大腸桿菌高細(xì)胞密度發(fā)酵

1、課程名稱：發(fā)酵工程設(shè)計(jì)題目：大腸桿菌的高細(xì)胞密度發(fā)酵院系：生物與食品工程學(xué)院學(xué)號(hào)：202206040030專業(yè)班級(jí)：11 生物技術(shù)指導(dǎo)教師：李安華2022 5 26 日設(shè)計(jì)題目枯草芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化學(xué)生姓名鄭帥超設(shè)計(jì)要求：所在院系生物與食品工程學(xué)院專業(yè)年級(jí)班11 生物技術(shù)1、樹立正確的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探究的作風(fēng)和學(xué)風(fēng)。2、依據(jù)所給資料，依據(jù)任務(wù)書中提出的范圍和要求按時(shí)獨(dú)立完成，不得延誤，不得抄襲他人成果。3、說明書應(yīng)字跡清楚文字通順，并附有各項(xiàng)設(shè)計(jì)成果表，摘引其他書籍或雜志的材料必需注明出處。4、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求標(biāo)準(zhǔn)、有用、切合實(shí)際。5、設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)

2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展。6、設(shè)計(jì)完畢后，以個(gè)人為單位提交設(shè)計(jì)說明書一份后附流程圖。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1、在教師的幫助下完成題目設(shè)計(jì)。2、學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)、資料制定試驗(yàn)路線，并有指導(dǎo)教師檢查試驗(yàn)路線的合理性和可行性。3、學(xué)生在試驗(yàn)室完成試驗(yàn)方案。4、完成課程設(shè)計(jì)說明書的初稿，由指導(dǎo)教師幫助修改，最終定稿。參考文獻(xiàn)閱讀：2022-10-01，177288.2陳堅(jiān) ,等. ,2022 ,14(4) :452455.3李民 ,陳常慶 ,樸勤 ,等. 生物工程學(xué)報(bào) ,2022 ,14(3) :270275.4,陳常慶. ,2022,28(3):3033.5 李民 ,陳常慶 ,樸勤等 ,生物工程學(xué)報(bào) ,2022 ,

3、14 (3) :270275.,2022,29(1):2528.7徐皓 ,李民 ,阮長(zhǎng)庚 ,等. 工業(yè)微生物 ,2022 ,28(2) :2025.8劉社際 ,楊立明. ,2022 ,12 (1) :29 31.工作打算：2022.5.11 分組并確認(rèn)指導(dǎo)教師，在教師指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn)，確定題目。2022.5.12-2022.5.13 進(jìn)展理論試講階段，確定試驗(yàn)路線，然后確定試驗(yàn)方案。2022.5.14-2022.5.17 進(jìn)展試驗(yàn)操作和書寫設(shè)計(jì)說明書。2022.5.18-2022.5.22 修改說明書，和指導(dǎo)教師溝通。 上交課程設(shè)計(jì)說明書，并由指導(dǎo)教師填寫評(píng)語和成績(jī)。任務(wù)下達(dá)日期：2022 年5

4、 月13 日任務(wù)完成日期：2022 年5 月26 日指導(dǎo)教師簽名：學(xué)生簽名：枯草芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化枯草芽孢桿菌產(chǎn)淀粉酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化摘要：大腸桿菌被廣泛地用于基因工程菌的構(gòu)建，以獲得大量的外源基因產(chǎn)物 ,利用基因重組技術(shù)構(gòu)建的基因工程菌的發(fā)酵工藝不同于傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝。生物工程菌發(fā)酵的目的是期望能獲得大量的外源基因產(chǎn)物 ,的高水平表達(dá)不僅涉及宿主 ,載體和目的基因三者之間的相互關(guān)系,而且與其所處環(huán)境條,需要對(duì)影響外源基因表達(dá)的因素進(jìn)展分析 ,度培育是近幾年發(fā)酵工業(yè)的目標(biāo)和方向 。近幾年 ,人們對(duì)高密 度發(fā)酵(high cell density fermentation)進(jìn)展了大量的爭(zhēng)

5、辯 ,并取得了可喜的成果。對(duì)于大腸桿菌 ,尤其是重組大腸桿菌的發(fā)酵來講 ,實(shí)現(xiàn)高密度發(fā)酵 ,可相應(yīng)地縮小生物反響器的體積 和降低生物量的分別,從而降低生產(chǎn)本錢 ,和對(duì)策加以爭(zhēng)辯,并探討了如何提高大腸桿菌高密度發(fā)酵工藝技術(shù)水平。摘要：關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 大腸桿菌高密度發(fā)酵培育基溶氧值菌體密度1.設(shè)計(jì)背景1.設(shè)計(jì)背景11.1大腸桿菌簡(jiǎn)介1高細(xì)胞密度發(fā)酵技術(shù)概述1影響大腸桿菌高細(xì)胞密度發(fā)酵的因素22.設(shè)計(jì)方案32.1 2.設(shè)計(jì)方案32.1 試驗(yàn)材料與條件32.2 培育基32.3 總工藝流程43.方案實(shí)施53.1 種子的擴(kuò)大培育53.3 發(fā)酵罐的滅菌實(shí)消53.4 接種53.5 3.4 接種53.5 取

6、樣檢測(cè)分析53.6 補(bǔ)料63.7 倒罐64.收獲與致謝75.參考文獻(xiàn)86.附件91.設(shè)計(jì)背景1.設(shè)計(jì)背景1.1 大腸桿菌簡(jiǎn)介1.1 大腸桿菌簡(jiǎn)介大腸埃希氏菌(Escherichia coli )通常稱為大腸桿菌，1885 Theodor Escherich覺察，分布在自然界，大多數(shù)是不致病的，主要附生在人或動(dòng)物的腸道里,為正常菌群，,可引起疾病。大腸桿菌是細(xì)菌，屬于原核生物，具有由肽聚糖組成的細(xì)胞壁，只含有核糖體簡(jiǎn)潔的細(xì)胞器，沒有細(xì)胞核有擬核，細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)粒常用作基因工程中的運(yùn)載體。其代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型。技術(shù)操作簡(jiǎn)潔，培育條件簡(jiǎn)潔，大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟(jì)，倍受遺傳工程專家的重視。目前大腸桿菌是應(yīng)

7、用最廣泛，最成功的表達(dá)體系，常做高效表達(dá)的首選體系。落呈深紫色，并有金屬光澤，可鑒別大腸桿菌是否存在。高細(xì)胞密度發(fā)酵技術(shù)概述基因工程技術(shù)和大規(guī)模培育技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得原來無法獲得的很多自然蛋白能夠大量生產(chǎn)：由于大腸桿菌(EscheHchiacolo構(gòu)造簡(jiǎn)潔、遺傳學(xué)背景清楚、生長(zhǎng)周期短、,已被廣泛應(yīng)用于重組蛋白,以及非蛋白的生物分 是指在肯定條件和培育體系下，獲得最多的細(xì)胞量，由此更多地或更高效地獲得目的產(chǎn)物。即利用肯定的培育技術(shù)和裝置提高菌體的發(fā)酵密度，使菌體密度較一般培育有顯著提高，最終提高產(chǎn)物的比生產(chǎn)率(單位體積單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的產(chǎn)量)培育體積，強(qiáng)化下游分別提取，還可以縮短生產(chǎn)周期、削減設(shè)

8、備投資，從而降低生產(chǎn)本錢。50 g(DCW)L即為高密度發(fā)酵。依據(jù)Riesenbere計(jì)算，理論400 g(DCWL)，考慮到實(shí)際狀況中的種種 3 m，寬 1m 的大腸桿菌，發(fā)酵液粘度很高，幾乎喪失流淌性。迄今為止，大 腸桿菌E coli W3110 174 g(DCWL)，生產(chǎn)聚3 羥1 754 g(DCWL)。1影響大腸桿菌高細(xì)胞密度發(fā)酵的因素生物量，表達(dá)產(chǎn)物在菌體內(nèi)和發(fā)酵液中的濃度比較低，難以獲得抱負(fù)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用高密度發(fā)酵不但可獲得較高的生物量，而且可顯著提高目的基因表達(dá)產(chǎn)物的濃度。高密度發(fā)酵對(duì)發(fā)酵設(shè)備有較高的要求，而且對(duì)發(fā)酵條件也有格外高的要求。影響pH 值、補(bǔ)料方式及發(fā)

9、酵液流變學(xué)特性等。22.設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)材料與條件試驗(yàn)材料由生物與食品工程學(xué)院試驗(yàn)室培育的大腸桿菌菌種試驗(yàn)條件溫度：37 PH：7.27.6OD：20%80%接種量：1%CO2 溶解度：1%3% PH：氨水通氣量：100L/h設(shè)備：空壓機(jī)；50L 發(fā)酵罐；蒸汽加熱器；分光光度計(jì)等培育基以整個(gè)過程需要三種培育基：種子培育基的配比牛肉膏牛肉膏蛋白胨氯化鈉水1.2g4.0g2.0g400ml35L葡萄糖葡萄糖蛋白胨硫酸氨磷 酸 二氫鉀105g磷酸氫二鉀630g硫酸鎂350g175g420g42g酵母提取物402.5g3流加培育基的配比 3L葡萄糖酵母膏氯化銨磷酸氫二鉀磷酸二氫鉀硫酸鎂氯化鈉12g9g12

10、g6g3g3g39g2.32.3 總工藝流程種子的擴(kuò)大培育發(fā)酵罐的前期預(yù)備實(shí)消接種取樣檢測(cè)分析補(bǔ)料種子的擴(kuò)大培育發(fā)酵罐的前期預(yù)備實(shí)消接種取樣檢測(cè)分析補(bǔ)料倒罐倒罐43.方案實(shí)施3.方案實(shí)施3.13.1 種子的擴(kuò)大培育種子培育基經(jīng)過配制和滅菌之后，在超凈工作臺(tái)中，用接種環(huán)從保存斜面中接一環(huán)至發(fā)酵罐的前期預(yù)備發(fā)酵罐的清洗頂?shù)忍?。用?biāo)準(zhǔn)溶液校正電極發(fā)酵罐的滅菌實(shí)消配制發(fā)酵培育基并參加發(fā)酵罐進(jìn)展滅菌染菌現(xiàn)象取樣口上連接一段硅膠管，在硅膠管上安裝節(jié)流夾，以防止培育基在滅菌時(shí)流出。60121下滅菌0.35L/min通冷卻水管腳開挽拌在低轉(zhuǎn)速下進(jìn)展培育基的冷卻接種接種是在發(fā)酵罐頂部接種口進(jìn)展。適當(dāng)降低通風(fēng)量，

11、在接種口四周纏繞上經(jīng)酒精浸泡1，37，pH7.4300rpm。100L/h.的條件下進(jìn)展發(fā)酵培育。取樣檢測(cè)分析復(fù)原糖含量的測(cè)定復(fù)原糖含量測(cè)定用的是菲林試劑法。5氨基氮含量的測(cè)定氨基氮含量的測(cè)定用的是甲醛滴定法菌體濃度的測(cè)量1.0吸光度的測(cè)定。此時(shí)菌體密度即為吸取值與稀釋倍數(shù)的乘積。10mL。試驗(yàn)是原始數(shù)據(jù)補(bǔ)料PHDO 值OD 值的變化，進(jìn)展補(bǔ)料培育基的配制滅菌后，用補(bǔ)料瓶進(jìn)展補(bǔ)料，期間要留意無菌操作和要留意蠕動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)中自于硅膠管的彎曲折疊，消滅的堵塞現(xiàn)象以及水的滲漏等問題。特別需要留意在肯定的階段泡沫有可能大量生成。倒罐為了安全起見，防止菌體污染環(huán)境，倒灌前須對(duì)發(fā)酵液進(jìn)展滅菌，升溫到90 度，滅菌三格外鐘，倒掉發(fā)酵液，并把發(fā)酵罐徹底的進(jìn)展清洗干凈。64.收獲與致謝致以真誠(chéng)的謝意和崇高的敬意。作，才使我得以順當(dāng)?shù)赝瓿蛇@次課程設(shè)計(jì)。了所遇到的難題，為我以后在求學(xué)和生活道路上打好了堅(jiān)實(shí)的根底。最終再一次真誠(chéng)的感謝全部在課題設(shè)計(jì)中幫助過我的良師益友和親愛的同學(xué)們。75.參考文獻(xiàn)5.參考文獻(xiàn)1李寅等著高細(xì)胞密度發(fā)酵技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社 2陳堅(jiān),李寅,毛英鷹,等. 生物工程學(xué)報(bào),2022 ,14(4) :452455.3,等. ,2022,14(3):270275.4,陳常慶. ,2022,28(3):3033.5 ,2022 ,14 (3) :270275.6,2022