发酵工艺原理知识点归纳

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1、所学内容：1、菌种：选育、培养、保藏；2、发酵的概念、原理、参数控制；3、介绍一些产品的发酵过程第一章绪论一、发酵1、发酵的定义：培养生物细胞（包括动物细胞、植物细胞和微生物）来制得产物的过程。2、发酵工业：根据有无风味要求分为酿造工业和发酵工业。3、实现发酵需具备的条件：①适宜的微生物；②保证微生物进行代谢的条件（pH、营养、温度等）；③进行发酵的设备；④有提取精制产品的方法和设备二、发酵工业的沿革①天然发酵阶段：嫌气发酵、非纯种培养（靠的是经验），质量不稳定。②纯种培养技术的建立：巴斯德认识到发酵是由微生物所进行的化

2、学反应；柯赫建立了单种微生物的分离和纯培养技术。——表面培养、产量少③通气搅拌发酵技术的建立：青霉素④代谢控制发酵技术：运用动态生物化学、遗传学知识，控制生物合理代谢。⑤开拓发酵原料时期；⑥基因工程阶段三、发酵工业的范围1、微生物菌体发酵：酵母、微生物菌体蛋白（scp单细胞蛋白）、藻类、活性乳酸菌制剂、真菌、生物杀虫剂。2、微生物酶发酵：工业应用的酶大都来自微生物发酵。3、微生物代谢产物发酵初级代谢产物：对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等次级代谢产物：菌体生长静止

3、期中，某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特性的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等4、微生物转化发酵：利用微生物细胞的一种或多种酶把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物的生化反应，特点是特异性强，包括反应特异性、结构位置特异性和立体特异性。最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。15、利用生物技术所得的生物细胞发酵①消除环境污染；②保持生态平衡；③湿法冶金；④利用生物技术所得的生物细胞发酵四、发酵工业的特征1、发酵原料的选择和预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选

4、择及工艺条件控制4、发酵产物的分离纯化5、发酵废弃物的回收利用五、发展趋势第二章工业微生物的生长与产物的生物合成微生物的特点：体积小、繁殖快、吸收转化快、适应性强、容易变异、分布广、种类多、代谢类型多。一、微生物的生长与分化1、微生物的生长繁殖（1）细菌：无性二等分裂。菌龄一般指培养时间。（2）放线菌：无性孢子或借菌丝断片，后者常见于液体培养。（3）霉菌（丝状真菌）：无性孢子和有性孢子。（4）酵母菌：出芽繁殖，可能形成假菌丝体。2、微生物的生长曲线纵坐标：细胞数目的对数；横坐标：时间①延滞期（适应期）：微生物数目保持不变

5、或略有降低，菌体生长速率为零，代谢机能非常活跃。时间越短越好。②对数生长期：生长速度迅速增加，细胞的化学组成与生理学性质稳定，代谢及其旺盛。常用于进行接种、生化研究。③稳定期（平衡期）：生长速率与死亡速率达到动态平衡，开始积累贮存物，如糖原、脂肪、异染颗粒等，大多数芽孢细菌形成芽孢，许多微生物合成大量次级代谢产物。④衰亡期：营养物质几乎耗尽，毒性物质大量积累，细胞死亡速率迅速增加，呈现多种形态，如原生质凝聚、形成菌丝断片、形成“沉没孢子”等。23、微生物细胞的分化：从营养菌丝体产生不同形态类型细胞的过程二、代谢产物的生源

6、说与生物合成1、初级代谢产物：产生菌多为代谢失调的突变体。2、合成次级代谢产物的特征（1）次级代谢产物具有种特异性：分类学上相同的菌种能产生不同结构的抗生素（如灰色链霉菌既能合成链霉素又能合成杀假丝菌素）；分类学上不同的微生物也能产生相同的抗生素（如能产生头孢菌素C的菌有霉菌和链霉菌）（2）分批发酵时，产生菌生长周期分为三个时期：菌体生长期、产物合成期、菌体自溶期（3）次级代谢产物不少是结构相似的混合物次级代谢产物的合成受多基因控制：如质粒在次级代谢产物合成中起着重要的作用3、次级代谢产物的构建单位的生源说和生物合成生源

7、说：次级代谢产物分子中构建单位的各种原子的起源（1）聚酮体：许多次级代谢产物是由乙酸、丙酸、丁酸单位和某些短链脂肪酸通过聚酮体途径衍生来的（2）甲羟戊酸（3-甲基-3，5-二羟基戊酸）（3）糖类和氨基糖（4）不常见的氨基酸（5）环多醇和氨基环多醇（6）非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱的生物合成4、次级代谢产物生物合成的基本过程（1）构建单位的聚合（2）次级代谢产物的最终修饰三、微生物生物合成的主要调控机制1、次级代谢与初级代谢的关系次级代谢产物和初级代谢产物对产生菌的生长繁殖作用不同，但它们的生物合成途径相互联系，合成途径与初级代

8、谢途径相互交叉又相互制约。菌体代谢过程中产生的某些中间产物既可用于合成初级代谢产物，又可用于合成次级代谢产物，这种中间产物叫做“分叉中间体”2、初级代谢产物生物合成中的主要调控机制（1）酶活性的调节31）酶活性的激活：前提激活最常见，多发生在分解代谢途径，代谢途径后面的反应可被该途径较前面的一种代谢中间产物所促进。2