发酵及酶工程

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1、发酵工程复习要点：1、发酵分类：按产物分：微生物菌体发酵，代谢产物发酵、微生物转化发酵按菌种营养分：好氧、厌氧和兼性厌氧按发酵方式分：批式、连续和半连续按含水量分：液态、固态发酵2、发酵的一般过程：保藏菌种®实验室培养®种子扩大培养®菌种发酵®发酵下游处理3、发酵种子的质量判断标准：形态、气味、生化特性4、微生物育种方法：自然育种、诱变育种，杂交育种、原生质体融合育种、基因工程育种5、常用的理化诱变育种方法：紫外线、快中子、亚硝基胍，亚硝酸，诱变原理6、菌种的常用保藏方法：斜面保藏，砂土管，石蜡油、冷冻干燥、超低温保藏；7、发酵培养基组成：碳源、氮源、无机

2、盐、微量因子、水8、培养基的分类及优化：1）分类形态：固态、半固态和液态；纯度：合成和天然培养基；用途：保藏、种子和发酵培养基；2）培养基的优化：单因素优化，多因素优化，正交设计优化方法3）灭菌技术的种类：干热、湿热、射线等9、发酵周期和生长周期：生长周期分为调整期，对数期，稳定期和衰亡期。发酵周期是一次生产中从开始投料到最后结束生产所需的时间，即完成某一生产任务所需要经过的时间。连续培养可以缩短发酵周期，培养周期和生产周期，但却会延长生长周期。也就是说通过连续培养可以在更短的时间内得到更多的我们所需要的产品。对于初级代谢产物，在对数生长期初期就开始合成并

3、积累次级代谢产物则在对数生长期后期和稳定期大量合成10、发酵的主要参数及其控制：温度、pH、DO（溶解氧）、泡沫；温度：非耦联生长的控温特性每种微生物对温度的要求可用最适温度、最高温度、最低温度来表征。在最适温度下，微生物生长迅速；超过最高温度微生物即受到抑制或死亡；在最低温度范围内微生物尚能生长，但生长速度非常缓慢，世代时间无限延长。在最低和最高温度之间，微生物的生长速率随温度升高而增加，超过最适温度后，随温度升高，生长速率下降，最后停止生长，引起死亡。微生物受高温的伤害比低温的伤害大，即超过最高温度，微生物很快死亡；低于最低温度，微生物代谢受到很大抑制

4、，并不马上死亡。这就是菌种保藏的原理。pH：影响和控制发酵过程pH的因素方法1、调节好基础料的pH。2、在基础料中加入维持pH的物质，如CaCO3，或具有缓冲能力的试剂，如磷酸缓冲液等3、通过补料调节pH4、当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH11、影响发酵过程中溶氧传质系数的因素：发酵罐型式及结构、搅拌器及分布器型式、通气作业本上12、发酵泡沫：产生机理、消泡方式、消泡剂种类作业本上消泡方式有两种：化学消泡和机械消泡；化学消泡：加入化学消泡剂消除泡沫，但高浓度的化学消泡剂会对发酵产生抑制作用，故不能添加太多13、发酵空气过滤的原理和一般流程：两级冷却除

5、水、加热过滤除菌系统；作业本上１——粗过滤器　２——压缩机　　３——贮罐４——冷却器５——丝网分离器　６——过滤器14、好氧发酵设备的种类：机械搅拌罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐及其特点比较机械搅拌罐：它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气自吸式发酵罐有一个特殊的搅拌器，搅拌器由转子和定子组成；没有通气管优点：①节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮罐、总过滤器设备，减少厂房占地面积。②减少工厂发酵设备投资约30％左右。③设备便于自动化、连续化，降低老定强度，减少劳动

6、力。④设备结构简单，溶氧效率高，操作方便。缺点：由于罐压较低，某些产品生产容易造成染菌。气升式发酵罐也称为气流搅拌发酵罐，不用机械搅拌，借通风起到搅拌作用并供给氧气。特点：结构简单，冷却面积小，无搅拌传动设备，料液充满系数大，无须加消泡剂，维修、操作及清洗简便，节省动力，减少染菌等。15、掌握青霉素、柠檬酸、维生素C和谷氨酸的一般发酵工艺特点；青霉素酶工程复习要点：1、酶工程的应用：代表性的固定化实例葡萄糖异构酶—世界上生产规模最大的一种固定化酶。利用固定化乳糖酶可以连续生产低乳糖奶固定化酵母细胞等微生物可用于生产各种酒类固定化氨基酰化酶制备L-丙氨酸世界

7、上第一种工业化生产的固定化酶固定化酶在医药治疗上的应用：青霉素酰化酶催化合成头孢类抗生素固定化酶在分析化学中应用：酶电极2、酶的催化特性；专一性，高效性，温和性3、酶的原核生物合成的调节机理：分解代谢、诱导阻遏、代谢产物阻遏；4、酶合成的四种模式：同步合成，延续合成，中期合成，滞后合成5、提高酶产量的措施；并结合酶生成动力学进行分析；1选育或选择使用优良的产酶细胞2添加诱导物3控制阻遏物的浓度4添加表明活性剂5添加产酶促进剂6、固定化细胞、固定化原生质体发酵产酶的特点；固定化细胞发酵产酶的特点：1提高产酶率2可以反复使用或连续使用较长时间3基因工程菌的质粒

8、稳定，不易丢失4发酵稳定性好5缩短发酵周期，提高设备利用率6产品容