发酵工程复习资料

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1、发酵工程复习资料1、微生物的生长繁殖①细菌二等分裂；②放线菌无性孢子繁殖、菌丝片段；③霉菌无性和有性孢子繁殖；④酵母芽殖；p微生物细胞的分化①微生物根据环境的变化，会发生细胞的形态分化，呈现不同细胞结构和生理功能；②在环境条件优良，营养物质丰富的情况下，细胞分化为营养体，菌丝体的形态；有利于发挥生长繁殖，产物合成生理功能；③在营养条件不良的情况下，细胞分化为孢子、休眠体等形态，发挥对环境抵抗力的生理功能；初级代谢产物：微生物代谢产生的，为微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物。如：氨基酸，核苷酸，脂肪酸，维生素，蛋白质，酶类，多糖等；次级代谢产物

2、：微生物代谢产生的，为微生物自身生长繁殖无明确关系的代谢产物。如：抗生素，色素，毒素等；①次级代谢产物基本由微生物代谢所产生的中间产物和初级代谢产物所合成的；②两种产物的代谢途径相互交叉和制约分叉中间体：菌体代谢过程中产生的某些中间代谢产物，即可用于合成初级代谢产物，又可用于合成次级代谢产物。③次级代谢产物不少是结构类似物；③次级代谢产物受多基因控制；p合成次级代谢产物的基本特征①不具有种的特异性；②分批发酵时，细胞分化为菌体生长期，产物合成期，菌体自溶期；③次级代谢产物不少是结构类似物；④次级代谢产物受多基因控制；p次级代谢产物的生源说、（

3、还有生物合成说）①由微生物代谢的一些中间产物降解后和初级代谢产物合成形成前体；②直接前体；③微生物修饰后的特殊前体；聚酮体、氨基糖等；p次级代谢产物生物合成的基本过程①前体的聚合，如乙酸，丙酸，丁酸等前体进行聚合形成聚酮体；②代谢产物的基团修饰：次级代谢产物合成分子骨架后，还需多酶体系修饰才能形成最终产物；③次级代谢产物合成中关键酶的调控；p微生物初级代谢的调控(1)酶活性的调节；(2)酶合成的调节(3)能荷调节p微生物次级代谢的调控(1)诱导调节；(2)碳分解产物调节；(3)氮分解产物调节;(4)磷酸盐调节；(5)反馈调节；(6)生长速率调

4、节；第四章发酵工业原料及其处理1、原料的选择原则：•原料价格低廉；•因地制宜，就地取材；•原料资源要丰富，容易收集；•原料要容易贮藏；•对人体无害，影响发酵过程的杂质含量因应当极少，或者几乎不含；•适合微生物的需要和吸收利用。•对生产中除发酵以外的其他方面，如通气、搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少。2、（常用主要原料）、常用主要原料的化学组成：•碳水化学物：主要是单糖和双糖，发酵微生物的碳源和能源。一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用。•蛋白质：蛋白质经蛋白酶分解后产生的多肽或氨基酸，是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源。•脂肪：针对不

5、同的发酵产品其作用有较大差别•灰分：主要是P、Mg、K、S、Ca等元素，是微生物生长和代谢所必需的。一、预处理的必要性1.发酵工厂在进行生产前，必须先将原料中混杂的小铁钉、杂草、泥快和石头等杂质除去，保证后续工序生产的正常和顺利进行。.（原料除杂•筛选•风选•磁力除铁）2.为保证后续工序生产的正常和顺利进行，还需对原料进行适当加工。3.为保证生产环境的清洁，必须采用适当的输送方式将原料从仓库运送至配料罐或反应器。Ø淀粉的分子结构•淀粉可分为直链和支链淀粉两类。•直链淀粉通过α-1，4键连接。支链淀粉的直链部分通过α-1，4键连接，分支点则有α

6、-1，6键连接，支链平均有25个葡萄糖基团，因而还原性末端数量较少。•一般植物中直链淀粉含量为20～25%，支链淀粉占75～80%。•直链淀粉在70～80℃的水中可溶，溶液的粘度较小，遇I2呈纯蓝色；支链淀粉在高温水中可溶，溶液的粘度大，遇I2呈兰紫色。水解的目的：淀粉原料经过水热处理，使淀粉从细胞中游离出来，并转化为溶解状态，以便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原料水-热处理的主要目的。营养成分能更简单地被微生物所利用！溶解需经过膨胀-糊化-溶解三个步骤。2、水解的方法：淀粉液化的方法•水解动力的不同–酸法、酶法、酸酶法、机械液化法•工艺的不

7、同–间歇式、半连续式、连续式•设备的不同–管式、罐式、喷射式p双酶法水解制糖液化酶作用下的液化程度的控制液化的目的是为了给糖化提供基础；需要控制液化程度，太高或太低都不利于后续的糖化；糖化酶作用下的过程：1）糖化的工艺液化----糖化----灭酶----过滤----成品2）加酶量用量过大，复合作用严重；过小则糖化不彻底第五章、无菌空气的制备第一节空气灭菌的方法与流程一、通风发酵对无菌空气的要求：空气中微生物的分布：空气中以细菌和细菌芽胞较多，也有酵母，霉菌和病毒。微生物大小不一，一般附着在空气中的灰尘或雾滴上，空气中M含量一般为103-104

8、个／m3。p发酵对无菌空气的要求1)不同微生物，不同发酵过程对无菌空气要求不同：菌种繁殖快，发酵周期短，要求低；培养基起始pH低或发酵产酸，要求低；培养基营养差，要