发酵工程知识点(word文档物超所值)

殊情况外，发酵液等一般对生物体无害。

⑦发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染。

进行设备的冲洗、灭菌，空气过滤等，使全过程在无菌条件下运转
⑧通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升
五、发酵罐的类型
1. 按微生物生长：厌氧和好氧发酵设备
2. 按发酵罐设备特点：
1）机械搅拌通风发酵罐
循环式：伍式、文氏管式发酵罐非循环式：通风式、自吸式发酵罐
2）非机械搅拌通风发酵罐
循环式：气提式、液提式发酵罐非循环式：排管式、喷射式发酵罐
3. 按溶积分类
50L以下的是实验室发酵罐
50~5000L是中试发酵罐
5000以上是生产规模的发酵罐
4. 按微生物生长环境
悬浮生长系统支持生长系统
5. 按操作方式
分批发酵和连续发酵
. 常见发酵设备的类型
1. 机械搅拌发酵罐
利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液混合并溶解在发酵液中，基本要求：
1）适宜的径高比，罐身较长，氧利用率较高
2）能耐受一定的压力
3）搅拌通风装置
4）足够的冷却面积
5）罐内要减少死角
6）搅拌器的轴封要严密，以减少泄露
2.自吸式发酵罐
最关键的部件是带有中央吸气口的搅拌器
浸在发酵液中的转子迅速旋转，液体和空气在离心力作用下被甩向叶轮外缘，中心形成负压
转子的空膛与大气相通
发酵罐外的空气通过过滤器不断被吸入
转子的搅拌使气体分散
3. 空气带升环流式发酵罐
在罐外装设上升管，上升管两端与罐底及罐上部相连接，构成一个循环系统.
在上升管的下部装设空气喷嘴，以250~300 m/s的高速喷入上升管。

借助喷嘴的作用将空气分散。

分为内环流式和外环流式两种。

4. 高位塔式发酵罐
罐内装有若干块筛板。

而次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。

一般认为，次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程
2 产物不同
初级代谢的产物，如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。

通过次级代谢合成的产物称为次级代谢产物，大多是分子结构比较复杂的化合物，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型
次级代谢产物可积累在细胞内，但通常都分泌到细胞外，有些与机体的分化有一定的关系，并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。

3 存在范围不同
初级代谢的代谢系统，它是一类普遍存在于各类微生物中的一种基本代谢类型。

次级代谢只存在于某些微生物中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。

4 对微生物的作用不同
通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。

次级代谢产物一般对菌体自身的生命活动无明确功能，不参与细胞结构组成，也不是酶活性必需的，不是机体生长与繁殖所必需的物质，即使在次级代谢的某个环节上发生障碍，也不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。

但许多次级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响
5 同微生物生长过程的关系
初级代谢自始至终存在于生活的菌体中，同菌体的生长过程呈平行关系，只有微生物大量生长，才能积累大量初级代谢产物。

次级代谢则是在菌体生长到一定时期内（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）产生的，它与机体的生长不呈平行关系，一般可明显地表现为菌体的生长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期。

6 对环境条件的敏感性或遗传稳定性上明显不同
初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小（即遗传稳定性大），而次级代谢产物对环境条件变化很敏感，其产物的合成往往因环境条件变化而停止。

7 相关酶的专一性不同
相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强，催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成的培养基中加入不同的前体物时，往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物
另外，催化次级代谢产物合成的酶往往是一些诱导酶，它们是在菌体对数生长末期或稳定生长期里，由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成的一种能催化次级代谢产物合成的酶，这些酶通常因环境条件变化而不能合成。

14、如何选育抗反馈调节的突变菌种
微生物生长时常需要一些代谢物如氨基酸、维生素嘌呤和嘧啶化合物等用于细胞的生物合成。

如果将这些代谢物的结构类似物（抗代谢物）添加与培养基内，由于它们可以和正常的代谢物竞争同一酶系，因此使微生物不能够再将正常的代谢物用于细胞的生物合成，结果使菌体不能正常生长。

如果将菌体诱变，获得在抗代谢物同时也能够正常生长的突变株，则证明给突变株的有关酶系对某抗代谢物已不敏感了。

在一般情况下，该突变株的有关酶系对相应的代谢物也不敏感了，这样也就解除了某些代谢物对有关酶系的反馈抑制和阻遏。

15、分解代谢物阻遏（葡萄糖效应）
2、求灭菌时间
3、空气除菌的工艺流程（两次冷却两次分离适当加热）
预处理的目的：
提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；
除去压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器
六章
1、影响发酵的原因及控制
（1）营养基质和菌体浓度：碳源的种类和浓度；氮源的种类和浓度；磷酸盐的浓度；菌体浓度；
（2）温度：生物热；搅拌热；蒸发热；辐射热；发酵热
（3）pH：使微生物细胞的原生质膜的电荷发生改变；直接影响酶活性；直接影响代谢过程
控制：添加碳酸钙法，氨水流加法，尿毒流加法，通过补料控制pH
（4）通气和搅拌：微生物对氧气的需求（临界氧浓度，溶解氧）
（5）泡沫：化学消泡，机械消泡
（6）二氧化碳和呼吸商
控制：严格选择和控制最适温度。

泡沫控制的途径：调整培养基成分或改变某些物理化学参数或改变发酵工艺；采用机械消泡或消泡剂；采用菌种选育的方法筛选不产生流态细胞的菌种。

染菌的原因及控制
种子带菌，空气系统带菌，夹套穿孔，盘管穿孔，操作问题，补料取样带菌，培养基灭菌不透。

控制：
发酵优化的控制
表型延迟：指某一突变在DNA复制和细胞分裂后，才在细胞表型上显示出来，避免长出不纯的菌落。

诱变育种：是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促使其突变率大幅度提高，然后采用简便快捷和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目标的突变株用于生产和研究。

生长因子：是一类对微生物必不可少的物质，一般为一些小分子有机物，需求量很小。

假菌丝：
富集培养：是指在目的微生物样品含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速生长繁殖
菌种复壮：
连续培养：以一定的速度向培养基内添加新鲜培养液，同时以相同的速度流出培养液，
从而使培养系统内培养基的量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式。

碳氮比：是非常重要的一个营养比列关系。

碳氮比指的是培养基碳源中的碳原子摩尔数与氮源中氮源子摩尔数之比。