專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)發(fā)酵工程

1、竭誠為您提供優(yōu)質(zhì)文檔 /雙擊可除第 1 頁共 24 頁專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)發(fā)酵工程篇一：發(fā)酵工程總結(jié)版發(fā)酵工程期末復習名詞解釋：1.1.發(fā)酵工程是發(fā)酵原理與工程學的結(jié)合，是研究生物細 胞參與的工藝過程的的原理和科學 ，是研究利用生物材料生產(chǎn)有用物質(zhì)服務于人類的綜合性科學技術(shù)。2.2.分批培養(yǎng)：是指在一個密閉系統(tǒng)內(nèi)，投入有限數(shù)量的 營養(yǎng)物質(zhì)后接入少量微生物菌種進行培養(yǎng)，使微生物生長繁殖，在特定條件下只完成一個 生長周期的微生物培養(yǎng)方法。3.3.連續(xù)培養(yǎng)：是指以一定的速度向培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)添加新鮮 培養(yǎng)基，同時又以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)液的量維持恒定，微生物細胞能在近似恒定狀態(tài)下生 長的

2、發(fā)酵方式。第2頁共 24 頁4.4.補料分批培養(yǎng)：是指在分批培養(yǎng)過程中，間歇或連續(xù)地補加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法5 5 液化：用 a- -淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精和低聚糖。6.6. 糖化：用糖化酶（又稱葡萄糖淀粉酶）將糊精和低聚糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖7.7. 糊化：在溫水中，當?shù)矸垲w粒無限膨脹形成均一的粘稠液體的現(xiàn)象，稱為淀粉的糊化。此時的溫度稱為糊化溫度。8.8. 老化：分子間已斷裂的氫鍵、糊化淀粉又重新排列形成新的氫鍵的過程，也就是復結(jié)的過程。9.9. 間歇滅菌間歇滅菌就是將配制好的培養(yǎng)基放入發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進行滅菌的操作過程，也稱分批滅菌或?qū)嵐逌缇?0.10.連續(xù)滅

3、菌將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時加熱、保溫和冷卻，進行火菌。11.11.呼吸強度（比耗氧速率）Qo2Qo2 單位質(zhì)量干菌體在單位時間內(nèi)消耗氧的量。單位：mmolo2/mmolo2/ （kgkg 干菌體 h h）。12.12.攝氧率丫（耗氧速率）：單位體積培養(yǎng)液在單位時間內(nèi)消耗氧的量。單位：第3頁共 24 頁Y =Qo2=Qo2 xxxx 細胞濃度，kgkg（干重）/m3/m31313 臨界氧濃度微生物的耗氧速率受發(fā)酵液中氧的濃度的影響，各種微生物對發(fā)酵液中溶氧濃度有一個最低要求，即不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度，稱為臨界氧濃度， 以 c c 臨界表示14.14.靜電除菌：利用靜電引力來吸

4、附帶電粒子而達到除塵滅菌的目的。15.15.輻射滅菌：利用各種射線或超聲波破壞蛋白質(zhì)等生 物活性物質(zhì)，從而起到滅菌作用。16.16.介質(zhì)過濾：使空氣通過能透過空氣的多孔介質(zhì)將空 氣所攜帶的塵、菌截阻。17.17.布朗擴散截留：布朗擴散的運 動距離短，在較大的氣速、較大的纖維間隙中不起作用，但 在很慢的氣流速度和較小的纖維間隙中布朗擴散作用增加了微 粒與纖維的接觸滯留機會。攔截截留：當氣流速度在臨界速度以下，顆粒仍然隨氣 流運動，在纖維周邊形成一層邊界滯留區(qū)，在滯流區(qū)內(nèi)氣流速度更慢，進入滯留區(qū)的顆粒緩慢接近纖維， 并與之接觸，由于摩擦、粘附作用而被滯留。18.18.慣性撞擊截留：當含有微生物顆粒

5、的空氣通過濾層時，空氣流僅能從 纖維間的間隙通過，由于纖維縱橫交錯，層層疊疊，迫使空氣流不斷改變運動方向和速度。由于微生物顆粒的慣性大于空氣，因而當?shù)?頁共 24 頁空氣流遇阻而繞道前進時，微生物顆粒未能及時改變它 的運動方向，而撞擊并被截留于纖維的表面。19.19.耗氧速率：指生物和微生物進行有氧呼吸作用所消 耗氧氣的速率20.20.臨界氧濃度：指不影響菌的呼吸所允許的最低氧濃度。2121 發(fā)酵動力學是研究發(fā)酵過程中菌的生長速率、培養(yǎng)基的消耗速率和產(chǎn)品形成速率的相互作用和隨時間變化的規(guī)律。2222 基質(zhì)比消耗速率（qsqs，g g（或 molmol）/g g 菌體？h h）:指每克菌體在一小

6、時內(nèi)消耗營養(yǎng)物質(zhì)的量。它表示細胞對營養(yǎng)物質(zhì)利用的速率或效率。在比較不同微生物的 發(fā)酵效率上這個參數(shù)很有用。23.23.產(chǎn)物比生產(chǎn)速率（qpqp , g g（或 molmol）/g g 菌體？h h）:指每克菌體在一小時內(nèi)合成產(chǎn)物的量，它表示細胞合成產(chǎn)物的速度或能力，可以作為判斷微生物合成代謝產(chǎn) 物的效率。24.24.得率系數(shù)：是指每消耗 1g1g（或 molmol）基質(zhì)（一般指碳源） 所產(chǎn)生的菌體重（g g）。25.25.分批培養(yǎng)（batchculturebatchculture ）指在（：（：專業(yè)技術(shù)工作總 結(jié)發(fā)酵工程）一個密閉系統(tǒng)內(nèi)，投入有限數(shù)量營養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量的微生物菌種進行培養(yǎng)。使

7、微生物生長繁殖，在特定條件下只完成一個生長周期的微生物培養(yǎng)方法。第5頁共 24 頁26.26.牛頓型流體：凡是流體特性服從牛頓粘性定律的流體稱為牛頓行流體。酵母和細菌培養(yǎng)液多屬于牛頓流體。27.27.生物反應器：是指任何提供生物活性環(huán)境的制造或工程設(shè)備。在一種情況下，生物反應器是一個進行涉及到生物或生物化學活性物質(zhì)由特定的生物生產(chǎn)出來的化學過程的容器。28.28.發(fā)酵罐：用于培養(yǎng)微生物或細胞的封閉容器或生物反應裝置。可用于研究、分析或生產(chǎn)。有多種在材料、大小和形狀上各異的產(chǎn)品。最常用的為全攪拌罐式反應器。29.29.發(fā)酵染菌是指在發(fā)酵培養(yǎng)過程中侵入了有礙生產(chǎn)的其他微生物。各章節(jié)要點第一篇工業(yè)微

8、生物和發(fā)酵工業(yè)原料（第二章至第四章）1 1 發(fā)酵生產(chǎn)過程和化工生產(chǎn)相比其特點為：1 1 發(fā)酵生產(chǎn)過程通常是在常溫常壓下進行，操作條件較溫和，設(shè)備要求相對較低。2 2 生產(chǎn)所用的原料主要以農(nóng)副產(chǎn)品及其加工產(chǎn)品為主，基本屬于可再生生物資源3 3 反應過程中以生命體自動調(diào)節(jié)方式進行，數(shù)十個反應第6頁共 24 頁過程可像單一的反應過程一樣在單一生物反應器中進行?？缮a(chǎn)結(jié)構(gòu)復雜的有用物質(zhì)，能搞選擇性的進行復雜化合物在特定部位的氧化，還原，官能團導入等反應。4.4.投資相對較少，見效快，具有經(jīng)濟與效能統(tǒng)一性。2 2 發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)流程：1 1 原料預處理 2 2 培養(yǎng)及配置3 3 發(fā)酵設(shè)備和培養(yǎng)基滅菌(實罐

9、滅菌： 121121 c c 保溫202030min,30min,也可采用連續(xù)滅菌)4 4 無菌空氣制備(高空采風一壓縮機加壓一加熱滅菌)5 5 微生物菌種制備和擴大 6 6 發(fā)酵 7 7 發(fā)酵產(chǎn)品的分離與純化3 3 工業(yè)發(fā)酵步驟和工藝流程(1)(1)用作培養(yǎng)菌種及擴大生產(chǎn)的發(fā)酵罐的培養(yǎng)基的配制(2)(2)培養(yǎng)基、發(fā)酵罐以及輔助設(shè)備的消毒滅菌(3)(3)將已培養(yǎng)好的有活性的純菌株以一定量轉(zhuǎn)接到發(fā)酵罐中(4)(4)將接種到發(fā)酵罐中的菌株控制在最適條件下生長并形成代謝產(chǎn)物(5)(5)將產(chǎn)物抽提并進行精制，以得到合格的產(chǎn)品(6)(6)回收或處理發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢物和廢水4 4 微生物工程工業(yè)生產(chǎn)水平

10、的三個決定要素：生產(chǎn)菌種第7頁共 24 頁的性能，發(fā)酵和提取工藝條件生產(chǎn)設(shè)備5 5 工業(yè)常用微生物細菌：枯草桿菌，短桿菌，大腸桿菌酵母：釀酒酵母（啤酒，葡萄酒），酒精酵母，假絲酵母霉菌：黑曲霉，土曲霉，米曲霉，紅曲霉，根霉，木霉，青霉放線菌：單孢菌其他：藻類6 6 微生物工業(yè)對菌種的要求：能在廉價原料制備的培養(yǎng)基上迅速生長和生成所需的代謝產(chǎn)物產(chǎn)量高。培養(yǎng)條件易于控制生長迅速，發(fā)酵周期短滿足代謝控制的要求抗噬菌體能力強菌種不易變異退化安全性（不是病源菌，不產(chǎn)毒素）7 7 種子制備的過程大致可分為：實驗室種子制備階段：固體培養(yǎng)基培養(yǎng)孢子，液體培養(yǎng)法第8頁共 24 頁生產(chǎn)車間種子制備階段：1 1 種

11、子罐接種：微孔接種法，火焰保護法，壓差法2 2 種子罐級數(shù)的確定，種子罐級數(shù)：是指制備種子需擴大培養(yǎng)的次數(shù)，取決于：菌種生長特性、孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度；所采用發(fā)酵罐容積8 8 種子擴大培養(yǎng)的方法：1表面培養(yǎng)法2固體培養(yǎng)法3液體培養(yǎng)法（三角瓶搖床震蕩或轉(zhuǎn)式培養(yǎng)）4載體培養(yǎng)法9 9 常用液體深層培養(yǎng)法：放大法兩步法控制培養(yǎng)法分批培養(yǎng)法（間歇發(fā)酵法）連續(xù)培養(yǎng)法補料分批培養(yǎng)法（流加法）1010 影響種子質(zhì)量因素：1 1 培養(yǎng)基 2 2 種齡與接種量 3 3 培養(yǎng)溫度與濕度 4ph54ph5 通風與攪拌 6 6 泡沫 7 7 雜菌控制1111 泡沫危害：影響微生物對氧的吸收；妨礙 co2co2 的排除

12、；減少設(shè)備利用率（有效容積減少）；造成跑料，導致染菌；1212 種子異常分析：菌種生長速度，過快或過慢菌絲結(jié)團菌絲粘壁第9頁共 24 頁1414 淀粉水解糖的制備方法和原理（一） 酸解 1.1.水解過程：總反應式：（c6h10o5c6h10o5）n+nh2onc6h12o6n+nh2onc6h12o6過程：（C6h10o5C6h10o5）n n（c6h10o5c6h10o5）xc12h22o11c6h12o6xc12h22o11c6h12o6淀粉糊精麥芽糖葡萄糖h+h+對作用點無選擇性，？-1,4-1,4-糖苷鍵和?-1,6-?-1,6-糖苷鍵均被切斷。（二） 酶解法淀粉酶解法分兩步：淀粉糖化

13、及糖化終點的控制：（1 1）糖化的溫度及 p pH值：決定于所用的糖化劑的性質(zhì)。（2 2）加酶量：（3 3）液化液 DeDe 值的影響：在碘試本色的前提下，液化液 DeDe 值越低，則糖化液 DeDe 值越高。（4 4）異淀粉酶的影響液化程度的控制：?I2?I2 試? ?測定 DeDe 值?De?De 值高，糊精太小，不利于糖化酶作用，影響催化效率，終點 DeDe 值低。？DeDe 值低，液化不徹底，糖化速度慢，酶 用量大，時間長，過濾性能差。糖化終點：終點確定：DeDe 值達最高時，加熱滅酶方法：無水乙醇滴入糖化液，無白色沉淀則達到糖化終第10頁共 24 頁占八、1414 滅菌的原理和方法干

14、熱滅菌法：原理：利用高溫對微生物有氧化、蛋白質(zhì)變性和電解質(zhì)濃縮作用而殺滅微生物。常用方法：灼燒和電熱箱加熱，140-180140-180 C1-21-2 小時濕熱滅菌法：原理：蒸汽冷凝放出大量潛熱，具有穿透力，且在高溫有水分條件下，蛋白質(zhì)易變性。方法：水煮常壓滅菌：100100 c飽和蒸汽滅菌：一般 121121 C, 3030 分鐘射線滅菌法：原理：利用高能量的電磁輻射與菌體核酸的光化學反應造成菌體死亡。常用：紫外線、x x射線和 Y射線。化學藥品滅菌法原理：藥物與微生物細胞中的成分反應， 使蛋白質(zhì)變性、酶失活. .過濾除菌法原理：利用微生物不能透過濾膜除菌方法:0.01:0.010.45?

15、m0.45?m 孔徑濾膜，1515 影響培養(yǎng)基滅菌的因素： 在影響培養(yǎng)基滅菌的因素中，除了滅菌溫度和時間外，還有以下影響因素：1.1.培養(yǎng)基成分：油脂、糖類、蛋白質(zhì)增加耐熱性，滅菌時間長；高濃度的鹽類、色素等則削弱其抗性第11頁共 24 頁2.2.培養(yǎng)基物理狀態(tài)：固體培養(yǎng)基的滅菌時間要比液體培養(yǎng)基的滅菌時間長3.3. phph微生物在 ph6.0ph6.08.08.0 范圍內(nèi)耐熱性最大phph 低于 6.06.0 時，氫離子極易滲入微生物細胞，從而改變細胞的生理反應而促進其死亡，故培養(yǎng)基酸度愈高，則所需的殺菌時間愈短4.4. 培養(yǎng)基中微生物數(shù)量5.5. 微生物細胞含水量：一定范圍含水越多蛋白質(zhì)凝固溫度越低，越易被殺死。6.6.微生物細胞菌齡：7.7.耐熱性：8.8.泡沫：泡沫中的空氣形成隔熱層，對滅菌極為不利，可加入少量消泡劑。第四章無菌空氣的制備1 1 無菌空氣獲得方法：輻射滅菌：利用 uvuv、x-rayx-ray、超聲波殺菌熱滅菌法靜電除塵、除菌介質(zhì)過濾2 2 空氣過濾除菌的原理（絕對過濾、深層介質(zhì)過濾）第12頁共 24 頁慣性沖擊截留作用；攔截截留作用；布朗擴散截留作用；重力沉降作用；靜電吸引作用。3 3 介質(zhì)過濾效率濾層所濾去的微粒數(shù)與原有微粒數(shù)之比稱為過濾效率，用? ?表示，是衡量過濾設(shè)備過濾能力的指標。？= =（n1-n2n