微生物學(xué)奠基人偉大巴斯德

1、微生物學(xué)奠基人偉大巴斯德微生物學(xué)的奠基人微生物學(xué)的奠基人偉大的巴斯德偉大的巴斯德 我國(guó)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品醬油、我國(guó)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品醬油、醋、腐乳等享譽(yù)世界醋、腐乳等享譽(yù)世界 我國(guó)的釀酒已經(jīng)有我國(guó)的釀酒已經(jīng)有4000多多年的歷史年的歷史 我國(guó)的醬油距今已有我國(guó)的醬油距今已有3000 1857年巴斯德證明發(fā)酵是年巴斯德證明發(fā)酵是由于微生物的作用由于微生物的作用密閉式發(fā)酵罐密閉式發(fā)酵罐復(fù)習(xí) 什么叫發(fā)酵？什么叫發(fā)酵？ 發(fā)酵的種類發(fā)酵的種類 什么叫什么叫發(fā)酵工程？發(fā)酵工程？谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑谷氨谷氨酸是酸是味精味精的主的主要成要成分分谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑谷氨

2、酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑 谷氨酸棒狀桿菌在一定谷氨酸棒狀桿菌在一定的條件下能夠利用環(huán)境的條件下能夠利用環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)合成谷中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)合成谷氨酸。氨酸。 在工廠里是在工廠里是怎樣應(yīng)用谷氨酸怎樣應(yīng)用谷氨酸棒狀桿菌來(lái)生產(chǎn)棒狀桿菌來(lái)生產(chǎn)谷氨酸的？谷氨酸的？ 1、選擇菌種、選擇菌種 是不是所有的谷氨酸棒狀桿菌都可用于谷是不是所有的谷氨酸棒狀桿菌都可用于谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)呢？我們應(yīng)該選育什么樣的氨酸發(fā)酵生產(chǎn)呢？我們應(yīng)該選育什么樣的谷氨酸棒狀桿菌作為菌種呢？谷氨酸棒狀桿菌作為菌種呢？只有選擇細(xì)胞膜通透較強(qiáng)，在細(xì)胞內(nèi)不只有選擇細(xì)胞膜通透較強(qiáng)，在細(xì)胞內(nèi)不積累谷氨酸的谷氨酸棒狀桿菌做菌種才積累谷氨酸的谷氨酸

3、棒狀桿菌做菌種才有可能獲得大量的谷氨酸。有可能獲得大量的谷氨酸。 2、培養(yǎng)基的配制、培養(yǎng)基的配制 有了菌種用什么樣的培養(yǎng)基去培養(yǎng)呢？有了菌種用什么樣的培養(yǎng)基去培養(yǎng)呢？ 培養(yǎng)基應(yīng)滿足微生物生長(zhǎng)所需要的碳源、氮源、培養(yǎng)基應(yīng)滿足微生物生長(zhǎng)所需要的碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)需求。水、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)需求。 這種培養(yǎng)基從組成成分和物理性質(zhì)上看屬這種培養(yǎng)基從組成成分和物理性質(zhì)上看屬于哪種培養(yǎng)基于哪種培養(yǎng)基? 從物理性質(zhì)上看是液體培養(yǎng)基，從化學(xué)成分上從物理性質(zhì)上看是液體培養(yǎng)基，從化學(xué)成分上看是天然培養(yǎng)基?？词翘烊慌囵B(yǎng)基。成分成分酸堿度酸堿度豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸二豆餅水解液、玉米漿

4、、尿素、磷酸二氫鉀、氧化鉀、硫酸鎂、生物素氫鉀、氧化鉀、硫酸鎂、生物素pH：783、滅菌、滅菌 配制好培養(yǎng)液后，是否可以立即加入菌種？配制好培養(yǎng)液后，是否可以立即加入菌種？ 不能不能 需要進(jìn)行滅菌需要進(jìn)行滅菌 將培養(yǎng)液投將培養(yǎng)液投放到發(fā)酵罐中，放到發(fā)酵罐中，通入通入98kPa的蒸的蒸汽進(jìn)行滅菌汽進(jìn)行滅菌4、接種、接種 是否可以將所選擇的優(yōu)良谷氨酸棒狀桿菌是否可以將所選擇的優(yōu)良谷氨酸棒狀桿菌直接加入發(fā)酵罐中？直接加入發(fā)酵罐中？ 大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)需要大量的菌種，應(yīng)先經(jīng)過(guò)大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)需要大量的菌種，應(yīng)先經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)多次擴(kuò)大培養(yǎng)用于生產(chǎn)的菌種應(yīng)選擇處于哪個(gè)時(shí)期的谷氨酸棒用于生產(chǎn)的菌種應(yīng)選擇處于

5、哪個(gè)時(shí)期的谷氨酸棒狀桿菌？狀桿菌？ 對(duì)數(shù)期對(duì)數(shù)期5、發(fā)酵、發(fā)酵 發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)該注意控制好哪些條件？發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)該注意控制好哪些條件？ 溫度溫度 pH 氧氣氧氣 培養(yǎng)過(guò)程中不斷進(jìn)行攪拌的目的是什么？培養(yǎng)過(guò)程中不斷進(jìn)行攪拌的目的是什么？ _使空氣形成細(xì)小氣泡，迅速溶解在培養(yǎng)液使空氣形成細(xì)小氣泡，迅速溶解在培養(yǎng)液 使培養(yǎng)液和菌種充分接觸，提高原料的利用率使培養(yǎng)液和菌種充分接觸，提高原料的利用率谷氨酸棒狀桿谷氨酸棒狀桿菌是好氧菌菌是好氧菌6、分離提純、分離提純 溫度溫度30-37 C，pH7-8，經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)28-32h，培養(yǎng)，培養(yǎng)液中就會(huì)產(chǎn)生大量的谷氨酸液中就會(huì)產(chǎn)生大量的谷氨酸50-100g/L 提取

6、出谷氨酸提取出谷氨酸 用適量的用適量的Na2CO3溶液中和溶液中和 過(guò)濾過(guò)濾 濃縮濃縮 離心離心味精味精發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容 （一）發(fā)酵工程的概念（一）發(fā)酵工程的概念 采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種新者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種新技術(shù)。技術(shù)。發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容（二）發(fā)酵工程的內(nèi)容（二）發(fā)酵工程的內(nèi)容 菌種的選育菌種的選育 培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基的配制 滅菌滅菌 擴(kuò)大培養(yǎng)和接種擴(kuò)大培養(yǎng)和接種 發(fā)酵過(guò)程發(fā)酵過(guò)

7、程 產(chǎn)品的分離提純等產(chǎn)品的分離提純等菌種的選育菌種的選育 要想通過(guò)發(fā)酵工程獲得在種類、產(chǎn)量和質(zhì)要想通過(guò)發(fā)酵工程獲得在種類、產(chǎn)量和質(zhì)量等方面符合人們要求的產(chǎn)品，最重要的量等方面符合人們要求的產(chǎn)品，最重要的是要有優(yōu)良的菌種。是要有優(yōu)良的菌種。怎樣才能得到怎樣才能得到優(yōu)良的菌種呢？?jī)?yōu)良的菌種呢？如果生產(chǎn)的是微生物直接如果生產(chǎn)的是微生物直接合成的產(chǎn)物合成的產(chǎn)物可以從自然界中先分離出相可以從自然界中先分離出相應(yīng)的菌種，再用物理或化學(xué)應(yīng)的菌種，再用物理或化學(xué)的方法使菌種產(chǎn)生突變，從的方法使菌種產(chǎn)生突變，從突變個(gè)體中篩選出符合生產(chǎn)突變個(gè)體中篩選出符合生產(chǎn)要求的優(yōu)良菌種。要求的優(yōu)良菌種。如果生產(chǎn)的是一般微生物

8、不能如果生產(chǎn)的是一般微生物不能合成的產(chǎn)品合成的產(chǎn)品 可用基因工程、細(xì)胞工程的方法可用基因工程、細(xì)胞工程的方法對(duì)菌種的遺傳特性進(jìn)行定向改造，對(duì)菌種的遺傳特性進(jìn)行定向改造，以構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌，從而以構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌，從而達(dá)到生產(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品的目的達(dá)到生產(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品的目的 培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基的配制 要進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，有了優(yōu)良的菌種還需要要進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，有了優(yōu)良的菌種還需要有與菌種相適應(yīng)的培養(yǎng)基。在配制培養(yǎng)基有與菌種相適應(yīng)的培養(yǎng)基。在配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)該注意哪些事情呢？時(shí)應(yīng)該注意哪些事情呢？ （1）目的要明確。根據(jù)不同的菌種，應(yīng)選擇）目的要明確。根據(jù)不同的菌種，應(yīng)選擇不同的材料配制培養(yǎng)基。配制的培養(yǎng)基應(yīng)滿

9、足不同的材料配制培養(yǎng)基。配制的培養(yǎng)基應(yīng)滿足微生物在碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、水、無(wú)機(jī)鹽微生物在碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、水、無(wú)機(jī)鹽等方面的營(yíng)養(yǎng)要求。等方面的營(yíng)養(yǎng)要求。 （2）培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)，以利于產(chǎn)物的合）培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)，以利于產(chǎn)物的合成。成。 （3）pH要適宜。要適宜。滅菌滅菌 發(fā)酵工程所用的菌種大多是單一的純種，發(fā)酵工程所用的菌種大多是單一的純種，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中不能混入雜菌。這是為什整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中不能混入雜菌。這是為什么呢？么呢？ 在發(fā)酵過(guò)程中如混入其他微生物，將與菌種形在發(fā)酵過(guò)程中如混入其他微生物，將與菌種形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)發(fā)酵過(guò)程造成不良影響。成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)發(fā)酵過(guò)程造成不良影響。 例如：

10、如果在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中混入放線菌，例如：如果在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中混入放線菌，則放線菌分泌的抗生素就會(huì)使大量的谷氨酸棒則放線菌分泌的抗生素就會(huì)使大量的谷氨酸棒狀桿菌死亡。如果在青霉素生產(chǎn)過(guò)程中污染了狀桿菌死亡。如果在青霉素生產(chǎn)過(guò)程中污染了雜菌，這些雜菌則會(huì)分泌青霉素酶，將合成的雜菌，這些雜菌則會(huì)分泌青霉素酶，將合成的青霉素分解掉。青霉素分解掉。滅菌滅菌 要在發(fā)酵前對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格要在發(fā)酵前對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理。的滅菌處理。 怎樣才算滅菌徹底呢？怎樣才算滅菌徹底呢？ 用高溫、高壓的方式，殺死所有雜菌的胞體、用高溫、高壓的方式，殺死所有雜菌的胞體、芽孢和孢子。芽孢和孢子。 擴(kuò)

11、大培養(yǎng)和接種擴(kuò)大培養(yǎng)和接種 在大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的在大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)，讓他們達(dá)到優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)，讓他們達(dá)到一定數(shù)量以后，再進(jìn)行接種。一定數(shù)量以后，再進(jìn)行接種。 接種過(guò)程防止雜菌污染。接種過(guò)程防止雜菌污染。發(fā)酵過(guò)程發(fā)酵過(guò)程 將菌體接種到裝有培養(yǎng)液的發(fā)酵罐中，還將菌體接種到裝有培養(yǎng)液的發(fā)酵罐中，還需要對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)需要對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行控制。行控制。 發(fā)酵過(guò)程中要隨時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)液中細(xì)菌數(shù)目、發(fā)酵過(guò)程中要隨時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)液中細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程，及時(shí)添加必需的培產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程，及

12、時(shí)添加必需的培養(yǎng)基成分來(lái)延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期的時(shí)間，以得養(yǎng)基成分來(lái)延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期的時(shí)間，以得到更多的發(fā)酵產(chǎn)物。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)到更多的發(fā)酵產(chǎn)物。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行嚴(yán)格控制。行嚴(yán)格控制。 發(fā)酵過(guò)程發(fā)酵過(guò)程 哪些條件能影響菌體的發(fā)酵呢？哪些條件能影響菌體的發(fā)酵呢？ 發(fā)酵生產(chǎn)中溫度、發(fā)酵生產(chǎn)中溫度、pH、溶氧量、轉(zhuǎn)速等對(duì)發(fā)酵、溶氧量、轉(zhuǎn)速等對(duì)發(fā)酵過(guò)程有重大影響。（哪些影響？）過(guò)程有重大影響。（哪些影響？）想一想：發(fā)酵過(guò)程中溫度升高的熱量來(lái)源？ 哪些因素會(huì)影響pH值？ 溶氧量的控制？分離、提純分離、提純 菌體本身，如酵母菌和細(xì)菌等菌體本身，如酵母菌和細(xì)菌等 采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)出來(lái) 代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物 采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進(jìn)行提取。采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進(jìn)行提取。發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用（一）在