发酵工程实验讲义

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1、发酵工程实验（适合发酵工程原理与技术）张建国用前沿发酵工程（FermentationEngineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。发酵工程是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而该生产过程可称为生物反应过程（亦称为生化反应过程）。在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所

2、做的反应器加工底物（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。生物技术产品具有多样性，各个学校的教学资源和课时不同，所进行的实验种类不同。本实验内容根据本校的具体条件进行安排。安排的思路是以最简洁有效的方式针对发酵过程的重要要素进行实验，便于学生对教学内容有个较好的认识，理顺学习思路，为进行社会科学实践打下良好基础。第一篇野生型菌株的筛选经典的发酵产物来自微生物，土壤是微生物的大本营。生产菌株的选育源头都来自于自然界。如何从自然界中

3、筛选目的微生物，可以根据目的微生物和产物的特性作为筛选条件，进行筛选提高筛选效率，从而有效的解决菌株从无到有的问题。实验一产淀粉酶菌株的筛选（4学时）一．实验目的筛选一株能够合成分解淀粉的微生物。二．原理自然界微生物种类繁多，有些微生物能够以淀粉作为碳源进行生长繁殖是因为它们能够合成分泌淀粉酶，因此我们能够从自然界中定向分离出合成淀粉酶的微生物。当能合成淀粉酶的微生物在固体培养基中生长时，会将淀粉酶分泌到菌体周围，将菌落周围的淀粉水解成为小分量的糊精、聚糖和单糖。这些水解物不能包裹单质碘从而在菌体周围形成透明圈。三.材料与仪器1.材料蛋白胨，牛肉膏，NaCl，琼

4、脂条，可溶性淀粉，碘液。2.仪器牛皮纸、培养皿、试管、涂布棒、恒温培养箱、玻璃珠四．方法与步骤1.筛选培养基的配置可溶性淀粉2g，NaCl5g，牛肉膏5g，蛋白胨10g，琼脂20g，水1000ml2.碘液的配置称取KI2.0g，用50mL去纯水溶解KI，迅速称量I20.5g并加入KI溶液中，用纯水定容到100ml，搅拌溶解后保存在棕色瓶中，橡皮塞封口。3.土样的采集⑴每大组取三种不同环境的土样并记录当时取样环境情况（每一小组以其中一个地方进行分离）。⑵以小组为单位进行稀释分离。取土样1克，加入9mL无菌水，逐步稀释至105、106、107。（每个梯度涂2个瓶皿）

5、。⑶30℃恒温培养48小时⑷产淀粉酶菌株的鉴定。挑选单菌落影印到无菌瓶皿上，同时用签字笔对各单菌落在底皿标号。标记接种过的培养皿30℃培养24h，取其中一皿喷洒稀碘液记录有水解圈的单菌落。与此对应找出合成淀粉酶的菌株。比透明圈＝透明圈直径（mm）/菌落直径（mm）[5]每小组调去活性优良的菌株接入斜面试管保存，待下一次用。五．记录与结果1.环境情况地点一：地点二：地点三：2.绘制出透明圈数据共享地点一地点二地点三产酶菌落数比透明圈六．结果分析从不同地点获得的结果进行分析为什么会出现这样的差异你可以初步得出什么样的结论。七作业1.为什么要用淀粉作为碳源？2.在观察

6、结果的过程中为什么要及时观察,否则会有什么的后果.3.为什么同样一个同样要稀释几个不同梯度进行涂平板.实验二排斥美兰放线菌的筛选一．实验目的筛选能够和美兰发生排斥反应的放线菌。二．原理放线菌目前是合成一些抗生物质的主要微生物种群。美兰在酸性条件下带正电荷，个别放线菌在生长过程中可以释放出带正电荷的产物。两者在固体培养基中能够形成特殊的排斥圈。目前研究表明这种产物有可能是一种生物碱性物质，对其他菌体有良好的抑制和杀灭作用，可以作为药物的靶向载体和食品添加剂。放线菌一般生长条件在中性，而美兰在酸性条件下带正电荷，所以培养条件选择在中性偏酸性。在筛选过程中会有大量的杂

7、菌生长从而影响筛选效果的观察和筛选分离，为此要在培养基中加入一些对杂菌有抑制作用但对放线菌抑制作用较小的化学物质高锰酸钾。为了避免杂菌的影响要及时的观察和分离。三.材料与仪器1.材料葡萄糖,酵母粉，NH4SO4，K2HPO4,KH2PO4,MgSO4,ZnSO4,FeSO4,2.仪器牛皮纸、培养皿、试管、涂布棒、恒温培养箱、玻璃珠四．方法与步骤1.筛选培养基的配置1）培养基成分葡萄糖50g·L-1,酵母粉5g·L-1，1NH4SO410g·L-1，0.8gK2HPO40.8g·L-1,KH2PO41.36g·L-1,MgSO40.05g·L-1,ZnSO40.0

8、5g·L-1,FeSO4