能?！灸康木患囵B(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(xì)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(gè)水平：細(xì)胞的形態(tài)和習(xí)性水平細(xì)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(jī)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(shí)存在時(shí)，細(xì)胞利用快的那種分解底物會(huì)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(duì)誘變效果有著極其重要的作用。 【選擇標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)量高、對(duì)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(xì)胞和單孢子狀態(tài)的、活力類似的菌懸液，為此要進(jìn)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(jìn)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(gè)表現(xiàn)延遲的過程，即細(xì)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(dá)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(jī)理及防止措施。 菌種變異及退化機(jī)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(jìn)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(xì)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(shí)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(diǎn)，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動(dòng)處于不活潑狀態(tài)、生長(zhǎng)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(wú)營(yíng)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(jì)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(xì)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(yíng)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(jià)格低廉，質(zhì)量穩(wěn)定，取材容易。 所用原料盡可能減少對(duì)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(yíng)養(yǎng)成分的功能作用。常用的營(yíng)養(yǎng)成分有哪些？ 幾大營(yíng)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(gè)：一是提供微生物菌體生長(zhǎng)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(xì)胞物質(zhì)和合成含氮代謝物。無(wú)機(jī)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(jī)體的重要組成成分。生長(zhǎng)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)