发酵工程知识总结及考试重点.doc

《发酵工程知识总结及考试重点.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、绪论发酵工程：是一门以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行产品工业化生产的系统工程。涉及范围包括发酵工艺和发酵设备两大部分。主要研究内容有菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、生物反应过程的参数检测和计算机应用、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题。发酵工程原理是指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。初级代谢：初级代谢为许多生物都具有的生物化学反应，例如能量代谢及氨基酸、蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢。初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生

2、的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。次级代谢：次级代谢是在一定的生长时期（一般是稳定生长期），微生物以初级代谢产物为前体合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。第二章自然选育：在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。引起自然突变的原因有两个：多因素低剂量的诱变效应和互变异构效应。杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。诱变育种：指利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显著提高的基

3、础上，采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的的突变株，以供科学实验或生产实践使用。原生质体融合育种：把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质膜包裹着的球状体（称为原生质体）。两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇（PEG）作为助融剂，使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。在再生成细胞的菌落中就有可能获得具有理想性状的重组子。如何从一个菌种得到另一个菌种如从生产菌种获得缺陷型：①诱变剂处理：采用辐射、化学试剂等因素处理细菌。②淘汰野生型：抗生素

4、法或菌丝过滤法。③检出缺陷型：用一个培养皿即可检出，有夹层培养法和限量补充培养法；在不同培养皿上分别进行对照和检出的有逐个捡出法和影印检出法。④鉴定缺陷型：可借生长谱法进行。一、如何从土壤中筛选芽孢杆菌（微生物）？采样---预处理---增殖培养---纯种分离---菌落选择---初筛---复筛---野生菌株---性能鉴定（生产性能试验、毒性试验、菌种鉴定）---菌种保藏1采样用取样铲，将表层5cm左右的浮土除去，取5-25cm处的土样10～25 g，装入事先准准备好的塑料袋内扎好、编号并记录地点、土壤土质、植被名称、时间及其他环境条件。悬液稀释预处理

5、从土壤中分离芽孢杆菌时,由于芽孢具有耐高温特性,100℃很难杀死,要在121℃才能彻底死亡。分离培养基营养成分、PH、选择性抑制剂培养注意温度、PH、氧气需求及培养时间菌落选择铺菌法、复印法复筛生长速率、底物消耗、产物合成的测定。菌种保藏原理、常用方法原则：菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可以通过保持培养基营养成分在最低水平，缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于休眠状态，抑制其繁殖能力。常用方法：（1）斜面冰箱保藏法：三个月。（2）石蜡油封存法：六个月。（3）沙土管保藏法：产孢子

6、或芽孢的微生物。1年左右。可适用于不能利用石蜡又作碳源的细菌、霉菌、酵母等微生物。1年左右，（4）真空冷冻干燥保藏法：5年左右。需要一定设备，要求比较严格。保护剂：脱脂牛奶、血清等。（5）液氮超低温保藏法：或超低温冰箱保藏法，通常在微生物孢子或营养细胞培养物中加入20%的甘油，将其保存在液氮或-80℃冰箱中，可保藏数年而不死。第三章前体：指某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。最早在青霉素发酵中发现在玉米浆提高了青霉素产量，后研究发现是因为玉米浆中

7、含有苯乙胺所致。抑制剂：某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行，而使另一种代谢途径活跃，从而获得人们所需产物的积累。如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH2(还原型辅酶I)的受氢体，而使NADH2在细胞中积累，从而激活α－磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH2的受氢体而还原为α－磷酸甘油，其水解后即形成甘油。促进剂：指那些既不是营养物质又不是前体，但却能提高产量的添加剂，如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉菌推迟自溶，延长分泌期。培养基主要营养成份及其生理功

8、能培养基的成分大致可分为碳源、氮源、生长因子、无机盐及微量元素、水和能源。碳源，细胞及其产物的碳架结构和能量的来源。氮源，