生物工艺学 实验部分参考

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1、发酵工程实验（适合发酵工程原理与技术）张建国用前沿发酵工程（FermentationEngineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。发酵工程是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而该生产过程可称为生物反应过程（亦称为生化反应过程）。在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物

2、（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。生物技术产品具有多样性，各个学校的教学资源和课时不同，所进行的实验种类不同。本实验内容根据本校的具体条件进行安排。安排的思路是以最简洁有效的方式针对发酵过程的重要要素进行实验，便于学生对教学内容有个较好的认识，理顺学习思路，为进行社会科学实践打下良好基础。第一篇野生型菌株的筛选经典的发酵产物来自微生物，土壤是微生物的大本营。生产菌株的选育源头都来自于自然界。如何从自然界中筛选目的微生物，可以根据目的微生物和

3、产物的特性作为筛选条件，进行筛选提高筛选效率，从而有效的解决菌株从无到有的问题。实验二排斥美兰放线菌的筛选一．实验目的筛选能够和美兰发生排斥反应的放线菌。二．原理放线菌目前是合成一些抗生物质的主要微生物种群。美兰在酸性条件下带正电荷，个别放线菌在生长过程中可以释放出带正电荷的产物。两者在固体培养基中能够形成特殊的排斥圈。目前研究表明这种产物有可能是一种生物碱性物质，对其他菌体有良好的抑制和杀灭作用，可以作为药物的靶向载体和食品添加剂。放线菌一般生长条件在中性，而美兰在酸性条件下带正电荷，所以培养条件选择在中性偏酸性。在筛选过程中会有大量的杂菌生长从而影响筛选效果的观察和筛选分离，

4、为此要在培养基中加入一些对杂菌有抑制作用但对放线菌抑制作用较小的化学物质高锰酸钾。为了避免杂菌的影响要及时的观察和分离。三.材料与仪器1.材料葡萄糖,酵母粉，NH4SO4，K2HPO4,KH2PO4,MgSO4,ZnSO4,FeSO4,2.仪器牛皮纸、培养皿、试管、涂布棒、恒温培养箱、玻璃珠四．方法与步骤1.筛选培养基的配置1）培养基成分葡萄糖50g·L-1,酵母粉5g·L-1，1NH4SO410g·L-1，0.8gK2HPO40.8g·L-1,KH2PO41.36g·L-1,MgSO40.05g·L-1,ZnSO40.05g·L-1,FeSO40.03g·L-1,调节pH为6.

5、8，1×105Pa灭菌30min，酵母膏单独灭菌。2）.高锰酸钾溶液的配置称取7.5gK2Cr2O7，用100mL去纯水溶解灭菌待用。3）.美兰溶液配制称取0.2g美兰，用100mL去纯水溶解灭菌待用。在培养基冷却至70~80℃左右时，分别加入高锰酸钾溶液和美兰溶液，使培养基中的含量分别为75mg/L和0.002g/L。3.土样的采集和样品的处理⑴每大组取三种不同环境的土样并记录当时取样环境情况（每一小组以其中一个地方进行分离）。⑵以小组为单位进行稀释分离。取土样1克，加入9mL无菌水，逐步稀释至10-1、10-2、10-3。（每个梯度涂2个瓶皿）。4.培养（1）30℃恒温培养1

6、20小时（2）三天后开始间隔24小时观察，生长和形成透明圈情况五．记录与结果1.环境情况地点一：地点二：地点三：2.绘制出透明圈数据共享地点一地点二地点三放线菌生长情况形成透明圈情况六．结果分析从不同地点获得的结果进行分析为什么会出现这样的差异你可以初步得出什么样的结论。七作业1.为什么要用加入重铬酸钾和美兰？2.在观察结果的过程中为什么要及时观察,否则会有什么的后果.3.为什么同样一个同样要稀释几个不同梯度进行涂平板.第二篇菌种选育微生物菌种的选育目的防止菌种退化解决生产实际问题，提高生产能力，提高产品质量，开发新产品。目前菌种选育的方法主要有自然选育、诱变育种、杂交育种、分子

7、育种等手段。但是诱变育种还是育种的主流，诱变育种根据诱变剂的种类可分为化学诱变和物理诱变。本实验以紫外线作为物理剂进行诱变。诱变过程一般包括诱变出发菌株的选择、诱变剂量的选择和诱变及其筛选。第三篇培养条件优化　1试验设计　　在工业化发酵生产中，发酵培养基的设计是十分重要的，因为培养基的成分对产物浓度、菌体生长都有重要的影响。实验设计方法发展至今可供人们根据实验需要来选择的余地也很大。　　1.1单因素法（Oneatatime）　　单因素方法的基本原理是保持培养基中其他所有组分的浓度