發(fā)酵工程總結(jié)

發(fā)酵工程總結(jié)()發(fā)酵工程總結(jié)()

發(fā)酵工程總結(jié)（供參考）

1.自然選菌（從自然界篩選菌種的步驟主要有哪些？）（12）

采樣，增殖培育，純種分別，性能測定。生產(chǎn)中選種，抗噬菌體菌種選育，菌落形態(tài)變異菌種選育。利用環(huán)境選擇作用選菌。2.溶氧掌握

加強(qiáng)攪拌，增大空氣流量，減小培育基粘度，提高氧分壓，適當(dāng)?shù)南輨?.影響因素（PH，溶氧）

PH：攪拌，空氣流量，培育液性質(zhì)，消泡劑，微生物生長，離子強(qiáng)度，溫度，氧分壓溶氧：菌種，培育基成分，培育條件4.發(fā)酵罐根本條件

相宜高徑比，承受肯定壓力，氣液充分混合，足夠冷卻面積，削減死角，滅菌徹底，密封嚴(yán)密，削減泄漏。

5.化學(xué)修飾調(diào)整理論，變構(gòu)調(diào)整

指通過酶分子本身化學(xué)組成上的轉(zhuǎn)變引起酶活性的變化，修飾等，導(dǎo)致酶的化學(xué)組成發(fā)生變化從而提高或降低酶的活性。

指特別效應(yīng)物（變構(gòu)造蛋白質(zhì)）與酶結(jié)合后，使酶分子的空間構(gòu)型發(fā)生變化，導(dǎo)致酶活性的轉(zhuǎn)變。稱調(diào)整酶（變構(gòu)酶）6．微生物酶制劑的優(yōu)點

酶品種多，新酶種易得。/菌種易誘變，代謝易調(diào)控。/易培育和規(guī)?；?，周期短，產(chǎn)量大?；蛞撞僮?，優(yōu)質(zhì)種易得。/不受季節(jié)，氣候和地域限制。7.空氣過濾除菌機(jī)理

布朗集中運動，攔截滯留作用，慣性沖擊作用，重力沉降作用，靜電吸附作用。8.機(jī)械攪拌發(fā)酵罐特點

優(yōu)點：PH和溫度易控，使用和適應(yīng)性好，放大簡單，應(yīng)用廣缺點：動力消耗大，易損傷細(xì)胞，構(gòu)造簡單，不易清洗，易污染9.雜交育種的類型(p28)

細(xì)菌`：接合，轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)導(dǎo)。霉菌：有性生殖和準(zhǔn)性生殖10.雜菌檢測的方法（P98）

平板劃線、液體培育基、顯微鏡檢查

11.酶合成和酶活性的調(diào)整（誘導(dǎo)酶，組成酶）

酶活性：酶活性的調(diào)整是指微生物通過轉(zhuǎn)變已有酶的催化活性來調(diào)整代謝的進(jìn)展酶合成：酶的合成調(diào)整是說微生物通過調(diào)整酶的種類和數(shù)量來調(diào)整代謝的進(jìn)展.誘導(dǎo)酶：又稱適應(yīng)性酶，指依靠于酶底物或底物的構(gòu)造類似物（誘導(dǎo)劑）的存在而合成的酶。組成酶：指不依靠與酶底物或底物的構(gòu)造類似物的存在而合成的酶12.培育基配置的原則針對培育的目的和需要掌握養(yǎng)分物質(zhì)的濃度和配比調(diào)整PH及氧化復(fù)原電勢價廉易得原料及留意事項13.影響滅菌因素

培育基成分，培育基物理狀態(tài)，培育基PH，培育基微生物數(shù)量，微生物細(xì)胞含水量，微生物細(xì)胞菌齡，微生物耐熱性。14.分支生物合成的調(diào)整方式

同工酶調(diào)整挨次反應(yīng)調(diào)整累加反應(yīng)調(diào)整增效反應(yīng)調(diào)整激活和抑制聯(lián)合調(diào)整酶的共作修飾

15.抗生素，產(chǎn)生菌的選育抗生素產(chǎn)生菌的分別

抗性菌的試驗（穿插畫線法）16.基因工程育種的根本過程目的基因的獵取載體的選擇和制備目的基因與載體融合重組基因?qū)胨拗骷?xì)胞目的基因的篩選與鑒定17.雜菌污染的途徑

設(shè)備機(jī)構(gòu)不嚴(yán)密，閥門不多，設(shè)備有死角

空氣過濾不徹底種子不純原料滅菌不徹底環(huán)境衛(wèi)生不合格18.原生質(zhì)體融合，篩選，制備（P32~34）見書上的圖

指通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)展融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過程。19.變異菌的篩選方案（P24）

搖瓶篩選、從菌落和個體形態(tài)上的變化進(jìn)展分析，平皿快速檢測，養(yǎng)分缺陷型篩選（梯度篩選），抗性突變株篩選，高分子廢棄物分解菌篩選20.微生物代謝調(diào)控的途徑①發(fā)酵條件的掌握②轉(zhuǎn)變細(xì)胞透性

③菌種遺傳特性的轉(zhuǎn)變

21.次級代謝和初級代謝的比擬1概念不同

在微生物的新陳代謝中，一般將微生物從外界汲取各種養(yǎng)分物質(zhì)，通過分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動的物質(zhì)和能量的過程，稱為初級代謝

而次級代謝是相對于初級代謝而提出的一個概念。一般認(rèn)為，次級代謝是指微生物在肯定的生長時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對微生物的生命活動無明確功能的物質(zhì)的過程2產(chǎn)物不同

初級代謝的產(chǎn)物，即為初級代謝產(chǎn)物。如單糖或單糖衍生物、核苷酸、維生素、氨基酸、脂肪酸等單體以及由它們組成的各種大分子聚合物，如蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)等生命必需物質(zhì)。

通過次級代謝合成的產(chǎn)物稱為次級代謝產(chǎn)物，大多是分子構(gòu)造比擬簡單的化合物。依據(jù)其作用，可將其分為抗生素、激素、生物堿、毒素等類型

次級代謝產(chǎn)物可積存在細(xì)胞內(nèi)，但通常都分泌到細(xì)胞外，有些與機(jī)體的分化有肯定的關(guān)系，并在同其它生物的生存競爭中起著重要的作用。<3存在范圍不同

初級代謝的代謝系統(tǒng)、代謝途徑和代謝產(chǎn)物在各類生物中都根本一樣，它是一類普遍存在于各類微生物中的一種根本代謝類型。<

次級代謝只存在于某些微生物中，并且代謝途徑和代謝產(chǎn)物因生物不同而不同，就是同種生物也會由于培育條件不同而產(chǎn)生不同的次級代謝產(chǎn)物。<4對微生物的作用不同

通過初級代謝，能使養(yǎng)分物轉(zhuǎn)化為構(gòu)造物質(zhì)、具生理活性物質(zhì)或為生長供應(yīng)能量，因此初級代謝產(chǎn)物，通常都是機(jī)體生存必不行少的物質(zhì)，只要在這些物質(zhì)的合成過程的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙，輕則引起生長停頓，重則導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生突變或死亡，是一種根本代謝類型。

次級代謝產(chǎn)物一般對菌體自身的生命活動無明確功能，不參加細(xì)胞構(gòu)造組成，也不是酶活性必需的，不是機(jī)體生長與生殖所必需的物質(zhì)，即使在次級代謝的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙，也不會導(dǎo)致機(jī)體生長的停頓或死亡，至多只是影響機(jī)體合成某種次級代謝產(chǎn)物的力量。但很多次級代謝產(chǎn)物通常對人類和國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展有重大影響5同微生物生長過程的關(guān)系

初級代謝自始至終存在于生活的菌體中，同菌體的生長過程呈平行關(guān)系，只有微生物大量生長，才能積存大量初級代謝產(chǎn)物

次級代謝則是在菌體生長到肯定時期內(nèi)（通常是微生物的對數(shù)生長期末期或穩(wěn)定期）產(chǎn)生的，它與機(jī)體的生長不呈平行關(guān)系，一般可明顯地表現(xiàn)為菌體的生長期和次級代謝產(chǎn)物形成期二個不同的時期。

6對環(huán)境條件的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上明顯不同

初級代謝產(chǎn)物對環(huán)境條件的變化敏感性小（即遺傳穩(wěn)定性大），而次級代謝產(chǎn)物對環(huán)境條件變化很敏感，其產(chǎn)物的合成往往因環(huán)境條件變化而停頓。7相關(guān)酶的專一性不同

相對來說催化初級代謝產(chǎn)物合成的酶專一性強(qiáng)，催化次級代謝產(chǎn)物合成的某些酶專一性不強(qiáng)，因此在某種次級代謝產(chǎn)物合成的培育基中參加不同的前體物時，往往可以導(dǎo)致機(jī)體合成不同類型的次級代謝產(chǎn)物

另外，催化次級代謝產(chǎn)物合成的酶往往是一些誘導(dǎo)酶，它們是在菌體對數(shù)生長末期或穩(wěn)定生長期里，由于某種中間代謝產(chǎn)物積存而誘導(dǎo)機(jī)體合成的一種能催化次級代謝產(chǎn)物合成的酶，這些酶通常因環(huán)境條件變化而不能合成。8兩者既有區(qū)分性又有連續(xù)性

在微生物的新陳代謝中，先產(chǎn)生初級代謝產(chǎn)物，后產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物。初級代謝是次級代謝的根底，它可以為次級代謝產(chǎn)物合成供應(yīng)前體物和所需要的能量；初級代謝產(chǎn)物合成中的關(guān)鍵性中間體也是次級代謝產(chǎn)物合成中的重要中間體物質(zhì)，

而次級代謝則是初級代謝在特定條件下的連續(xù)與進(jìn)展，可避開初級代謝過程中某種（或某些）中間體或產(chǎn)物過量積存對機(jī)體產(chǎn)生的毒害作用22.自吸式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐的特點~自吸：優(yōu)點，節(jié)省投資，削減廠房面積溶氧速率高，效率高，能耗低

設(shè)備簡潔，操作便利，便于自動化，連續(xù)化生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟(jì)效益好缺點：罐壓效低，易染菌

氣升：優(yōu)點：簡潔易行，修理清洗便利

能耗低，操作無噪音，無需消泡，裝填系數(shù)較高，不宜染菌，溶氧效率高缺點：不能代替好氣量較小的發(fā)酵罐

對于粘度大的發(fā)酵液溶氧系數(shù)較低。

23.雜菌和噬菌體污染后如何挽救雜菌：種子罐，放棄發(fā)酵罐挽救前期:大量接種或滅菌再接種

后期:正常發(fā)酵至終了，參加抑制雜菌的物質(zhì)，提早放罐。

噬菌體：接入對數(shù)期后的生產(chǎn)菌株培育抗型菌株或更換生產(chǎn)菌株殺死噬菌體（70~80度）后在接種

24.試述發(fā)酵條件對發(fā)酵的影響、影響因素及其掌握。

養(yǎng)分條件的掌握：碳氮、無機(jī)鹽、維生素、和金屬離子濃度的掌握。

溫度的影響與掌握：酶的最適溫度，菌體本身特性。各階段需要進(jìn)展溫度掌握，最適溫度。

溶氧的影響與掌握：大多數(shù)微生物需氧。因素：攪拌，空氣流量，培育液性質(zhì)，消泡劑，微生物生長，離子強(qiáng)度，溫度，氧分壓。

掌握：加強(qiáng)攪拌，增大空氣流量，減小培育基粘度，提高氧分壓，適當(dāng)?shù)南輨?/p>

PH的影響與掌握：最適PH范圍和耐受PH范圍，過高和過低會影響生殖和產(chǎn)物的產(chǎn)出。養(yǎng)分物質(zhì)的汲取和代謝產(chǎn)物的積存，生物合成途徑，菌體形態(tài)，產(chǎn)物穩(wěn)定性。因素：菌種，培育基成分，培育條件

掌握：過酸加NaOH，蛋白質(zhì)，提高通風(fēng)量過堿：H2SO4，糖類，乳酸，降低通風(fēng)量

補(bǔ)料，攪拌速度和通風(fēng)量，溫度，罐壓及通風(fēng)量，消泡劑和糖用量。

泡沫的影響和掌握：

鋪張和污染，增加染菌時機(jī)，降低設(shè)備利用率，干擾空氣，阻礙微生物生長代謝，影響CO2排出，消泡劑對發(fā)酵后期分別帶來不便，滅菌不徹底，酶失活。因素：外界引入，內(nèi)部產(chǎn)生

掌握：物理法：通過機(jī)械劇烈運動或壓力和溫度等的變化促使泡沫裂開，化學(xué)：消泡劑

25.請設(shè)計一個從土壤中篩選含淀粉酶的微生物的試驗方案

1、取樣

選擇含淀粉豐富的土壤為最正確,在不同的地方取樣.2、純潔水溶解3、高溫處理

60度的高溫處理樣品1小時，目的是殺死微生物養(yǎng)分體，殘留芽胞4、配培育基

培育基用含淀粉的培育基配制，配好在滅菌。（放碘）

5、稀釋T渡

將溶解的樣品按T渡稀釋。6、接種

涂布法，澆注法，劃線法將樣品接種到培育基上。7、培育2~3天

8、初篩與純化

挑取有降解圈的細(xì)菌單菌落，并在平板上純化3次，然后4攝氏度斜面保存。再培育7、復(fù)篩

測定其淀粉酶活，最終確定誘變動身菌株9、誘變

選擇適宜誘變源，可采納物理誘變和化學(xué)誘變相結(jié)合的復(fù)合誘變方式。10、篩選

采納初篩和復(fù)篩方案進(jìn)展誘變鑒定11、遺傳穩(wěn)定性鑒定篩選出的菌株，要經(jīng)過屢次傳代之后，再進(jìn)一步鑒定其產(chǎn)生淀粉酶的力量是否發(fā)生了變化。假如產(chǎn)生了回復(fù)突變，則需要重復(fù)誘變篩選過程，直至到篩選出遺傳穩(wěn)定的高產(chǎn)菌株為止。

名詞解釋：

分批發(fā)酵：具有初始限制量基質(zhì)的一種發(fā)酵方式

補(bǔ)料分批發(fā)酵：分批發(fā)酵為根底，間歇或連續(xù)的補(bǔ)上新奇培育基的一種發(fā)酵方式混菌發(fā)酵：多種微生物混合在一起共同用一種培育基進(jìn)展的發(fā)酵。

擴(kuò)展閱讀：發(fā)酵工程總結(jié)

1．發(fā)酵工程的定義

發(fā)酵工程是利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品的工程技術(shù)，它將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的根本原理有機(jī)地結(jié)合起來，是生物技術(shù)的重要組成局部，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。2．發(fā)酵工程的應(yīng)用

醫(yī)藥工業(yè)食品工業(yè)能源工業(yè)化學(xué)工業(yè)冶金工業(yè)農(nóng)業(yè)環(huán)境愛護(hù)3。發(fā)酵的一般工藝過程

（1）培育基的選擇，制備（2）培育基，發(fā)酵罐以及附屬設(shè)備滅菌(3)菌種擴(kuò)大培育(4)掌握最適發(fā)酵的條件，使微生物生長并產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物（5）產(chǎn)品提取和精制4．培育基配制要求

A.培育基應(yīng)滿意微生物的需要；B.相宜的濃度、配比、pH值；

C.培育基原料發(fā)酵率高，發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少；D.培育基原料質(zhì)量高，價格低廉；且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于選購運輸，適合大規(guī)模貯存，能保證生產(chǎn)上的供給；

E.所選用的培育基應(yīng)能滿意總體工藝的要求，如不應(yīng)當(dāng)影響通氣、提取、純化及廢物處理等。5．培育基的成分

碳源、氮源、無機(jī)鹽、微量元素、水、前體6。種子的擴(kuò)大培育

種子擴(kuò)大培育是指將保存在砂土管、冷凍枯燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴(kuò)大培育,最終獲得肯定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培育物稱為種子。7．發(fā)酵動力學(xué)：

它以化學(xué)熱力學(xué)(討論反響的方向)和化學(xué)動力學(xué)(討論反響的速度)為根底，討論發(fā)酵過程中變量在活細(xì)胞作用下變化的規(guī)律，以及各種發(fā)酵條件對這些變量變化速度的影響。8．發(fā)酵動力學(xué)討論目的：

有助于我們更加深入地熟悉和把握發(fā)酵過程，為工業(yè)發(fā)酵的模擬、優(yōu)化和掌握訂下良好的理論根底。

9．發(fā)酵動力學(xué)討論內(nèi)容

細(xì)胞生長和死亡動力學(xué)基質(zhì)消耗動力學(xué)氧消耗動力學(xué)

二氧化碳生成動力學(xué)產(chǎn)物合成和降解動力學(xué)代謝熱生成動力學(xué)10．分批發(fā)酵動力學(xué)生物反響模式1）.停滯期

停滯期是微生物細(xì)胞適應(yīng)新環(huán)境的過程。2）.對數(shù)生長期

處于對數(shù)生長期的微生物細(xì)胞的生長速率大大加快單位時間內(nèi)細(xì)胞的數(shù)目或質(zhì)量的增加維持穩(wěn)定，并到達(dá)最大值。3）.穩(wěn)定期

在細(xì)胞生長代謝過程中，培育基中的底物不斷被消耗，一些對微生物生長代謝有害的物質(zhì)在不斷積存。受此影響，微生物的生長速率和比生長速率就會漸漸下降，直至完全停頓，這時就進(jìn)入穩(wěn)定期。4）.死亡期

在死亡期，細(xì)胞的養(yǎng)分物質(zhì)和能源儲藏已消耗殆盡，不能再維持細(xì)胞的生長和代謝，因而細(xì)胞開頭死亡。

11．連續(xù)發(fā)酵動力學(xué)

所謂連續(xù)培育，就是在發(fā)酵過程中一邊補(bǔ)入新奇料液，一邊以相近的流速放料，維持發(fā)酵液原來的體積。

分批補(bǔ)料發(fā)酵動力學(xué)

所謂分批補(bǔ)料培育技術(shù)，是指在分批培育過程中，間歇或連續(xù)的添加新奇培育基的方法。

補(bǔ)料分批培育的優(yōu)點及應(yīng)用

12．發(fā)酵掌握

收集能反映發(fā)酵過程變化的各種理化參數(shù)

將各種參數(shù)變化和發(fā)酵代謝規(guī)律聯(lián)系起來各種參數(shù)生物學(xué)意義建立各種數(shù)學(xué)模型以描述各參數(shù)之間隨時間變化的關(guān)系發(fā)酵掌握

13．種齡：是指種子罐中培育的菌體開頭移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培育時間。

接種量：是指移入的種子液體積和接種后培育液體積的比例。接種量確實定

移入種子的體積接種量＝接種后培育液的體積

在抗生素工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)抗生素發(fā)酵的最適接種量為7％一15％，有時可增加到20％一28％。接種量的大小打算于生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中生長生殖的速度。采納較大的接種量可以縮短發(fā)酵罐中菌絲生殖到達(dá)頂峰的時間，使產(chǎn)物的形成提前到來。14．在線檢測參數(shù)和離線檢測參數(shù)

在線檢測參數(shù)指不經(jīng)取樣直接從發(fā)酵罐上安裝的儀表上得到的參數(shù)，如溫度、pH、攪拌轉(zhuǎn)速；

離線檢測參數(shù)指取出樣后測定得到的參數(shù)，如殘?zhí)?、NH2-N、菌體濃度。

15．重要參數(shù)

溫度溶解氧濃度pHCO2碳源氮源前體濃度補(bǔ)料掌握泡沫16．種子質(zhì)量的推斷

由于菌種在種子罐中的培育時間較短，可供分析的參數(shù)較少，使種子的內(nèi)在質(zhì)量難以掌握，為了保證各級種子移種前的質(zhì)量，除了保證規(guī)定的培育條件外，在過程中還要定期取樣測定一些參數(shù)以觀看基質(zhì)的代謝變化及菌絲形態(tài)是否正常。在生產(chǎn)中通常測定的參數(shù)為1）pH；

2）培育基滅菌后磷、糖、氨基氮的含量；

3）菌絲形態(tài)、菌絲濃度和培育液外觀（色素、顆粒等）；4）其他參數(shù)，如接前抗生素含量、某種酶活力等17。菌種改進(jìn)目的

提高產(chǎn)量、提高產(chǎn)物的純度，削減副產(chǎn)物;提高有效組分,削減色素等雜質(zhì)、轉(zhuǎn)變菌種性狀，改善發(fā)酵過程、菌種的遺傳性狀，特殊是生產(chǎn)性狀穩(wěn)定、開發(fā)新品種18．發(fā)酵工業(yè)菌種的要求

培育基原料廉價，生成的目的產(chǎn)物產(chǎn)量高、易于回收、生長較快，發(fā)酵周期短、培育條件易于掌握、抗噬菌體及雜菌污染力量強(qiáng)、菌種不易變異退化、對放大設(shè)備的適應(yīng)性強(qiáng)、菌種不是病原菌。

19．菌種保藏方法

斜面低溫保藏法砂土管保藏法冰凍真空枯燥法液氮超低溫保藏20．發(fā)酵熱

所謂發(fā)酵熱就是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌+Q通氣－Q蒸發(fā)－Q顯－Q輻射21．參數(shù)分類

代謝參數(shù)按性質(zhì)分可分三類：

物理參數(shù)：溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、空氣壓力、空氣流量、溶解氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等

化學(xué)參數(shù)：基質(zhì)濃度（包括糖、氮、磷）、pH、產(chǎn)物濃度、、核酸量等

生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌濃度、菌體比生長速率、呼吸強(qiáng)度、基質(zhì)消耗速率、關(guān)鍵酶活力等從檢測手段分可分為：直接參數(shù)、間接參數(shù)

直接參數(shù)：通過儀器或其它分析手段可以測得的參數(shù)，如溫度、pH、殘?zhí)堑乳g接參數(shù)：將直接參數(shù)經(jīng)過