發(fā)酵應(yīng)掌握的知識

1、發(fā)酵的概念利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體或其代謝產(chǎn)物的過程，統(tǒng)稱為發(fā)酵。2、發(fā)酵工程的概念發(fā)酵工程是利用微生物生長與代謝活動，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段進(jìn)展工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)。由于它以培育微生物〔發(fā)酵〕為主，所以習(xí)慣上也稱為微生物工程。3、發(fā)酵工程爭論的內(nèi)容123、生化反響器〔發(fā)酵罐〕4、產(chǎn)品的分別、提取及精制等過程。4、獲得一種發(fā)酵產(chǎn)品應(yīng)具備的條件生物發(fā)酵的設(shè)備;精制成產(chǎn)品的方法和設(shè)備其次章菌種選育及種子擴(kuò)培1、工業(yè)微生物菌種的分別篩選方法分別法⑤毛細(xì)管分別法⑥小滴分別法篩選：①平板篩選：用水解圈、變色圈、抑菌圈、透亮圈等方法②藥瓶發(fā)酵篩選2、幾種鑒別圈的概念和鑒別的原理劑或指示劑摻入培育基中或噴灑已生長的菌落的培育基外表pH值降低或上升，由于顯色劑在不同pH值條件下顯色不同，從而形成圍繞菌落四周的變了顏色的圈叫變色圈。透亮圈：混濁底物被分解后形成透亮圈。如可溶性淀粉、碳酸鈣等在固體培育基中參加酶作用的底物或其他物〔都能使培育基產(chǎn)生渾濁培育微生物能夠利用此底物酶的產(chǎn)生菌 得以生長或微生物能利用此種物質(zhì)則在其菌落四周形成一個(gè)透亮的圈叫透亮圈，也叫水解圈?！踩琊B(yǎng)分缺陷型菌株〔缺乏上述養(yǎng)分要求的物質(zhì)〕生長而合成該物質(zhì)，則能使工具菌生長，則在分別的微生物的菌落四周形成工具菌的生長圈，這種圈叫生長圈。抑菌圈：有害菌與能夠產(chǎn)生抑菌物質(zhì)的微生物菌種一起在固個(gè)透亮的圈〔即有害微生物不能生長的形成的圈〕叫抑菌圈。3、種子擴(kuò)培的概念于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化純種的培育物稱為種子。4、種子擴(kuò)培的的一般步驟①將砂土管或冷凍枯燥管內(nèi)保藏的菌種以無菌的方式接種至適轉(zhuǎn)種到扁瓶固體培育基或藥瓶液體培育基中擴(kuò)大培育完成試驗(yàn)室種子制備。③將擴(kuò)大培育的孢子或菌絲體接種到一級種子罐，制備生產(chǎn)用種子。④制備好的種子轉(zhuǎn)種至發(fā)酵罐中進(jìn)展發(fā)酵。5、影響種子質(zhì)量的因素、如何保證種子的質(zhì)量①原材料質(zhì)量：即用于制備種子的原材料質(zhì)量。②培育溫度：尤其是斜面的培育溫度。③濕度：斜面的濕度基：一般要碳源少些，氮源多些，有利于菌體的培育。但要進(jìn)展優(yōu)選和比照試驗(yàn)確定。⑦pH值：要適宜。以利于獲得最大比生長速率和pH值接近。1、微生物代謝調(diào)整、代謝掌握的概念、提高初級代謝產(chǎn)物的方法、把握初級代謝產(chǎn)物的合成與微生物生長的動力學(xué)關(guān)系類型如何利用此理論？2、微生物的次級代謝的概念、提高初級代謝產(chǎn)物的方法3、反響抑制、分解代謝物阻遏4、微生物代謝調(diào)整的途徑有哪些？第四章培育基1、培育基的概念、發(fā)酵工業(yè)常用的培育基類型培育基：是供給微生物生長生殖和生物合成各種代謝產(chǎn)物所需要的，按肯定比例配制的多種養(yǎng)分物質(zhì)的混合物。類型：不同純度〔自然、合成、半合成培育基；物理狀態(tài)〔固體、液體、半固體培育基；用途〔2、發(fā)酵培育基養(yǎng)分基質(zhì)的選擇應(yīng)遵循什么原則？供給根本成分和適宜的比例；有利于削減原料單耗；有利于提高產(chǎn)物濃度；有利于提高產(chǎn)物的合成速度；削減副產(chǎn)物生成；便利產(chǎn)物的分別和純化；原料價(jià)格低廉、質(zhì)量穩(wěn)定、取材簡潔；有利于提高氧的利用率，降低能耗；有利于削減“三廢物質(zhì)”3、如何確定培育基成分、用量？即培育基的優(yōu)化1、依據(jù)以前的閱歷以及在培育基成分確定時(shí)必需考慮的一些問題初步確定可能的培育基成分①首先要做好調(diào)查爭論工作一般提煉方法和產(chǎn)品性質(zhì)要求等也要有所了解心中有數(shù)。依據(jù)前人的閱歷和培育基成分確定時(shí)一些必需考慮的因素，初步確定可能的培育基成分。2、通過單因子優(yōu)化試驗(yàn)確定較適宜的培育基成分及濃度；留意培育過程中pH形成的兩種不同pH，不斷調(diào)整配比來適應(yīng)上述各種狀況和要求，注意每次只限一個(gè)變動條件。3、金屬及非金屬離子確實(shí)定：也是通過單因子試驗(yàn)。4、最終通過多因子試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化培育基各成分最適濃度。1、干熱滅菌、濕熱滅菌干熱滅菌：將金屬制品或清潔玻璃器皿放入電熱枯燥箱內(nèi)，在160～170℃下維持1～2h后，即可到達(dá)徹底滅菌的目的。濕熱滅菌：利用飽和蒸汽進(jìn)展滅菌的方法。2、液體培育基滅菌方法、設(shè)備滅菌、發(fā)酵罐滅菌液體培育基的滅菌方法：分批滅菌〔又叫實(shí)消、連續(xù)滅菌〔又叫連消。培育基與設(shè)備滅菌的方法〔p129-137〕——高壓蒸汽濕熱滅菌法。發(fā)酵罐的滅菌方法空消、實(shí)消。3實(shí)消等的概念分批滅菌：將培育基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，到達(dá)預(yù)定滅菌溫又稱實(shí)灌滅菌。連續(xù)滅菌：就是將配制好的培育基在向發(fā)酵罐輸送的同時(shí)進(jìn)展加熱、保溫順冷卻的過程，從而到達(dá)滅菌的效果，又稱連消。將培育基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，到達(dá)預(yù)定滅菌溫度后，維持肯定時(shí)間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵的滅菌方法，又稱分批滅菌。發(fā)酵罐、種子罐等和培育基一起的滅菌4、滅菌規(guī)程方法：濕熱滅菌設(shè)備：旋轉(zhuǎn)蒸煮鍋；轉(zhuǎn)鼓式滅菌器流程：5、過濾除菌的設(shè)備、原理〔一〔二〔三〔四〔五空氣冷卻器〔六〕氣液分別〔七〕空氣加熱器.原理：將液體或者氣體用微孔薄膜過濾，使大于孔徑的細(xì)菌等微生物顆粒阻留，從而到達(dá)除菌的目的。6、空氣凈化流程吸氣口吸入的空氣先經(jīng)過壓縮前的過濾。進(jìn)入空氣壓縮機(jī)〔先升溫至120～150℃?！忱鋮s〔20～25℃，除去油、水，再加熱至30～35℃?！?〕最終通過總過濾器和分過濾器除菌，獲得干凈度、壓力、溫度和流量都符合要求的無菌空氣7、空氣除菌的方法熱殺菌；輻射殺菌；靜電殺菌；過濾殺菌1、發(fā)酵方法的分類答；一、液體發(fā)酵與固體發(fā)酵二、厭氧發(fā)酵與好氧發(fā)酵三、分批發(fā)酵與連續(xù)發(fā)酵四、單一發(fā)酵與混合發(fā)酵2、分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵的概念器內(nèi)，進(jìn)展培育，細(xì)胞不斷生長，產(chǎn)物不斷形成，經(jīng)過一段時(shí)間后將整個(gè)反響物取出的發(fā)酵方式。恒定狀態(tài)〔pH、恒定菌體濃度、恒定的比生長速率〕下生長的發(fā)酵方式。培育基的發(fā)酵方式。3、發(fā)酵工藝掌握的目的及內(nèi)容〔簡潔的〕目的：就是要為生產(chǎn)菌制造一個(gè)最適的環(huán)境，使我們所需要的代謝活動得以最充分的表達(dá)，從而生產(chǎn)出過量的代謝產(chǎn)物。pH值；通氣和攪拌；泡沫；二氧化碳；發(fā)酵終點(diǎn)的推斷溫度對發(fā)酵的影響及掌握影響微生物的生長〔不同微生物不同、同一微生物不同培育條件不同〕〔2〕影響各種酶的反響速率和酶的特性〔3〕影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)〔4〕影響生物合成的方向溫度對發(fā)酵的掌握：〔1〕在發(fā)酵的整個(gè)周期內(nèi)僅選一個(gè)最適培育溫度不肯定好?！?〕溫度的選擇要參考其它發(fā)酵條件?！?〕溫度的選擇還應(yīng)考慮培育基成分和濃度?！?〕總之要考慮各方面的因素，并通過試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)過程爭論其規(guī)律性，最終有效提高產(chǎn)物的產(chǎn)量。4、發(fā)酵過程的溶氧變化規(guī)律及掌握增加，此時(shí)需氧超過供氧，溶氧明顯下降；發(fā)酵中后期，溶氧濃度明顯地受工藝掌握手段的影響，如補(bǔ)料的數(shù)量、時(shí)機(jī)和方式等；發(fā)自溶，溶氧就會明顯地上升。菌體生長率和呼吸率；改善發(fā)酵液的黏度。5、發(fā)酵過程中pH〔1〕pH影響酶的活性。pH影響微生物細(xì)胞膜所帶電荷的狀態(tài)。直接影響代謝過程：pH影響培育基某些養(yǎng)分物質(zhì)和中間代謝產(chǎn)物的解離，影響微生物對這些物質(zhì)的利用，從而引起菌體代謝過程的不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生轉(zhuǎn)變，影響代謝產(chǎn)物的合成基質(zhì)濃度對發(fā)酵的影響〔〕碳源種類和濃度〔〕氮源種類和濃度〔〕磷酸鹽的濃度8、發(fā)酵終點(diǎn)的檢測與掌握答；1、推斷發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)要考慮的因素；不同類型的發(fā)酵，要求到達(dá)的目的不同，因而對發(fā)酵終點(diǎn)的推斷標(biāo)準(zhǔn)各有不同。2、一般終點(diǎn)推斷標(biāo)準(zhǔn)歸納起來有兩個(gè)：即產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益〔本錢〕一般原材料本錢占整個(gè)生產(chǎn)本錢核算主要局部的發(fā)酵。主要追求提高生產(chǎn)率、得率〔轉(zhuǎn)化系數(shù)〕〔2〕假設(shè)下游提取精制本錢占主要局部，且產(chǎn)品價(jià)格比較昂貴，則除了要求高的產(chǎn)率和發(fā)酵系數(shù)外還要求高的產(chǎn)物濃度。因此，如以提高總的生產(chǎn)率就要縮短發(fā)酵周期，就要在產(chǎn)物合成速率較低時(shí)完畢發(fā)酵。放罐過早、過晚都將對下階段提取有不利的影響。因殘留物對提煉有影響9、直接狀態(tài)參數(shù)包括哪些？答；物理參數(shù)，化學(xué)參數(shù)，生物參數(shù)發(fā)酵過程參數(shù)檢測的方式１、利用儀器進(jìn)展在線檢測２、從發(fā)酵罐中取樣品進(jìn)展離線檢測第七章染菌防治1、 發(fā)酵特別現(xiàn)象、緣由、防治1、消耗緩慢〔菌體生長差〔緣由：產(chǎn)生菌孢子和種子質(zhì)量不好、發(fā)酵條件差、培育基質(zhì)量差〔滅菌不當(dāng)〕等。措施：補(bǔ)充適宜的氮源，或磷酸鹽，提高發(fā)酵溫度〕2、pH特別〔緣由：〕3水平特別〔緣由：染菌。染菌的種類：好氧菌、厭氧菌。措施：檢查〕4、泡沫過多〔緣由：種子過嫩或過老，致使菌體生長差、代謝速度慢，蛋白質(zhì)膠體物質(zhì)多。培育基滅菌溫度過高或時(shí)間過長，培育基成分受到破壞。措施：接種優(yōu)質(zhì)種子基進(jìn)展合理滅菌〕5、菌體濃度過高或過低〔緣由：感染噬菌體、培育條件不適宜。措施：防噬菌體、掌握適宜培育條件6、未知的其它緣由：可補(bǔ)充氮源促菌絲生長，或補(bǔ)充碳源也可。微生物的濃度過高，發(fā)酵液過濃〔緣由：氮源過多，菌絲生長快、濃度大，從而降低發(fā)酵液中溶解氧的濃度，影響發(fā)酵正常進(jìn)展。措施：〕2、工業(yè)生產(chǎn)中檢查發(fā)酵染菌的方法1顯微鏡檢查23查法43、生產(chǎn)過程中雜菌污染的途徑〔緣由〕技術(shù)治理不善等。4、 如何防止生產(chǎn)中的染菌問題1、強(qiáng)化空氣凈化流程2、嚴(yán)格培育原料及設(shè)備的滅菌3檢測發(fā)酵設(shè)備及治理4、嚴(yán)格培育物的轉(zhuǎn)移5、預(yù)防噬菌體危害第八章發(fā)酵罐1、種子罐、發(fā)酵罐的概念、發(fā)酵罐的容積境的容器。試驗(yàn)室發(fā)酵罐:一般認(rèn)為50L以下的是試驗(yàn)室發(fā)酵罐；中試發(fā)酵罐：50～5000L是中試發(fā)酵罐；生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐：5000L以上是生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐。種子罐：種子罐：以確保發(fā)酵罐培育所必需的菌體量為目的；發(fā)酵罐：是為一個(gè)特定生物化學(xué)過程的操作供給良好而滿足的環(huán)境的容器，擔(dān)當(dāng)產(chǎn)物的生產(chǎn)任務(wù)。試驗(yàn)室發(fā)酵罐:50L50～5000L是中試發(fā)酵罐；生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐：5000L以上是生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐。2、發(fā)酵罐的類型、常用的機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備、厭氧發(fā)酵設(shè)備根本結(jié)構(gòu):、厭氧發(fā)酵罐〔厭氧微生物反響器2、通氣發(fā)酵罐〔需氧微生物反響器機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐：厭氧發(fā)酵設(shè)備根本構(gòu)造12-34-5-6-料液及酒母9-1011-12-發(fā)酵液及污水排出口第九章產(chǎn)物后處理1、 下游加工的目的意義目