生物制藥 發(fā)酵工程制藥公開課一等獎(jiǎng)?wù)n件省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

發(fā)酵工程制藥張忠山第1頁為何要利用微生物抗生素、氨基酸、酶制劑等產(chǎn)品為何能通過微生物發(fā)酵來生產(chǎn)？這與微生物生長和代謝特點(diǎn)有什么關(guān)系？第2頁1、某些微生物因爭奪生存環(huán)境或營養(yǎng)物，會(huì)產(chǎn)生抗生素將其他種類微生物殺死。2、微生物會(huì)產(chǎn)生蛋白酶、纖維素酶和淀粉酶，將營養(yǎng)物質(zhì)水解成可吸取小分子多肽或氨基酸、葡萄糖。3、微生物細(xì)胞會(huì)通過合成或分解代謝生產(chǎn)它必需某些物質(zhì)，包括氨基酸、核苷酸等。第3頁微生物長處微生物繁殖非常迅速微生物培養(yǎng)易于控制微生物本身也容易改造第4頁微生物發(fā)酵發(fā)酵：利用微生物，在合適條件下，將原料通過特定代謝途徑轉(zhuǎn)化為人類所需要產(chǎn)物過程。發(fā)酵工程：采取當(dāng)代化工程技術(shù)伎倆，利用微生物某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程一種新技術(shù)。第5頁微生物應(yīng)用酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在厭氧條件下進(jìn)行發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精生產(chǎn)。白酒通過蒸餾，因此酒主要成份是水和酒精，以及某些加熱后易揮發(fā)物質(zhì)，如多種酯類、其他醇類和少許低碳醛酮類化合物。果酒和啤酒是非蒸餾酒，發(fā)酵時(shí)酵母將果汁中或發(fā)酵液中葡萄糖，轉(zhuǎn)化為酒精，而其他營養(yǎng)成份會(huì)部分被酵母利用，產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物，如氨基酸、維生素等，也會(huì)進(jìn)入發(fā)酵酒液中。因此，果酒和啤酒營養(yǎng)價(jià)值較高。

第6頁微生物應(yīng)用醋：食品店或超市發(fā)售醋中，除了白醋是由化學(xué)合成食品級醋酸勾兌外，其他則是由醋酸菌在好氧條件下發(fā)酵，將固體發(fā)酵產(chǎn)生酒精轉(zhuǎn)化為醋酸生產(chǎn)。由于使用微生物菌種或曲種差異，在葡萄糖發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生乳酸或其他有機(jī)酸，因而使醋有不一樣風(fēng)味。

第7頁微生物應(yīng)用醬油：醬油生產(chǎn)以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經(jīng)粉碎制成固體培養(yǎng)基，在好氧條件下，利用產(chǎn)生蛋白酶霉菌，如黑曲霉進(jìn)行發(fā)酵。微生物在生長過程中會(huì)產(chǎn)生大量蛋白酶，將培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)水解成小分子肽和氨基酸，然后淋洗、調(diào)制成醬油產(chǎn)品。醬油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。

第8頁微生物應(yīng)用醬：以大豆和少許面粉為原料，蒸煮后在空氣中自然發(fā)酵。發(fā)酵過程主要是能夠產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶霉菌，將大豆中蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉分解，產(chǎn)生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多種物質(zhì)。這些物質(zhì)使醬具有獨(dú)特醬香味。第9頁微生物應(yīng)用酸奶：牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌發(fā)酵，將乳糖分解，并深入發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和其他有機(jī)酸，以及某些芳香物質(zhì)和維生素等；同步蛋白質(zhì)也部分水解。因此，酸奶是營養(yǎng)豐富、易消化，少含乳糖，是適合于有乳糖不適應(yīng)癥者優(yōu)良食品。

第10頁微生物應(yīng)用醪糟：又稱酒釀，是大米經(jīng)蒸煮后，接種根霉，在好氧條件下，發(fā)酵生產(chǎn)含低濃度酒精和不一樣糖分食品。根霉在生長時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量淀粉酶，將大米中淀粉水解成葡萄糖，同步利用部分葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精。由于使用根霉菌種不一樣，能夠生產(chǎn)不一樣酒精度、不一樣甜度和不一樣香味醪糟。

第11頁微生物應(yīng)用面包：目前面包均是利用活性干酵母（面包酵母）經(jīng)活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入多種添加劑，經(jīng)烤制生產(chǎn)。面粉發(fā)酵后淀粉構(gòu)造發(fā)生變化，變得易于消化、營養(yǎng)易于吸取。第12頁微生物應(yīng)用饅頭：此前做饅頭面粉是經(jīng)自然發(fā)酵后蒸制，假如連續(xù)使用面肥發(fā)酵，經(jīng)幾代發(fā)酵，微生物會(huì)因生長優(yōu)勢而單一化。發(fā)酵菌種一般多為乳酸菌。由于發(fā)酵產(chǎn)酸，在蒸制前要用堿中和酸，制得饅頭才松軟適口、帶有特殊香味。目前，大批量生產(chǎn)是采取干酵母發(fā)酵，因此不產(chǎn)酸，不需要再用堿中和即可蒸制。第13頁微生物應(yīng)用制藥業(yè)：抗生素、氨基酸、維生素生產(chǎn)；食品業(yè)：醋、醬油、醬、酒等生產(chǎn)；輕工業(yè)：檸檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干酵母、色素、黃原膠、甘油等生產(chǎn)；化工業(yè)：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯酰胺和聚丙烯酰胺等生產(chǎn)；飼料業(yè)：飼料添加劑生產(chǎn)；農(nóng)藥業(yè)：農(nóng)用抗生素、微生物肥料、微生物農(nóng)藥等生產(chǎn)。第14頁

發(fā)酵工程是一門具有悠久歷史，又融合了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)，是當(dāng)代生物技術(shù)組成部分。本章主要介紹發(fā)酵工程基本內(nèi)容和基本原理，重點(diǎn)介紹了工業(yè)發(fā)酵工藝流程,還介紹了典型產(chǎn)品發(fā)酵生產(chǎn)工藝，如青霉素，谷氨酸和維生素C生產(chǎn)。第15頁

微生物發(fā)酵制藥是利用微生物進(jìn)行藥品研究、生產(chǎn)和制劑綜合性應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。研究內(nèi)容包括微生物制藥用菌選育，發(fā)酵以及產(chǎn)品分離和純化工藝等。主要討論用于各類藥品發(fā)酵微生物起源和改造、微生物藥品生物合成和調(diào)控機(jī)制、發(fā)酵工藝與主要參數(shù)確實(shí)定、藥品發(fā)酵過程優(yōu)化控制、質(zhì)量控制等。第16頁第一節(jié)微生物發(fā)酵概論1857年巴斯德提出著名發(fā)酵理論：“一切發(fā)酵過程都是微生物作用成果?！?929年Flemming爵士發(fā)覺了青霉素，增加一大類新產(chǎn)品-抗生素。一、微生物發(fā)酵概念及發(fā)展史第17頁20世紀(jì)40年代，以獲取細(xì)菌次生代謝產(chǎn)物-抗生素為主要特性抗生素工業(yè)成為微生物發(fā)酵工業(yè)技術(shù)支柱產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)50年代，氨基酸發(fā)酵工業(yè)又成為微生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)又一種組員，實(shí)現(xiàn)了對微生物代謝進(jìn)行人工調(diào)整，這又使微生物技術(shù)進(jìn)了一步。第18頁20世紀(jì)60年代，微生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)又增加了酶制劑工業(yè)這一成員。20世紀(jì)70年代，為理解決由于人迅速增加而帶來糧食短缺問題，進(jìn)行了非碳水化合物代替碳水化合物發(fā)酵，如利用石油化工原料進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，培養(yǎng)單細(xì)胞蛋白，進(jìn)行污水處理，能源開發(fā)等。第19頁80年代以來，伴隨重組DNA技術(shù)發(fā)展，能夠按人類社會(huì)需要，定向培養(yǎng)出有用菌株，這為微生物發(fā)酵技術(shù)引入了遺傳工程技術(shù)，使微生物技術(shù)進(jìn)入了一種新階段。目前，人們把利用微生物在有氧或無氧狀態(tài)下生命活動(dòng)來制備微生物菌體或其他代謝產(chǎn)物過程統(tǒng)稱為發(fā)酵。第20頁

1.微生物菌體發(fā)酵

是以取得具有某種用途菌體為目標(biāo)發(fā)酵。用于面包制作酵母發(fā)酵及用于人類或動(dòng)物食品微生物菌體蛋白發(fā)酵是比較傳統(tǒng)菌體發(fā)酵工業(yè)。新菌體發(fā)酵可用來生產(chǎn)藥用真菌，如香菇菌、依賴蟲蛹而生存冬蟲夏草菌、與天麻共存密環(huán)菌等藥用菌。二、微生物發(fā)酵類型第21頁2.微生物酶發(fā)酵

酶普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物中。由于微生物種類多、產(chǎn)酶品種多、生產(chǎn)容易和成本低等特點(diǎn)，因此目前工業(yè)應(yīng)用酶大多來自微生物發(fā)酵。如用于抗癌天冬酰胺酶和用于治療血栓納豆激酶和鏈激酶等。第22頁

3.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵

微生物代謝產(chǎn)物很多。在菌體對數(shù)生長期所產(chǎn)生產(chǎn)物，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)和糖類等是菌體生長繁殖所必需，這些產(chǎn)物叫做初級代謝產(chǎn)物。在菌體生長靜止期，某些菌體能合成某些具有特定功能產(chǎn)物，如抗生素、生物堿、植物生長因子等。這些產(chǎn)物與菌體生長繁殖無顯著關(guān)系，叫做次級代謝產(chǎn)物。

第23頁

4.微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵

微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物細(xì)胞一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成構(gòu)造有關(guān)更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)物?？蛇M(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括：脫氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫水反應(yīng)、縮合反應(yīng)、氨化反應(yīng)、脫氨反應(yīng)等。

第24頁5.生物工程細(xì)胞發(fā)酵是指利用生物工程技術(shù)所取得細(xì)胞，如DNA重組“工程菌”，細(xì)胞融合所得“雜交”細(xì)胞等進(jìn)行培養(yǎng)新型發(fā)酵。此類發(fā)酵產(chǎn)物多種多樣，如用基因工程菌生產(chǎn)胰島素、干擾素等。第25頁優(yōu)良微生物菌種是發(fā)酵工業(yè)基礎(chǔ)和關(guān)鍵，微生物資源非常豐富，廣泛分布于土壤、水和空氣中，尤以土壤中為最多。1.從微生物分類學(xué)角度把所需菌種分為：細(xì)菌類如短桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌等；酵母菌如啤酒酵母、酒精酵母、漢遜酵母和假絲酵母等；霉菌如黃曲霉、紅曲霉、青霉菌和赤霉菌等；放線菌如多種抗生素，鏈、慶大等。三、微生物發(fā)酵工業(yè)所用菌種第26頁

2.作為工業(yè)微生物發(fā)酵使用菌種，一般有下列特點(diǎn)：(1)具有穩(wěn)定遺傳學(xué)特性。(2)微生物生長和產(chǎn)物合成對于基質(zhì)沒有嚴(yán)格要求。(3)生長條件易于滿足。(4)具有較高多種酶活力。（5）對于包括體，要求在細(xì)胞破碎是不易破碎，而在目標(biāo)產(chǎn)物分離提出時(shí)，則易破碎。第27頁1.微生物發(fā)酵過程是一種典型化工過程。2.微生物發(fā)酵過程是一種典型代謝控制發(fā)酵。3.微生物發(fā)酵工業(yè)又是一種有別于化工過程一種工業(yè)。四、微生物發(fā)酵基本特性第28頁啤酒制造工藝流程第29頁

啤酒制造工藝流程第30頁

微生物發(fā)酵主要有下列幾個(gè)特性：（1）反應(yīng)條件溫和。一般由于微生物生理特性，要求溫度為30℃～40℃、pH值中性偏酸性如酵母、霉菌、放線菌發(fā)酵和pH值中性偏堿性如細(xì)菌發(fā)酵。（2）無菌發(fā)酵，整個(gè)反應(yīng)過程要求無菌。培養(yǎng)基無菌、空氣無菌、補(bǔ)料和取樣要求無菌操作、某些工程菌，其尾氣也要求進(jìn)行無菌處理。第31頁（3）非連續(xù)性生產(chǎn)。微生物生理特性決定了發(fā)酵過程非連續(xù)性，大部分工業(yè)發(fā)酵是以間歇操作為基礎(chǔ)進(jìn)行，目前能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)是啤酒連續(xù)化生產(chǎn)。第32頁第二節(jié)工業(yè)發(fā)酵工藝流程

生物發(fā)酵工藝多種多樣，但基本上包括菌種選育、菌種培養(yǎng)基配制、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過程下游處理即分離提純等幾個(gè)過程。第33頁找到合適菌種是發(fā)酵工程前提。人們最初是從自然界尋找所需要菌種，如谷氨酸發(fā)酵時(shí)常用菌有谷氨酸棒狀桿菌等。但這種辦法得到菌種，產(chǎn)量一般都比較低。20世紀(jì)40年代，微生物學(xué)家開始用紫外線、激光、化學(xué)誘變劑等處理菌種，使菌種產(chǎn)生突變，以篩選出符合要求優(yōu)良菌種。隨著細(xì)胞工程、基因工程等技術(shù)日益成熟，科學(xué)家開始構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌，用它們進(jìn)行發(fā)酵，甚至能生產(chǎn)出一般微生物所不能生產(chǎn)產(chǎn)品。一、菌種選育第34頁菌種選育必要性和主要性

必要性：1、經(jīng)誘變劑處理細(xì)胞中只有一部分是突變型菌株，而有害突變往往占有很大百分比；2、從自然界篩選得來菌株，藥品代謝合成能力均很低，野生型菌株由于長時(shí)間生長在非最適條件下，產(chǎn)物濃度很低，對于工業(yè)生產(chǎn)來說，假如不進(jìn)行菌種改良，勢必造成生產(chǎn)成本過高。第35頁主要性：1、菌種選育是提升單位產(chǎn)量和改善產(chǎn)品質(zhì)量主要措施；2、能夠變化菌種某些遺傳性狀，使之更適合于工業(yè)生產(chǎn)，例如抗噬菌體菌株能利用便宜發(fā)酵原料或需氧量較小菌株等。第36頁選育辦法1、自然選育：是指微生物細(xì)胞群體不通過人工處理而利用菌種自發(fā)突變（spontaneousmutation）進(jìn)行菌種篩選育種辦法。效率低、進(jìn)展遲緩。第37頁2、誘變育種：是用不一樣誘變劑（mutagen）處理微生物細(xì)胞群體，以誘發(fā)多種遺傳突變，然后采取簡便、迅速和高效篩選辦法，從中選出所需要突變株（mutant）。發(fā)酵工業(yè)中使用高產(chǎn)菌株，幾乎都是通過誘變育種而大大提升了生產(chǎn)性能菌株，故至今仍是菌種改良主要辦法。第38頁（一）辦法和原理A.誘變機(jī)制（1）微小損傷突變：堿基置換，碼組移動(dòng)（2）染色體畸變：易位，逆位，缺失，反復(fù)（3）染色體組突變：數(shù)目變化（單倍體變多倍體）B.誘變劑及其作用方式：物理誘變劑，化學(xué)誘變劑，生物誘變劑常用誘變劑p-263第39頁（二）誘變和篩選初步篩選是關(guān)鍵步驟A.本身耐藥突變株：耐受本身分泌抗生素，提升產(chǎn)量B.構(gòu)造類似物或前體類似物耐受突變株：解除反饋抑制第40頁C.營養(yǎng)缺陷型及其回復(fù)突變株通過誘變造成某些基因突變，而需要添加某些物質(zhì)（氨基酸、核苷酸等）才能生長突變體。營養(yǎng)缺陷型作用：（1）解除末端產(chǎn)物反饋調(diào)整作用。（2）作為標(biāo)識(shí)，在雜交育種中作為出發(fā)菌株有助于雜交重組分析。（3）作為基因工程受體菌，檢出克隆基因體現(xiàn)。第41頁3、雜交育種：是將兩個(gè)基因型不一樣親株某些遺傳信息，通過雜交重組于同一重組體中，形成新遺傳型個(gè)體過程。傳統(tǒng)雜交育種在真核微生物中能夠通過有性雜交及準(zhǔn)性雜交兩種途徑；在原核微生物中（如細(xì)菌和放線菌）則可通過接合雜交進(jìn)行。第42頁a.準(zhǔn)性生殖（parasexualreproduction）：是指真菌中不通過有性生殖基因重組過程。b.接合（conjugation）：在細(xì)菌和放線菌中，接合是最常見雜交方式。二親株細(xì)胞在固體培養(yǎng)基上混合培養(yǎng)時(shí)，一親株細(xì)胞基因組片段進(jìn)入另一親株細(xì)胞，發(fā)生部分染色體轉(zhuǎn)移或遺傳信息交換，形成部分合子，通過二次交換形成單倍重組體。第43頁c.原生質(zhì)體融合（protoplastfusion）：兩親本菌株原生質(zhì)體在高滲條件下混合，以聚乙二醇作為助融劑，或在一定電場條件下，通過電脈沖作用促進(jìn)原生質(zhì)體互相聚集，誘導(dǎo)融合，接著兩親本遺傳物質(zhì)交換，從而實(shí)現(xiàn)遺傳重組。在合適條件下，融合細(xì)胞可再生成新完整細(xì)胞，就有也許取得具有合乎抱負(fù)新遺傳性狀重組子。第44頁二、發(fā)酵基本過程基本過程為：菌種種子制備發(fā)酵發(fā)酵液預(yù)處理提取精制第45頁第46頁菌種發(fā)酵工程中所用菌種多要求是純培養(yǎng)，即整個(gè)發(fā)酵過程不能混有雜菌，不然將造成產(chǎn)量大大下降，甚至得不到產(chǎn)品。例如，假如青霉素生產(chǎn)過程中污染了雜菌，這些雜菌會(huì)分泌青霉素酶，將形成青霉素分解掉。因此，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須通過嚴(yán)格滅菌。第47頁種子制備在搖瓶或小罐內(nèi)進(jìn)行。種子罐一般用鋼或不銹鋼制成，相稱于小型發(fā)酵罐。接種前所有設(shè)備及培養(yǎng)基要通過嚴(yán)格滅菌。在大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出優(yōu)良菌種通過數(shù)次擴(kuò)大培養(yǎng)，讓它們達(dá)成一定數(shù)量后來，再進(jìn)行接種。第48頁發(fā)酵接種量：5-20%通氣量：0.3-1m3/m3攪拌功率消耗：1-2kW/m3罐溫：26-37℃罐壓：0.3-0.5kg/cm2發(fā)酵周期：2～8d第49頁第50頁第51頁發(fā)酵結(jié)束后，要對發(fā)酵液或生物細(xì)胞進(jìn)行分離和提取精制，將發(fā)酵產(chǎn)物制成合乎要求產(chǎn)品。對發(fā)酵產(chǎn)品要求不一樣，分離提純辦法也對應(yīng)有些區(qū)分。利用發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品有菌種代謝產(chǎn)物和菌種本身（如酵母菌和細(xì)菌）兩大類，假如產(chǎn)品是菌種，分離辦法一般是通過過濾、沉淀從培養(yǎng)液中分離出；假如產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物，則采取蒸餾、萃取、離子交換等辦法提取。分離提純后產(chǎn)品，還要通過質(zhì)量檢查合格后，才能成為正式產(chǎn)品。產(chǎn)物提取第52頁發(fā)酵方式1、分批(間歇)發(fā)酵：物料一次投入反應(yīng)器中，滅菌、接種、發(fā)酵。特點(diǎn)：一次性；發(fā)酵過程中，營養(yǎng)不停減少，微生物不停增殖，環(huán)境非穩(wěn)態(tài)；微生物生長四個(gè)時(shí)期顯著；應(yīng)用廣泛，改善（在線檢測，計(jì)算機(jī)控制）。第53頁2、補(bǔ)料分批發(fā)酵：補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基。特點(diǎn)：能夠解除底物抑制、產(chǎn)物抑制或克服微生物過度生長；提升有用產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率；應(yīng)用廣泛，用于面包酵母、氨基酸、抗生素等工業(yè)；第54頁3、連續(xù)發(fā)酵：恒化器（基質(zhì)恒）、恒濁器（菌體密度恒），連續(xù)進(jìn)料出料平衡，保持恒定發(fā)酵液密度。易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，如啤酒，乙醇發(fā)酵。長處：操作穩(wěn)定；利于機(jī)械、自動(dòng)化；提升設(shè)備利用率；減少滅菌次數(shù)；易于過程優(yōu)化。缺陷：易染菌；微生物易變異；對產(chǎn)品類型適應(yīng)性不廣；對設(shè)備及附件要求高。第55頁第三節(jié)發(fā)酵工藝控制一、培養(yǎng)基影響及其控制二、溫度影響及其控制三、溶氧影響及其控制四、pH影響及其控制第56頁一、培養(yǎng)基影響及其控制

1、碳源：糖類，脂肪，有機(jī)酸，碳?xì)浠衔铮ㄋ傩荚雌咸烟?；遲效碳源淀粉，乳糖）（菌體干物質(zhì)50%以上是碳）。主要功能：①提供能源；②菌體成份；③產(chǎn)物碳架；起源：葡萄糖、糖蜜、淀粉及水解物是常用碳源。第57頁2、氮源：無機(jī)氮源，有機(jī)氮源（速效氮源氨基酸，玉米漿；遲效氮源黃豆餅粉，花生餅粉、棉籽餅粉）。速效促生長，遲效利代謝。（占干物質(zhì)量10%）。主要功能：①組成細(xì)胞物質(zhì)。②組成產(chǎn)物。起源：花生粉、黃豆餅粉、玉米漿、銨鹽、硝酸鹽、尿素和氨水等是常使用氮源。第58頁3、無機(jī)鹽和微量元素

主要功能：①組成菌體成份（S）②激活酶（Mg2+）③輔酶或輔基組成部分④參與能量轉(zhuǎn)移反應(yīng)⑤調(diào)整滲入壓、pH、氧化還原電位起源：無機(jī)鹽、原料、灰分。4、特殊生長因子：不可缺、量微，本身不能合成或量不夠。主要功能：①組成輔酶②促進(jìn)生命活動(dòng)起源：玉米漿、糖蜜、甜菜糖、麩皮、米糠。第59頁5、水：物質(zhì)溶解和生化反應(yīng)基礎(chǔ)。功能：①機(jī)體主要組成成份；②參與某些代謝反應(yīng)；③良好溶劑（介質(zhì)）和熱導(dǎo)體；6、發(fā)酵培養(yǎng)基配制提供必要營養(yǎng)成份；配制合適濃度；主成份與其他成份配比；控制合適pH第60頁二、溫度影響及其控制

1.影響發(fā)酵溫度變化原因（1）生物熱：生長，呼吸，繁殖（2）攪拌熱：摩擦（3）蒸發(fā)熱：（4）輻射熱：罐內(nèi)外溫差第61頁2.溫度選擇與控制（1）最適溫度：生長溫度，生產(chǎn)溫度變溫發(fā)酵，如青霉素發(fā)酵：30℃5h25℃35h20℃85h25℃40h放罐；青霉素產(chǎn)量比25℃恒溫發(fā)酵高14.7%。（2）溫度控制一般不需加熱，冷卻水（冷凍鹽水）通過夾層循環(huán)冷卻。第62頁

三、溶氧影響及其控制1.溶氧影響：最適氧濃度溶氧對菌體生長和產(chǎn)物性質(zhì)及產(chǎn)量都影響谷氨酸發(fā)酵VB12發(fā)酵天冬酰胺酶發(fā)酵第63頁2.發(fā)酵過程溶氧變化紅霉素發(fā)酵：前期，中期，后期溶氧異常下降（污染好氣雜菌，菌體代謝異常），溶氧異常升高（污染噬菌體）3.溶氧濃度控制供氧方面（提升氧傳遞）；需氧量（菌體濃度，基質(zhì)種類，培養(yǎng)條件）第64頁四、pH影響及其控制1.

pH對發(fā)酵影響最適生長pH（3～6）最適生產(chǎn)pH2.pH變化3.發(fā)酵pH確實(shí)定和控制（1）發(fā)酵pH確實(shí)定：菌種，培養(yǎng)基組成，培養(yǎng)條件，溫度（2）pH控制：補(bǔ)料，酸，堿，尿素，測定代謝曲線pH變化，穩(wěn)定工藝條件。常用控制辦法有：①調(diào)整生理堿性和酸性鹽類百分比；②選擇不一樣C、N種類和百分比；③添加緩沖劑。

第65頁第四節(jié)發(fā)酵產(chǎn)物提取一、吸附法二、沉淀法三、溶劑萃取法四、離子交換法第66頁第67頁培養(yǎng)液預(yù)處理目標(biāo)在于變化培養(yǎng)液性質(zhì)，使其便于過濾和提取。細(xì)胞