發(fā)酵復(fù)習(xí)提綱

3/3發(fā)酵復(fù)習(xí)提綱名詞解釋:1１生工（2)臨界氧：各種微生物對發(fā)酵液中溶氧濃度有一個(gè)最低要求，這一溶氧濃度叫做臨界氧前體：一些添加到培養(yǎng)基中，不促進(jìn)微生物生長,但在微生物的生物合成過程中能直接被微生物利用構(gòu)成產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)的一部分，本身的結(jié)構(gòu)基本不變,而產(chǎn)物產(chǎn)量因此有較大的提高的物質(zhì)。葡萄糖效應(yīng):葡萄糖作為碳源，在葡萄糖沒有被利用完之前，乳糖操縱子就一直被阻遏,乳糖不能被利用,直到葡萄糖被利用完后，乳糖操縱子才進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，形成利用乳糖的酶，這種現(xiàn)象稱葡萄糖效應(yīng)。發(fā)酵:利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動(dòng)來制備微生物菌體或其代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為發(fā)酵發(fā)酵工程:利用微生物特定性狀和功能，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是將傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代化的DＮA重組、細(xì)胞融合、分子修飾和改造等新技術(shù)結(jié)合并發(fā)展起來的發(fā)酵技術(shù)。發(fā)酵熱:在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的凈熱量,由生物熱Q生物、攪拌熱Q攪拌、蒸發(fā)熱Q蒸發(fā)、輻射熱Q輻射組成Q發(fā)酵=Ｑ生物+Q攪拌-Ｑ蒸發(fā)±Q輻射根據(jù)滅菌程度可分為：滅菌，消毒，防腐，清潔代謝控制發(fā)酵：用人工誘變的方法,有意識地改變微生物的代謝途徑，最大限度地積累產(chǎn)物,這種發(fā)酵形象地稱為代謝控制發(fā)酵。發(fā)酵現(xiàn)象分析:以谷氨酸發(fā)酵為例:條件過多（高）過低PＨ前期7.5到8后期1到1.６降低產(chǎn)率N-乙酰谷氨酰胺溶氧（通風(fēng)）浪費(fèi)產(chǎn)生機(jī)械熱乳酸/琥珀酸NH4+谷氨酰胺α—酮戊二酸磷酸纈氨酸降低產(chǎn)量Ｍn2+增加CＯ2的固定有利于谷氨酸合成B族維生素會(huì)使乙酰輔酶A會(huì)促進(jìn)脂肪酸合成，使細(xì)胞壁完整谷氨酸運(yùn)輸困難生物素乳酸/琥珀酸產(chǎn)量降低C/N比100：15~２5前期反應(yīng)速度快容易出現(xiàn)溶氧不足溫度過高后勁不足降低谷氨酸產(chǎn)量發(fā)酵現(xiàn)象分析:2。1發(fā)酵液pH異?？赡茉?=1＼＊GB3\*MEＲＧEFＯRMＡT①是否污染（染菌不同導(dǎo)致pH變化）＝２＼*GB３\＊ＭＥＲGＥＦORＭＡT②碳氮比是否合理,過高偏酸,過低偏堿＝3\＊GＢ3\*ＭＥRGEFOＲMAT③CO2溶解量過高偏酸=４＼＊GB3\*MERＧEFＯRMＡT④氨基氮含量過高偏堿2。2解決方法：＝1\*GB３\＊MＥRＧＥFOＲMAＴ①染菌處理，根據(jù)染菌時(shí)間可分解決方案，前期則直接將培養(yǎng)基再次滅菌，再次接種，中期只能倒罐，末期控制代謝條件盡快結(jié)束發(fā)酵過程降低損失。根據(jù)染菌原因處理方法也不同，如空氣除菌，室內(nèi)滅菌，菌種純種分離，培養(yǎng)基滅菌等=2＼＊GB3\*MＥRGEFORMAT②補(bǔ)料發(fā)酵可解決上述＝2\*GB3\*MEＲGEFOＲMＡT②＝4\*ＧB3\＊MERＧＥＦORMAT④問題＝3＼*GB3\＊MERGＥFOＲMAＴ③通風(fēng)降低ＣＯ2提高溶氧.2.３發(fā)酵液泡沫異?？赡茉?=1\＊GB3\*MERGEFＯＲＭAT①是否污染，污染菌類不同泡沫不同,特別染噬菌體的發(fā)酵液會(huì)變澄清泡沫量會(huì)減少，除此大多污染會(huì)導(dǎo)致泡沫量增加。=2\＊GB3\*MＥＲGEFORMAT②發(fā)酵液粘度，粘度過高產(chǎn)泡量會(huì)增加＝3\*GＢ3＼＊MERGEFORＭAT③攪拌速率攪拌速度大產(chǎn)泡量增加。=4\*GB3\＊MＥRGＥFORMAT④通風(fēng)過高會(huì)使產(chǎn)泡量增加２.4解決方法:=1\＊GＢ3\＊MERGEFOＲMＡＴ①同上=2\*GB３＼＊MERGEFORMAＴ②培養(yǎng)基的成分改良,或預(yù)處理＝3＼*GB3\＊MERGＥFOＲMAＴ③合理調(diào)控?cái)嚢杷俣?4\＊GＢ3\＊ＭEＲGEFＯRMＡT④降低通風(fēng)=5\*GＢ3\＊MERＧEＦORMＡT⑤加入消泡劑2。５產(chǎn)率下降：＝1\＊ＧB３＼＊MＥＲGEFOＲＭAＴ①是否污染=2\*GＢ3\＊MERGEＦORMAT②代謝條件的控制包括溫度、壓強(qiáng)、PH、攪拌速度、通風(fēng)(溶解氧）、培養(yǎng)基成分、補(bǔ)料等。2。6解決方法：＝1＼*GB3＼＊ＭERＧEFOＲＭＡT①同上=2\＊GB3\*MERＧEFORMAT②根據(jù)不同情況，具體分析菌種活性降低原因：=１\*GB3\*MＥRGEＦORＭAT①菌種老化＝2\*GB3＼*ＭERGＥFOＲＭAT②原種污染＝3＼＊GＢ３\＊MＥＲGEFOＲＭAＴ③不科學(xué)轉(zhuǎn)管＝４\＊GB3\＊MERGEFORＭAT④有害突變的發(fā)生解決方法：=1\＊GB３\*MＥRＧＥFＯＲMＡT①定期做菌種復(fù)壯=2\＊ＧＢ3\＊MERＧEFORMAT②優(yōu)產(chǎn)菌株的分離純化=３\＊GB3\＊MＥRGEFORMＡＴ③控制傳代次數(shù)＝4\＊GB3\＊MERGEFORＭAT④采用不同細(xì)胞進(jìn)行傳代＝５＼*ＧB3\＊MＥRGＥFORＭAT⑤采用有效的菌種保藏方法發(fā)酵染菌的現(xiàn)象：=1＼＊GＢ3＼*MEＲGＥFＯRMＡT①產(chǎn)泡量增加=２\＊GB3＼＊ＭERGEFOＲMAＴ②產(chǎn)率降低=３\*ＧB３\*ＭＥRGEFORMＡＴ③pH異常=4＼＊ＧＢ3\*MERGＥFORMＡT④罐內(nèi)溫度異常=5\*GB3＼＊MＥRGEFORMＡT⑤產(chǎn)氣量異常(罐內(nèi)壓強(qiáng)變化)=6\＊ＧB3\*ＭERＧEFORMAT⑥渾濁度變化（菌體濃度)=7＼＊GB3\＊ＭEＲGＥＦＯRMAＴ⑦菌體生長差注：青霉素發(fā)酵污染:細(xì)短產(chǎn)氣桿菌鏈霉素發(fā)酵污染：細(xì)短桿菌、假單胞菌、產(chǎn)氣桿菌四環(huán)素發(fā)酵污染：雙球菌、芽孢桿菌、莢膜桿菌檸檬酸發(fā)酵：青霉菌谷氨酸：噬菌體染菌不同時(shí)期對發(fā)酵的影響:種子培養(yǎng)期,營養(yǎng)成分豐富易染菌，處理方法，滅菌排放對種子罐和管道檢查滅菌;前期，污染處理，滅菌再次接種;中期,污染危害較大，損失較大，一般是滅菌倒罐；后期,污染危害相對小些，應(yīng)盡早結(jié)束發(fā)酵。攪拌作用：=１\＊ＧB3\＊ＭERＧEFOＲMAＴ①增加溶氧=2\＊GＢ３＼*MERＧEFORMAＴ②使培養(yǎng)基成分和菌體均勻分布，發(fā)酵液成分均勻抗生素發(fā)酵：多烯類包括制霉菌素、兩性霉素B、球紅霉素、曲古霉素等主要作用破壞細(xì)胞質(zhì)膜功能注:抗生素發(fā)酵主要包括:抑制細(xì)胞壁肽聚糖合成類、破壞細(xì)胞質(zhì)膜合成類、抑制蛋白質(zhì)合成類、抑制能量代謝類、抑制神經(jīng)傳遞類、抑制DNA、ＲNA合成類一般抗生素生產(chǎn)流程菌株—-孢子制備——種子——發(fā)酵液（加前體)——提取液--精制-—包裝-—分裝罐體滅菌方法:=1\＊GＢ３\＊ＭERＧEFＯRMAT①（實(shí)消）實(shí)罐滅菌,發(fā)酵罐與培養(yǎng)基一起滅菌=2＼*ＧB3＼＊MＥRGＥFOＲMAT②(空消）培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時(shí)，發(fā)酵罐需在培養(yǎng)基滅菌之前直接用蒸汽進(jìn)行空罐滅菌高效前置過濾空氣除菌流程：高效前置過濾器——壓縮機(jī)-—貯罐—-冷卻器-—絲網(wǎng)分離器—-加熱器-—過濾器注:空氣除菌一般方法:熱殺菌、輻射殺菌、靜電除菌、過濾除菌淀粉處理：淀粉（水解）—-糊精——麥芽糖-—葡萄糖——5－羥基糠醛（色素）或復(fù)合二糖（糖化）＝１＼*GB3\＊ＭＥRGＥFＯＲＭAＴ①酸解法：是淀粉水解糖制備的傳統(tǒng)方法，它是以無機(jī)酸為催化劑，在高溫高壓下將淀粉水解為葡萄糖的方法。優(yōu)點(diǎn):工藝簡單、水解時(shí)間短、設(shè)備生產(chǎn)能力大。缺點(diǎn)：高溫高壓以及酸的腐蝕對設(shè)備有一定的要求；副反應(yīng)多,影響水解糖液的質(zhì)量;對原料要求嚴(yán)格,淀粉顆粒必須大小均勻，否則水解不均一不徹底。=2\*ＧB3\＊MEＲGＥＦORMＡT②酶解法:（雙酶水解法)是用專一性很強(qiáng)的α—淀粉酶將原料淀粉水解為糊精和低聚糖(液化）,再用糖化酶繼續(xù)水解為葡萄糖的制糖工藝(糖化)。優(yōu)點(diǎn)：條件溫和,設(shè)備要求低；酶專一性強(qiáng)，副反應(yīng)少；淀粉液初始濃度較高,對原料要求較低;糖液顏色淺，較純凈。缺點(diǎn)：生產(chǎn)周期長，需要專門的設(shè)備（培養(yǎng)酶），過濾困難（酶是蛋白質(zhì)）。注:①酸酶法：是先將淀粉用酸水解成低聚糖和糊精,再用糖化酶將其水解成葡萄糖的工藝。②酶酸法：是先用α-淀粉酶將原料淀粉水解到一定程度，過濾除去雜質(zhì)后，再用酸完全水解的工藝。糖液質(zhì)量：酶解法>（酸酶法〉酶酸法)>酸解法糖液粘度:酸解法＞酸酶結(jié)合法＞酶解法水解時(shí)間：酶解法＞酸酶結(jié)合法＞酸解法避免污染方法：原料預(yù)處理、培養(yǎng)基滅菌、設(shè)備滅菌、定期檢查發(fā)酵設(shè)備及管道、嚴(yán)格培養(yǎng)物的移接、預(yù)防噬菌體污染抗結(jié)構(gòu)類似物突變菌株的選育方法：紫外誘變育種基本流程：=1＼＊GＢ3＼*MERGＥFＯRMＡT①出發(fā)菌株選擇：直接分離的野生菌株、生產(chǎn)菌株、誘變處理的菌株=2\*GＢ３\*ＭEＲGEFＯＲMAT②制備菌懸液＝3\*ＧＢ3\＊ＭERＧEFORＭAT③誘變處理＝4＼*GB３\＊ＭERＧＥFORMAＴ④突變菌株篩選：將誘變菌株涂布與加入底物類似物的培養(yǎng)基上，經(jīng)過培養(yǎng)產(chǎn)生生長圈的菌株即為抗結(jié)構(gòu)類似物突變菌株。發(fā)酵染菌的原因：＝１\*GB3\*ＭERGEＦOＲMAT①培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底=2＼＊GB3\*MERGEＦOＲMＡT②種子帶菌＝3\*GB3＼＊MERGEFOＲMAＴ③空氣除菌不徹底＝4\＊ＧB3＼＊ＭEＲＧEFORMAＴ④設(shè)備滲漏=５\＊ＧB3\*MEＲGEFＯRＭＡT⑤無菌操作不當(dāng)=６\*ＧB3\＊MERGEＦＯRMAT⑥無菌室滅菌不徹底=7\＊GＢ３\＊MＥRGEFORＭAT⑦補(bǔ)料染菌pH調(diào)節(jié):根據(jù)代謝產(chǎn)物調(diào)整培養(yǎng)基成分＝１\*ＧB3\*ＭERGＥFORＭAT①添加碳酸鈣,采用生理堿性原料作為氮源時(shí)會(huì)使ＰH下降=2＼＊GＢ3\＊MＥRGEＦORMＡT②氨水流加既是氮源也是PH調(diào)節(jié)劑=3\