丝状真菌发酵生产中形态的影响与发酵罐设计
丝状真菌发酵生产中形态的影响与发酵罐设计
丝状真菌液体深层发酵菌丝体形态控制研究进展
丝状真菌液体深层发酵菌丝体形态控制研究进展蒋雪薇;李浩;杨琛;许延涛;罗晓明【摘要】丝状真菌广泛用于工业发酵生产中,其菌丝体形态与发酵液粘度、目的产物产量有着密切关系,是发酵过程控制的关键因素之一.文章综述了丝状真菌液体深层发酵中菌丝体的形态特征及其分析与表征方法、菌丝球形成机理及菌丝体形态控制对发酵影响的研究进展,指出量化描述丝状真菌的生长是精确控制发酵过程的基础.【期刊名称】《食品与机械》【年(卷),期】2016(032)009【总页数】5页(P209-212,236)【关键词】丝状真菌;液体深层发酵;菌丝体形态控制【作者】蒋雪薇;李浩;杨琛;许延涛;罗晓明【作者单位】长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙410114【正文语种】中文丝状真菌在医药、食品、农业以及环保等发酵工业上应用十分广泛，是工业大宗发酵产品的主要贡献者之一，其可以生产许多具有重要经济价值的代谢产物，如抗生素、有机酸、酶制剂等，具有巨大的工业和社会价值[1-2]。
丝状真菌在液体深层发酵中，菌丝体形态特征及菌丝体生理特性是重要参数，这些参数的变化会对发酵产物的积累产生较大的影响，其中菌丝体形态的变化主要是通过影响发酵液粘度为主的流变学参数来影响发酵产物的积累[3]。
发酵液流变学特性的变化会导致发酵过程中传质效果变化，致使营养物质、氧等底物的吸收及产物的生成发生变化，从而导致代谢途径发生改变，甚至产生有害的副产物，最终影响到目标产物的产率[4-5]。
另外，菌丝体的形态还会对下游提取工艺产生影响，从而影响到产物提取收率[6-7]。
可以说，丝状真菌液体深层发酵中，菌丝体形态控制是目标产物收获量控制的关键之一[8-9]。
环境工程微生物学复习资料
环境工程微生物学复习资料1、微生物的含义：微生物是肉眼看不到的，务必在电子显微镜或者光学显微镜才能看见的所有微小生物的统称。
2、分类地位：五界系统：1969年魏克提出微生物五界分类系统：（1）原核生物界：细菌、放线菌、蓝绿细菌（2）原生生物界：蓝藻以外的藻类及原生动物（3）真菌界（酸性土壤中真菌较多）：酵母菌、霉菌（4）动物界（5）植物界。
三域系统：（1）古菌域（Archaea）：“三菌”产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌（2）细菌域（Bacteria）：细菌（化）、蓝细菌（光）、放线菌（化）、立克次氏体（寄生）、支原体（人工培养基，最小）、衣原体（寄生）、螺旋体（原核，是细菌与原虫的过度）“三体”支原体、立克次氏体、衣原体（3）真核生物域（Eukarya）：真菌、藻类、动物、水生植物（原生动物、真菌、藻类）3、按细胞结构的有无分为分为：非细胞结构微生物（病毒、类病毒：类病毒是比病毒小的超小微生物）与细胞结构微生物。
按细胞核器、有丝分裂的有无分为：原核与真核4、分类根据：形态学特征、生理特征、生态特征、血清学反应、噬菌体反应、DNA中的G+C（%）、DNA杂交、DNA-rRNA杂交、16SrRNA碱基顺序分析与比较（按客观存在的属性及它们的亲缘关系，如个体形态及大小，染色反应，菌落特征，细胞结构，生理生化反应，与氧的关系，血清学反应等）5、分类单位：域界门纲目科属种（柱）6、原核微生物与真核微生物的区别：5、微生物的特点：（1）体积小，比表面积大（2）分布广，种类繁多（3）汲取多，转化快（4）生长旺，繁殖快（5）习惯性强（6）易变异第一章：原核生物1、细菌（PH=7.2，C:N=25:1）形态、大小（最小的纳米细菌，最大的硫磺细菌）、繁殖与菌落：形态：杆菌（最常见，长短不一致长短杆菌、某部位是否膨大棒状梭状杆菌、芽孢有无）、球菌（单球菌双球链球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌）、螺旋菌、丝状菌。
大小：球菌：通常直径在0.5~2.0μm；杆菌：长×宽（0.5~1.0）μm×（1~5）μm；螺旋菌：宽×弯曲长度（0.25~1.7）μm×（2~60）μm。
发酵及工艺介绍及发酵罐工艺计算举例
四 灭菌工艺
(2) 培养基灭菌的操作方式 ① 分批灭菌操作 间歇灭菌，实罐灭菌（实消）：配制好培养基输入发酵罐内，直接蒸汽加热， 达到灭菌要求的温度和压力后维持一段时间，再冷却至发酵要求的温度。 • 特点：不需其他的附属设备，操作简便，手动。 • 缺点：加热和冷却时间较长。营养成分损失较多，罐利用率低。适合小批量 生产规模。 分批操作的灭菌过程 • 加热升温。 • 维持灭菌温度：15－30min，121℃；0.09－0.10 Mpa。 • 冷却降温：每段对灭菌的贡献取决于时间长短。
三 发酵培养基制备
3. 制药生产用培养基的配制 一般设计原则 设计思路 计算与定量配制 优化 ① 培养基设计一般原则 • 生物学原则：根据不同微生物营养和反应需求设计。 • 营养物质组成：较丰富，浓度适当。 • 成分之间比例：恰当，C/N比适宜，有机和无机氮。 • 原料之间：不能产生化学反应。适宜的pH和渗透压。 • 工艺原则：不影响通气搅拌、分离精制和废物处理，过程容易控制。 • 低成本原则：原料来源方便，质量稳定，质优价廉。 • 高效经济原则：满足菌体生长和合成产物的需求，最高得率，最小副产物。 ② 培养基设计基本思路 • 起始培养基：根据他人的经验和使用。 • 单因素实验：确定最适宜的培养基成分。 • 多因素实验：各成分之间最佳配比和浓度优化。 • 中试放大试验：摇瓶、小型发酵罐，到中试，最后放大到生产罐。 • 综合考虑各种因素，产量、纯度、成本等后，确定一个适宜的生产配方。
三 发酵培养基制备
天然成分中含有：一般无需添加。 营养缺陷型菌株：必需添加。 (6). 前体(precursor) 概念：加入到发酵培养基中的某些化合物，被直接结合到目标产物分子中，而自身 的结构无多大的变化。 使用：添加前体是提高抗生素产量的重要措施。多次少量流加的工艺。 (7). 促进剂(accelerant) 概念：促进产物生成的物质，但不是营养物，也不是前体的一类化合物。 种类：氯化物有利于灰黄霉素、金霉素合成。 表面活性剂吐温、清洗剂，脂溶性小分子化合物等，起诱导作用。 (8). 消沫剂（defoaming agent） 概念：降低泡沫的液膜强度和表面黏度，使泡沫破裂的化合物。 种类：表面活性剂，低表面张力。 天然动植物油脂类、高分子化合物（高碳醇脂 肪酸和酯类、聚醚类、硅酮类）。 作用：消除泡沫，防止逃液和染菌。
浅谈发酵罐
课程论文课题名称浅析发酵设备之发酵罐专业名称 2013级生物工程学生姓名付燕学生学号 **********引言：发酵设备是发酵工业的心脏，是连接原料和产物的桥梁。
随着生命科学与技术的不断发展，发酵工业也随之有了较大的提高。
发酵罐是微生物工程中最重要的设备之一，一个优良的培养装置应设计为具有严密的结构，良好的液体混合性能，高的传质和传热速率，以及可靠的检测及控制仪表，才能获得最大的生产效率。
一、发展历程1900年以前，木制容器造酒；1900-1940年，钢制发酵罐，开始使用空气分布器，机械搅拌开始应用；1940-1960年，青霉素，通风，无菌操作，纯培养等一系列技术，开始应用，计算机开始用于发酵控制，产物分离纯化商业化；1960-1979年，机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80-150m³，出现压力循环和压力喷射性发酵罐，克服一些气体交换和热交换问题，计算机广泛应用；1979年至今，大规模细胞培养发酵罐，胰岛素、干扰素等基因工程产品商业化发酵罐更加趋向大型化和自动化发展。
二、发酵罐的主要类型：（1）通气机械搅拌罐通气机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备，具有高传质和传热能力，理想的气液混合效果，较长的液体停留时间和较宽的操作气速。
但缺点也明显，剪切力较大，损害许多剪切敏感型微生物能耗大，混合不均。
因此，发扬通风搅拌罐的优势，克服其缺点是当前发酵罐研究的重点之一。
通风搅拌罐改进工作主要在搅拌系统，包括搅拌器和多层搅拌系统的优化，搅拌器主要是采用新型搅拌器或改进标准搅拌器，目的是减少桨叶尾流的漩涡以便节能，或者改变反应器的流态，使得剪切力可以均匀的分布，保护反应器中的微生物。
多层搅拌系统很早就开始使用，但由于对其工作机理研究不够深人，多年来一直采用简单的经验设计方法，没有发挥其应有的优势。
（2）气升式发酵罐气升式发酵罐有明显的优点，在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。
气升式发酵罐是应用最广泛的生物反应设备。
丝状真菌发酵产油脂培养基及发酵条件的优化研究
Ｖｏ１ ９， Ｏ ．２ Ｎ ．４ Ａｕｇ ００ ．２ ８
丝 状 真 菌 发 酵 产 油脂 培 养 基 及 发 酵 条 件 的优 化 研 究
马 丽 娟 ， 王 海 明 ， 温 玉凤 ， 姜 会 丽 ， 薛冬桦
（ 春工 业 大 学 化 学 与 生 命 科 学 学 院 ，吉林 长 春 １ ０ １ ） 长 ３ ０ ２
摘 要 ：实验 以 丝状真 菌 为 出发 菌株 ， 用 玉米水 解 液为培 养 基质进 行 深 层发 酵 培 养 ， 索 了 采 探 不 同糖 度 、 氮源 、 温度 、 Ｈ 值 和发 酵 时 间等 参 数 对 丝状 真 菌产 油脂 的影 响 。 实验 确 定 最 佳 工 ｐ
艺参数 为 ： 玉米 水解 液 １ 。 ｘ ２ ４ Ｎａ 。为 氮源 ， ％ 玉 米浆 ， Ｈ 值 为 ５ ５ ２ ３Ｂ ， ． ＮＯ ３ ｐ ． ， ６℃ 下发 酵 培 养 ６ ， １ｈ 油脂得 率 １ ． ９ ， ３ ６ 菌体 生物量 １ ． ５ｇ Ｌ。微 生物 油脂 中主 要含 有 １ ９ ４ ／ ６碳 和 １ ８碳 系 脂 肪酸 ， 利用 气 相 色 谱 法 分 析 微 生 物 油 脂 的 脂 肪 酸 组 成 如 下 ： 榈 酸 （ ７ １ ） 棕 榈 油 酸 棕 １． ６ ，
ｇ ｔｔ ｅｏ ｌｕ ｏ １ ．６ ｏ ｅｌ ｌｒ ｂ ｏ ｓ ａ ｉ ｗｉ ｉｍａ ｓ ｙ ｅｄ ｏ ９ ４ ／ ｅ ｈ ｉ ｐ ｔ ３ ９ ｎ ａ ． ５ ｇ Ｌ． Ｔｈ ｉ ｕ ｈ ｅ ｍａｎ
发酵罐综述
发酵罐综述学院：生命科学学院专业：生物工程班级：2014级学号：2014021168 学生姓名：汪裕强任课教师：谢和2015 年5 月22 日摘要：本文阐述了发酵罐的结构、操作、规范及保养等，介绍了酶工程在食品加工的应用现状,并对发酵罐的作用和发展作出了展望。
关键词：发酵罐、结构、操作引言：发酵罐是微生物工程中最重要的设备之一，一个优良的培养装置应设计为具有严密的结构，良好的液体混合性能，高的传质和传热速率，以及可靠的检测及控制仪表，才能获得最大的生产效率。
一、发酵罐的主要类型：（1）通气机械搅拌罐通气机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备，具有高传质和传热能力，理想的气液混合效果，较长的液体停留时间和较宽的操作气速。
但缺点也明显，剪切力较大，损害许多剪切敏感型微生物能耗大，混合不均。
因此，发扬通风搅拌罐的优势，克服其缺点是当前发酵罐研究的重点之一。
通风搅拌罐改进工作主要在搅拌系统，包括搅拌器和多层搅拌系统的优化，搅拌器主要是采用新型搅拌器或改进标准搅拌器，目的是减少桨叶尾流的漩涡以便节能，或者改变反应器的流态，使得剪切力可以均匀的分布，保护反应器中的微生物。
多层搅拌系统很早就开始使用，但由于对其工作机理研究不够深人，多年来一直采用简单的经验设计方法，没有发挥其应有的优势。
（2）气升式发酵罐气升式发酵罐有明显的优点，在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。
气升式发酵罐是应用最广泛的生物反应设备。
这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。
有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。
而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。
（3）自吸式发酵罐自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。
发酵生产的过程及控制
死亡期
2、补料分批培养
在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致 的发酵过早结束的缺点。 在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束 时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中 采用这种方法很多。
简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出， 除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓 度和产物浓度等参数都随时间变化。
优点： 操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程和产品质量 容易掌握 缺点： 产率低，不适于测定动力学数据
分批培养中微生物的生长
迟滞期 对数生长期
稳 定期
发酵级数确定的依据
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。
级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一 般2-4级。
在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要 的一个方面。
3、接种量的确定
移入种子的体积 接种量＝ —————————
接种后培养液的体积
过大过小都不好，最终以实践定，如大多数抗生素为7-15%。 但是一般认为大一点好。
7 种子的质量标准
• 菌丝形态、菌体浓度和培养基外观（色素、颗粒等）； • pH； • 糖氮代谢速度； • 其它参数,如接种前的抗生素含量、某种酶活等。
8 影响种子质量的因素：
1）原材料的质量:
一般选择一些有利于孢子发芽和菌丝生长的培养基，在营养 上容易被菌体直接吸收利用，营养成分要适当地丰富和完全， 氮源和维生素含量较高，这样可以使菌丝粗壮，并且具有较 强的活力。
另一方面，种子培养基中的营养成分要尽可能和发酵培养基 接近以适合发酵的需要，这样的种子移入发酵罐后能比较容 易适应发酵罐的培养条件如微量元素Mg、Ca、Ba能刺激孢子 的生长。 2）、培养温度：过低？过高？
200立方米的青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐说明书
200立方米的青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐说明书摘要：1.青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐简介2.发酵罐的规格和容量3.机械通风搅拌发酵罐的工作原理4.发酵罐的操作流程5.发酵罐的维护保养6.安全注意事项正文：一、青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐简介青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐是一种用于生产青霉素的设备，通过机械通风和搅拌的方式，为青霉素丝状菌提供良好的生长环境，以提高青霉素的产量和品质。
二、发酵罐的规格和容量本设备为200 立方米的青霉素丝状菌机械通风搅拌发酵罐，具有较大的发酵空间，可满足大规模生产的需求。
三、机械通风搅拌发酵罐的工作原理机械通风搅拌发酵罐通过机械通风系统将新鲜空气引入发酵罐内，以满足青霉素丝状菌生长所需的氧气。
同时，搅拌器在罐内不断搅拌，使青霉素丝状菌与培养基充分接触，促进营养物质的利用和代谢产物的排出。
四、发酵罐的操作流程1.准备阶段：检查设备是否完好，准备所需的培养基和青霉素丝状菌种。
2.加料阶段：将培养基加入发酵罐，然后加入青霉素丝状菌种，搅拌均匀。
3.发酵阶段：启动机械通风和搅拌系统，控制发酵过程中的温度、pH 值和通气量等参数。
4.监控阶段：定期取样检测青霉素产量和品质，调整发酵参数。
5.收获阶段：发酵完成后，停止通风和搅拌，将发酵液进行后续处理，提取青霉素。
五、发酵罐的维护保养1.定期检查设备运行状况，发现异常及时处理。
2.清洗发酵罐时，应使用无菌的清洗剂，避免污染。
3.定期更换搅拌器和通风系统的易损件。
4.保持工作环境的整洁和卫生。
六、安全注意事项1.操作设备时，应穿戴好劳动保护用品，防止意外伤害。
2.严禁在设备运行时进行检修和清洁。
3.发酵过程中，注意观察发酵罐内压力变化，防止压力过高导致事故。
2012-生物工程学报-丝状真菌形态控制及其在发酵过程优化中的应用_熊强
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Establishment and main tenance of hyphal polarity
[7] 2+
表 1 曲霉属形态控制基因列表[13] Table 1 Genes involved in morphological development of Aspergillus[13]
Gene hyA/podA Protein function Maintain hyphal polarity Activation of growth arrest in subapical cells Cell size control Spacing of septa Cytoskeletal organization in tip cells Maintain hyphal polarity Morphology obtained on gene inactivity Wide hyphae with thick lateral cell wall Frequency of dichotomous apical branching Short subapical cells High branching frequency Swollen hyphae
工业生物技术
丝状真菌形态控制及其在发酵过程优化中的应用
熊强，徐晴，顾帅，李霜
南京工业大学生物与制药工程学院，江苏 南京 210009
熊强 , 徐晴 , 顾帅 , 等 . 丝状真菌形态控制及其在发酵过程优化中的应用 . 生物工程学报 , 2012, 28(2): 178−190. Xiong Q, Xu Q, Gu S, et al. Controlling the morphology of filamentous fungi for optimization of fermentation process. Chin J Biotech, 2012, 28(2): 178−190.
一种真菌液体发酵方法及发酵罐[发明专利]
![一种真菌液体发酵方法及发酵罐[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a044c72fa200a6c30c22590102020740be1ecd31.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101671626A[43]公开日2010年3月17日[21]申请号200910066928.9[22]申请日2009.08.18[21]申请号200910066928.9[71]申请人王相刚地址133704吉林省敦化市黄泥河镇建设街55号[72]发明人王相刚 李玉 陈善殊 缪元霞 王鑫 王斌 王臻 陈重 王相明 王庆文 薛红凡刘显义 张腾霄 [51]Int.CI.C12M 1/08 (2006.01)A01G 1/04 (2006.01)B26D 1/00 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页[54]发明名称一种真菌液体发酵方法及发酵罐[57]摘要本发明涉及真菌液体发酵方法及发酵罐。
该方法采用以下步骤：将培养液装入本发明发酵罐、灭菌、冷却、接入菌种、发酵，由发酵罐底部进气口通入空气，空气流量0.2－0.3立方米/分，空气气流推动发酵液反复进入、流出剪切器，发酵液中的菌丝体或菌团被剪切。
该装置包括装有液体的发酵罐，内置有进气口的进气管道，进气口位于发酵罐的底部，进气口的上方置有剪切器，剪切器由筒形剪切座、剪切片、分流盖组成，剪切片下方均布在筒形剪切座的上口外缘，其上端置有下面凸出的分流盖，筒形剪切座的下口是分流口，剪切片之间的空隙是剪切口。
该方法及发酵罐可提高菌丝体或菌种活性率，简化了生产工艺，减少污染，提高发酵和接种的工作效率。
200910066928.9权 利 要 求 书第1/1页 1.一种真菌液体发酵方法，其特征在于采用以下步骤：配置培养基、制备培养液、将培养液装入本发明发酵罐、灭菌、冷却、接入菌种、发酵，由发酵罐底部进气口通入空气，空气流量0.2-0.3立方米/分，经空气气流推动发酵液反复进入、流出剪切器，发酵液中的菌丝体或菌种团被剪切，菌丝体或菌种呈微粒状。
2.一种真菌液体发酵罐，包括发酵罐罐体(8)，其特征在于：所述的发酵罐内置有一根具有进气口(1)的进气管道，所述的进气口位于发酵罐的底部，在进气口的上方置有一套剪切器，所述的剪切器由筒形剪切座(3)、剪切片(4)、分流盖(6)组成，所述的剪切片是由一片片长条形的刀片，其下端竖置均布在筒形剪切座的上口外缘，其上端置有下面凸出的分流盖，筒形剪切座的下口是分流口(2)，剪切片之间的空隙是剪切口(5)，所述的剪切器用支架支撑在发酵罐内。
年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计
螺旋霉素是一种强效的抗生素，广泛应用于医药领域。
为了高效产出螺旋霉素，我们需要设计一套稳定的发酵工艺，以下是一种适用于年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计。
一、菌种培养1.菌种选择选择一株高产螺旋霉素的链霉菌菌种，如Streptomyces ambofaciens。
2.菌种制备将菌种悬浮培养在含有适宜的培养基（如显著菌种培养基）中，充分培养到适宜的生长阶段。
二、发酵罐设计1.发酵容器选址选择容量为500m3的发酵罐，选址于空气流通、温度适宜、避光的地方。
2.发酵罐结构发酵罐由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性，内部光滑涂层以防止菌体附着。
3.发酵罐控制系统配备合适的控制系统，实时监测温度、pH值、溶氧量、发酵液搅拌速度等参数，并作出相应调整。
三、发酵条件控制1.液体培养基配方优化液体培养基配方，需包括适量的碳源、氮源、磷源、微量元素等。
在液体培养基中加入适量的抗泡剂以防止液体起泡。
2.发酵温度保持发酵温度在28-30摄氏度范围内，使菌体处于最适生长温度下。
3.pH值控制保持发酵液pH值在7.2-7.4的范围内，通过自动控制添加酸或碱来调整pH值。
4.溶氧量控制通过控制搅拌速度和通气量来维持合适的溶氧量。
（建议溶氧含量大于30%）四、发酵过程控制1.发酵液输送将菌种制备好的发酵液注入发酵罐，等待发酵开始。
2.发酵周期将发酵周期控制在5-7天，定期抽取发酵液进行检测。
3.避光处理由于螺旋霉素对光敏感，需对发酵罐进行避光处理，以防止产物降解。
五、产品提取和纯化1.发酵液离心将发酵液离心分离，得到菌体和发酵液。
2.螺旋霉素提取采用溶剂萃取法，将菌体与溶剂混合，得到含有螺旋霉素的溶液。
3.精制和纯化通过多级萃取、结晶、干燥等工艺步骤，对螺旋霉素进行精制和纯化。
六、产品包装和储存将纯化好的螺旋霉素进行包装，存储在低温干燥的条件下，防止湿气、光照和氧化等因素对产品质量的影响。
以上是适用于年产300吨螺旋霉素的发酵工艺设计，通过科学的菌种培养、发酵罐设计、发酵条件控制，以及产品提取和纯化步骤，可以实现高效产出高质量的螺旋霉素。
丝状真菌发酵工艺
丝状真菌发酵工艺丝状真菌，听起来是不是有点神秘？其实啊，它就在我们身边，默默地参与着许多神奇的发酵过程。
今天，我就来给大家好好讲讲丝状真菌发酵工艺，那可真是一个充满惊喜的微观世界之旅呢！我有个朋友叫小李，他在一家食品厂工作。
有一次，他兴奋地跟我说：“你知道吗？我们厂新引进了丝状真菌发酵工艺，生产出来的产品味道超棒！”我当时就特别好奇，丝状真菌到底是怎么在发酵里大显身手的呢？咱们先来说说丝状真菌到底是啥。
你可以把丝状真菌想象成微观世界里的小工匠，它们长得像丝线一样，细长细长的。
这些小工匠可挑剔啦，它们需要合适的环境才能工作。
就像我们人干活得有个舒适的工作间一样，丝状真菌发酵也需要特定的温度、湿度和营养物质。
在发酵的世界里，培养基就像是丝状真菌的食物宝库。
这里面有碳源、氮源等各种营养成分。
碳源呢，就好比是丝状真菌的能量棒。
如果没有足够的碳源，丝状真菌就像没吃饱饭的工人，哪有力气干活呀？氮源也很重要，它是丝状真菌构建自身身体的材料。
这就像盖房子得有砖头一样，丝状真菌要想生长繁殖，氮源可不能少。
我曾经去参观过一个采用丝状真菌发酵工艺的小作坊。
作坊里的师傅跟我说：“这丝状真菌发酵啊，开始的时候就像在培育小婴儿一样，得小心翼翼的。
”他告诉我，接种丝状真菌的时候，就像是把一群小工匠请到了它们的工作场地。
这个时候，环境的控制至关重要。
温度要是不合适，丝状真菌可能就会变得懒洋洋的，甚至罢工。
比如说，温度太高了，丝状真菌就会觉得热得受不了，像我们在大热天里啥也不想干一样。
而温度太低呢，它们又会被冻得缩手缩脚，生长缓慢。
丝状真菌在发酵过程中还会产生各种各样的代谢产物。
这就像是小工匠们一边工作，一边制造出各种各样的产品。
有些代谢产物是我们想要的好东西，比如某些酶、有机酸或者特殊的风味物质。
拿酱油的生产来说吧，丝状真菌在发酵过程中会产生蛋白酶等酶类，这些酶就像一把把小剪刀，把大豆和小麦中的蛋白质剪成小分子的氨基酸。
氨基酸可是好东西，它让酱油有了鲜美的味道。
黑曲霉发酵过程中菌体形态的分析方法建立及应用_唐文俊
1.4
发酵培养
使用固体土豆培养基富集孢子。孢子使用
灭菌超纯水洗入无菌摇瓶，使用血球计数板技 术。最终接种浓度为 105 个 /mL。 反应器发酵采用平行发酵，对于不同耗氧 水平研究固定转速为 400 r/min，分别通入含氧 气 20%、40%、60%的富氧空气；对于不同转速 进行考察， 固定转速分别为 300 r/min、 450 r/min、 500 r/min 和 600 r/min。发酵周期均为 144 h。
生物技术与方法
黑曲霉发酵过程中菌体形态的分析方法建立及应用
唐文俊，夏建业，储炬，庄英萍，张嗣良
华东理工大学 生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237
唐文俊 , 夏建业 , 储炬 , 等 . 黑曲霉发酵过程中菌体形态的分析方法建立及应用 . 生物工程学报 , 2015, 31(2): 291–299. Tang WJ, Xia JY, Chu J, et al. Development and application of morphological analysis method in Aspergillus niger fermentation. Chin J Biotech, 2015, 31(2): 291–299.
摘
要 : 丝状真菌 (Filamentous fungi) 的发酵生产通常具有较高的工业应用价值，但其菌体形态是一个区别
于其他非丝状菌的一个重要发酵指标。 针对目前形态分析的瓶颈， 本研究使用琼脂糖凝胶对黑曲霉菌形进行固 定，利用平板实现菌球样本的大量制备，并结合图形处理软件自建自动化处理程序，实现了大量准确可靠的菌 体形态参数的获得， 大大增加了形态数据处理通量及准确度。 应用该方法于黑曲霉发酵生产糖化酶过程中不同 供氧水平及剪切水平下菌体形态的研究， 通过大量形态数据定量阐明了黑曲霉在不同剪切水平下的分区域形态 分布特性，为进一步工业过程的形态优化提供了重要的研究方法。
Glarea lozoyensis发酵生产棘白菌素类化合物纽莫康定的研究进展
Glarea lozoyensis发酵生产棘白菌素类化合物纽莫康定的研究进展宋萍;章人川;冯昆达;纪晓俊;黄和【摘要】棘白菌素化合物纽莫康定B0(pneumocandinB0)是抗真菌药物卡泊芬净(caspofungin)的前体.棘白菌素类化合物可以通过非竞争性抑制真菌细胞壁中的β-1,3-D-葡聚糖合成酶活性而抑制真菌细胞壁的合成.纽莫康定Bo的生产菌是丝状真菌Glarea lozoyensis.本文从化学结构和生物合成的角度出发,总结了纽莫康定B0的研究进展,主要包括综述了纽莫康定化合物的化学多样性、生物合成途径、优良菌株的选育以及在发酵生产中所面临的工程问题等.【期刊名称】《中国抗生素杂志》【年(卷),期】2015(040)001【总页数】7页(P6-12)【关键词】纽莫康定;卡泊芬净;抗真菌药物;脂肽【作者】宋萍;章人川;冯昆达;纪晓俊;黄和【作者单位】南京工业大学生物与制药工程学院,南京211816;南京工业大学生物与制药工程学院,南京211816;南京工业大学生物与制药工程学院,南京211816;南京工业大学生物与制药工程学院,南京211816;南京工业大学生物与制药工程学院,南京211816【正文语种】中文【中图分类】R978.1棘白菌素化合物发现于20世纪70年代，是一类具有六元肽环和不同脂肪酸侧链的微生物次级代谢产物，因为其结构中包含了一个稳定的缩胺醛位点和一个与N相连的长链脂肪链，所以能够特异性地作用于真菌细胞壁，非竞争性地抑制真菌细胞壁β-1,3-D-葡聚糖合成酶的活性，从而能够起到抗菌效果，且不对人体产生影响。
这种明显不同于两性霉素或氮唑类这类传统抗生素药物的作用机制，使棘白菌素类具有广谱性强、耐药性小、副作用小、药物间相互作用小的特点，成为了未来低毒、安全、广谱性的新型抗生素的发展方向。
经FDA批准的此类新药目前已有卡泊芬净(Caspofungin, CancidasTM)、米卡芬净(micafungin, MycamineTM)和阿尼芬净(andidulafungin, EraxisTM)。
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参考文献： ［#］ 东秀珠， 蔡妙英， 等 " 常见细菌系统鉴定手册 ［ R］ " 第 # 版 " 北京： 科学出版社， !’’#"!> G !;" ［!］ 张玲华， 邝哲师， 陈薇， 等 " 高活性光合细菌沼泽红假单胞菌培养特 （自然科学版） ， （=） ： 性初探 ［ L］ " 华南师范大学学报 !’’# &5 G &;" 斌 ［&］ 邓晓皋， 唐 贝 " 几株光合细菌的分离鉴定及用于水质净化的初步研 究 ［ L］ ， （#） ： " 四川师范学院学报（自然科学版） !’’!， !! >= G >>" ［=］ 周茂洪 " 几株沼泽红假单胞菌的分离和分类特性研究 ［ L］ " 微生物 （&） ： 学杂志， !’’#， !# !’ G !&" ［$］ +,-./0 12/)033,， HIB-)0 J2@@?," 8,0A2EE T/07F@.,0I 2I7 E.F7,-E 0I ("$)$*+ ,&-)$.$/’, *’#-,0%1, B/0KI ,I 2I 0F.700/， .-AT-/2.F/- @0I./0))-7， FI7-/K2.-/ .FU ［ L］ （&） ： SF)2/ T?0.0S,0/-2@.0/ " !"#$%&’ "( )*"+,-.%"’"/0， !’’#， >> !&; G !=;" ［4］ 张新英， 莫天砚 " 红假单胞菌的分离及菌种保存试验研究 ［ L］ " 广 西师院学报 （自然科学版） ， （!） ： !’’#， #> ; G !， !=" ［5］ 杨惠芳， 黄志勇， 张德民， 等 " 紫色非硫光合细菌的空间生物学效应 ［ L］ （#） ： " 航天医学与医学工程， #;;;， #! =4 G $’" ［>］ 马杰， 吕跃钢， 何亚明 " 光合细菌处理豆制品废水影响因素的探讨 ［ L］ （#） ： " 北京轻工业学院学报， !’’’， #> $ G ;" ［;］ 周茂洪， 赵肖为， 吴雪昌 " 光合细菌沼泽红假单胞菌同化磷能力的 研究 ［ L］ （!） ： " 科技通报， !’’!， #> #=! G #=4" ［#’］ D2EF?,/0 972， DI.- + 7- V/,-E， W2//N L Q0/I-N， &0 ’# " H@XF,E,.,0I 0Y .?2S,),.N Y0/ ("$)$*,&-)$.$/’, *’#-,0%1, .0 7-B/27- @?)0/,I2.-7 S-I30,@ 2@,7E 2E ［ L］ （! G &） ： " 1234 3*-$"5*"’"/0 2-"’"/0， !’’#， &> #&& .?- E0)- @2/S0I E0F/@G #&;" ［##］ 12/0),I- J 62/K007， Z-/?2/7 8F/@??2/7.， 6-,7/FI 6-//A2II， &0 ’# " HI2U ［ L］ -/0S,@ A-.2S0),EA 0Y 2/0A2.,@ @0AT0FI7E [,2 .?- S-I30N) G 10H T2.?K2N （$） ： " 1234 3*-$"5*"’"/0 6,7*,89， #;;;， !! =&; G =$>" ［#!］ L00IB MNFI M,A， 8FA G MNF W--， J2IB G 6-- M,A， &0 ’# " 1?2/2@.-/,32.,0I ［ L］ 0Y 7-I,./,YN,IB T?0.0ENI.?-.,@ S2@.-/,2 ,E0)2.-7 Y/0A T?0.0ENI.?-.,@ E)F7B（&） ： " :;#&-#’+#$&’ 2%/*%,,$*%/， #;;;， #; #5; G #;&" ［#&］ 崔战利， 陈锡时 " 采用均匀设计方法提高光合细菌菌体类胡萝卜 素含量的研究 ［ L］ （自然科学版） ， （!） ： " 常德师范学院学报 !’’’， #! 5! G 5=" P ［#=］ 邱宏端， 石贤爱， 郭养浩 " 耐盐和降高 O6= 、 O9! 红螺菌科细菌的 选育及应用 ［ L］ " 水产学报， #;;;， !&： ;! G ;4" ［#$］ 张新英， 莫天砚 " 红螺菌的细胞成分分析及在水产养殖上的初步 应用试验 ［ L］ （4） " 广西畜牧兽医， !’’’， #4 " ［#4］ L00IB MNFI M,A， 8FA G MNF W--" R2EE T/07F@.,0I 0Y ("$)$*,&-)$.$/’, ［ L］ （= ） ： *’#-,0%1, 2E 7,-. Y0/ 2XF2@F).F/" :;#&-#’+#$&’ 2%/*%,,$*%/， !’’’， !& !># G !;&" ［#5］ R2/,2 L 82/S0E2， L0/B- R J \0@?2， L0?2II-E ]/2AT-/， &0 ’# " H@-.2.- 2E 2 ［ L］ @2/S0I E0F/@- Y0/ ?N7/0B-I T/07F@.,0I SN T?0.0ENI.?-.,@ S2@.-/,2 " !"#$%&’ "( （#） ： )*"+,-.%"’"/0， !’’#， >$ !$ G &&" ［#>］ D0F G MK2I 9?， ^FI G 6-- J-0)， ^FI D-0) W--， &0 ’# " Q-/A-I.2.,[- ?N7/0U B-I T/07F@.,0I SN 2 I-K @?-A0?-.-/0./0T?,@ S2@.-/,FA ($)$*",&-)$.$/’, 2’#+ ［ L］ （## G #!） ： -,0%1, += " <%+,$%&+*"%&’ !"#$%&’ "( =0>$"/,% 2%,$/0， !’’!， !5 #&5& G #&5;" ［#;］ 杨素萍， 赵春贵， 刘瑞田， 等 " 沼泽红假单胞菌乙酸光合放氢研究 ［ L］ （=） ： " 生物工程学报， !’’!， #> =>4 G =;#" ［!’］ D2EF?,/0 972， J,A-I G L2I J)2BA2I， _,A Z R-,‘-/， &0 ’# " aIY)F-I@- 0Y B/0K.? /2.- 2I7 E.2/[2.,0I 0I )F0/-E@-I. ,I E,.F ?NS/,7,32.,0I 0Y ("$)$*,&-)$+ ［ L］ （&） ： .$/’, *’#-,0%1, " 1234 3*-$"5*"’"/0 2-"’"/0， !’’’， &! !’$ G !#&"
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应用研究
除了上述研究外， 国内外学者还在其它领域进行了研究。 ［ ］ R2/,2 L 82/S0E2 等 #5 G #; 从能源的角度对沼泽红假单胞菌等光 合细菌进行了产氢气的研究， 并取得了较好的实验结果， 对这 一领 域 的 进 一 步 研 究 具 有 很 强 的 指 导 意 义。 D2EF?,/0 972 ［!’］ 等 则研究了沼泽红假单胞菌在不同的生长条件和状态下对 细胞杂交率的影响， 研究表明， 菌体的生长速率对杂交率的影 响不大， 而长时间的饥饿则会对其造成显著的影响。另外也 有学者在分子水平上对沼泽红假单胞菌进行了大量研究， 对 其理论和应用研究具有很好的指导意义。
培养特性 ［!］ 张玲华等 对分离纯化的沼泽红假单胞菌培养特性的研 光照强度为 #$’’ % 究表明： 菌株最适生长温度为 !$ % &’( ， 细胞很快达到对数生长期， 适当地添加酵母膏有利 &’’’ )* 时， ［$］ 于菌体繁殖。+,-./0 12/)033,， 等 则利用水下管状光合反应器， 在室外温度下对沼泽红假单胞菌的生物产量进行了 4 个月的 研究， 从实验结果来看， 其生长具有较强的适应性。 !"! 保藏特性 ［4］ 张新英等 同时分别采用液体种自然条件下、 液体种蜡 封、 穿刺物蜡封、 砂土管等方法对菌种进行了保存试验研究， 试验结果表明， 菌种如仅作短时间保存， 可将菌液置于室内自 然条件下即可， 但是如要长时间保存， 则需采用试管液体种蜡 封或穿刺蜡封的方法。 !"& 空间生物学特性 对于其空间生物学特性国内外研究的都不多， 目前仅国 ［5］ 进行了研究。结果表明沼泽红假单胞菌 6& 经 内杨惠芳等 卫星搭载 #$7 后， 其菌量的增长倍数及在对生活污水 89:$ 方 同时搭 面较未搭载的对照菌株分别增长了 #";#< 和 $"#=< ； 载菌株对去除有机废水中的 89:$ 和水中的亚硝酸盐能力以 及对酚的降解、 合成染料的脱色作用均有提高， 对药物的遗传 抗性基本稳定， 而形态和生理特征基本没有改变。 !"# 其 ’"#< % =< 的盐度下都具有较高的去除 O6=P 、 O9!G 的能力， 中， 去除 O9!G 的能力大大的强于 O6=P ， 其选育的菌种可同时 ［#$］ 从沼虾苗 应用于淡水和海水养鱼。另外， 张新英和莫天砚 池采样分离到的红假单胞菌， 经测定， 其干菌体粗蛋白的含量 为 $="&< ， 氨基酸总含量为 =!"&$< ， 氨 > 种必需氨基酸齐全， 基酸比值达 =$< ， 说明它具有 8 族维生素的含量也非常丰富， 极高的营养价值， 其虽然未指明该红假单胞菌是沼泽红假单 胞菌， 但是仍然具有较强的借鉴价值。 ［ ］ 高质量的蛋白质饲 L00IB MNFI M,A 等 #4 认为发展低成本、 料对未来的水产工业相当关键。光合细菌比较于微藻类植物 而言， 在工业生产单细胞蛋白质方面具有独到的优势。他们 以三种不同厌氧发酵方式进行了大批量生产沼泽红假单胞菌 的研究。在研究的最佳条件下， 菌体的生物产量为 ##!AB" ) G # 粗蛋白含量约为 5! % 5=< 。硬脂酸和油酸的含量高于 " ?G # ， 酵母和绿藻中的 !"#$%&##’ 。