发酵工程课程设计酵母菌高密度发酵

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发酵工程课程设计PPT课件

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• 在这里必须指出的是，处于生物安全考虑，生物工程用的菌株是在不断筛选后被挑选出的菌株。这些菌株由于失去的细胞壁的重要组分，所以在自然条件下已无法生长。甚至普通的清洁剂都可以轻易地杀灭这类菌株。这样，即便由于操作不慎导致活菌从实验室流出，也不易导致生化危机。
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发酵介绍
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• 有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化.微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵，呼吸又可进一步区分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此，发酵是生物氧化的一种方式。
4
大肠杆菌介绍
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• 肠埃希氏菌(E. coli) 通常称为大肠杆菌，是Escheric 在1885年发现的
• 大肠杆菌是细菌，属于原核生物；具有由肽聚糖组成的细胞壁，只含有核糖体简单的细胞器，没有细胞核有拟核；细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体
• 大肠杆菌的代谢类型是异养兼性厌氧型。
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发酵工程课程设计
10生物技术第二组
1
小组成员
• 候云彩2 • 李彬2 • 张媛媛2 • 殷雅楠2 • 任二硕2 • 邵冲2 • 许乃安2 • 邢利明2 • 魏永杰2
2
• 课题
大肠杆菌的高密度发酵
• 要求 50L发酵罐
3
大纲
• 大肠杆菌介绍 • 发酵介绍 • 高密度发酵介绍 • 实验数据及条件的确定 • 发酵流程与控制 • 发酵注意事项

《发酵工程》课程教学大纲

课程名称：发酵工程课程类别：专业选修课

适用专业：食品科学与工程考核方式：考察

总学时、学分： 32 学时、2 学分

一、课程教学目的

发酵工程是整个生物技术的核心，是工业微生物实现试验室与工厂化生产的具体操作，是生物技术在生产实践中应用的原理及方法的一局部，是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。因此，通过对《发酵工程》的学习，不仅把握发酵工程原理及发酵优化把握过程，而且对系统了解生物技术及其工业化应用都具有深远的意义。另外，通过《发酵工程》试验及发酵工程各论的了解，不仅能够把握发酵工艺操作从小试到放大的具体过程及反响过程把握方法，而且进一步了解了目前发酵行业的具体产品生产工艺，从理论到方法学会发酵工程这一门技术，对发酵生产能够进展指导与分析。

二、课程教学要求

通过本课程的教学，应使学生把握发酵工程学的根本学问和根本技能，了解现代生物工程技术的进展与应用状况，具备确定的微生物生产工程技能。通过本课程的学习，使学生深刻理解发酵工程的微生物学原理，结实把握发酵工业菌种的筛选、驯化、培育与保藏，好氧、厌氧发酵工艺的调控与治理，了解发酵产品提取与精制的原理、流程及常见发酵产品的生产过程。

三、先修课程

食品微生物学、生物化学。

四、课程教学重、难点

重点：发酵工程的概念、特点；工业微生物菌种的退化、复壮与保藏；工业上常用作碳源、氮源的原料；淀粉水解糖的制备方法；微生物对培育基中的碳源代谢；酒精发酵机制；好氧发酵罐构造和功能；温度、 pH 和泡沫对发酵过程的影响；不同时间及染菌程度对发酵的影响；种子、空气、培育基和设备染菌及防治；细胞裂开方法及

高中生物发酵工程实验教案

实验目的：

1. 了解发酵工程的基本原理和应用。

2. 掌握发酵工程实验中的操作技能。

3. 熟悉实验室安全操作规范。

实验器材与试剂：

1. 发酵罐

2. 酵母菌培养基

3. 酵母菌

4. 厌氧罐

5. 恒温槽

6. 蒸馏水

7. 酵母菌培养皿

8. 培养皿针管

9. 安全手套、护目镜

实验步骤：

1. 准备工作：洗手、穿戴实验室用具，准备好实验所需的器材和试剂。

2. 实验前操作：将酵母菌培养基均匀涂抹在培养皿上。

3. 发酵罐操作：将酵母菌埋在发酵罐里，放入恒温槽中，控制温度。

4. 培养皿操作：取一定量的酵母菌培养基，注入培养皿中，用培养皿针管均匀涂抹在培养皿上。

5. 结果观察：观察培养皿和发酵罐中酵母菌的生长情况，记录相关数据。

实验注意事项：

1. 操作时注意个人安全，保持实验室清洁整洁。

2. 操作实验器材时要轻拿轻放，避免损坏。

3. 实验结束后，将实验器材清洁干净，妥善归还。

4. 发酵罐操作时要注意控制温度，避免温度过高或过低影响实验结果。

实验总结与讨论：

1. 通过观察实验结果，分析酵母菌在不同条件下的生长情况。

2. 总结发酵工程实验中的关键操作技巧和注意事项。

3. 探讨发酵工程在生物工程领域中的应用及意义。

扩展实验：

1. 可以尝试不同的酵母菌培养基，比较其对酵母菌生长的影响。

2. 可以调节发酵罐中的温度和湿度，观察其对酵母菌生长的影响。

3. 可以尝试使用其他微生物进行发酵实验，比较它们的生长情况。

以上为发酵工程实验的教案范本，教师可根据实际情况进行适当调整和完善。

高密度发酵概述

Fra Baidu bibliotek
4、pH值
• 稳定的pH 值是使菌体保持最佳生长状态的必要条件。在高密度发酵条件下, 细胞产生大量的乙酸和CO2, 可使pH 值显著降低。所以发酵工程中必须及时调节pH 值使之处于适宜的pH 值范围内, 避免pH 值激烈变化对细胞生长和代谢造成的不利影响。通常用于控制pH 值的酸碱有HCl、NaOH 和氨水等, 其中氨水常被使用, 因为它还具有补充氮源的作用。
高密度发酵概述
• 高密度发酵工艺：又称高密度发酵技术，是在传统发酵技术上改进的发酵技术，它采用增加工程菌对数期的生长时间、相对缩短衰亡时间来提高菌体的发酵密度，极大地改进了发酵工艺，最终提高产物的比生产率( 单位体积单位时间内产物的产量) ，不仅可减少培养体积，强化下游分离提取，还可以缩短生产周期, 减少设备投资从而降低生产成本，极大地提高了在市场上的竞争力。
5、培养温度
• 培养温度是影响细菌生长和调控细胞代谢的重要因素。较高的温度有利于细菌的高密度发酵, 低温培养能提高重组产物的表达量。一般大肠杆菌的最适生长温度是37 ℃, 而质粒稳定温度和目标蛋白的诱导温度大多为30℃。
• 对于采用温度调控基因表达或质粒复制的重组菌, 发酵过程一般分为生长和表达两个阶段, 在不同培养阶段采用不同的培养温度
一、影响因素
• 1、培养基的选择培养基分为天然、组合和半组合培养基3

酵母菌的高密度发酵

3.限制酵母菌高密度发酵的因素
营养源
生长抑制性物质
发酵液流变学
1.营养源高密度发酵的生物量达150g/L到200g/L,需要投入2 倍到5倍于生物量的基质,加上利用率,实际用量远高于此值。如按葡萄糖计,酵母菌体得率在好氧条件下, 葡萄糖的理论值是菌体的2倍,而实用为4倍到10倍;在厌氧条件下,理论值和实用值分别为9倍和60倍到80 倍。根据米氏动力学理论,当营养增加到一定量时 (10ks至20ks),生长显示饱和型动力学,进一步增加底物浓度,就可能发生一种基质抑制区,表现为迟滞期延长,比生长速率下降,菌体得率下降。对某些常用营养的极限指标是铵盐5g/L,磷酸盐10g/L,NaCl10g/L至 20g/L,乙醇100g/L,葡萄糖100g/L。

4.3防止乙醇的产生
早在巴斯德时代,人们已知道大量通风不产生乙醇,并且采用了补料技术(1915年)。但由于酵母菌的乙醇发酵酶系是组成酶,不受其他影响,而其呼吸酶系是阻遏酶系,受其他条件影响较大。Crabtrec效应就是指在高糖浓度下,即使在有氧条件下,使菌体由呼吸型向发酵型转变,也就是高速率同化葡萄糖而引起的好氧呼吸的阻遏作用。一般产生乙醇的条件是菌体比生长速率过高时,即使葡萄糖浓度保持在较低水平,酵母菌仍可转化为发酵性代谢,从而使菌体产量下降;或者供给糖量高于酵母菌所能同化的速率,即使供氧充分,仍然产生乙醇。为了防止乙醇产生,一般采用保持一定的比生长速率,采用补料技术,充分通风,使所产生的乙醇为酵母菌再利用。近年来兴起的生物反应和分离耦合技术在高密度发酵中的应用已取得了很大进展。乙醇作为副产物被在位分离出去。另外,对于CO2的有效去除, 主要考虑设备选型和操作技巧问题。而消泡剂的使用也涉及到选型和操作技巧。

酵母菌的高密度发酵

课程设计说明书

课程名称：发酵工程

设计题目：酵母菌的高密度发酵

院系：生物与食品工程学院

学生姓名：吴亚非

学号：201006040051

专业班级：10 生物技术

指导教师：马瑞霞

2013年5月26日

课程设计任务书设计题目酵母菌的高密度发酵

学生姓名吴亚非所在院系生物与食品工

程学院

专业、年级、班10级生物技术

设计要求：

1、设计题目选择要求紧扣发酵工程相关教学内容和生产实际。

2、要充分查阅相关背景资料，了解相关内容的前沿进展及存在问题。

3、设计说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必须注明出处。

4、实验方案要切合实际，严密合理

6、设计结束后，以个人为单位提交设计说明书一份（后附流程图）。

学生应完成的工作：

1、在老师的指导下确定设计题目。

2、学生查阅相关文献和资料制定实验路线，并有指导老师检查实验路线的合理性和可操作性。

3、学生在实验室完成既定方案。

4、完成课程设计说明书的初稿，经过指导老师的帮助修改，最后定稿。

参考文献阅读：

[1]李寅等著，高细胞密度发酵技术[M]，化学工业出版社，2006-10-01，230-280

[2]陈思如，萧熙佩酵母生物化学[M]，济南：山东科学技术出版社，1990年

[ 3 ] ( 日) 山根恒夫( 周斌译) , 生化反应工程( 第二版)[M] , 西安: 西安大学出版社, 1992: 243

[4]Craig. T.B. and Trotter S G Intern. Symp. SCP. A lgiers A lgoria, O ct, 1983:17-20

酵母菌的高密度发酵

1.2 酿酒酵母发酵过程状态
酵母菌是一种兼性厌氧菌,当酵母在低浓度的葡萄糖中进行好氧生长时，它能把葡萄糖分解成二氧化碳和水。当酵母在厌氧条件下生长时,葡萄糖主要生成乙醇和二氧化碳。早在巴斯德时代,人们已知道大量通风不长生乙酸,并且采用了补料技术（1915 年）。但由于酵母菌的乙醇发酵酶系是组成酶,不受其他影响,而其呼吸酶系是阻遏酶系,受其他条件影响较大[2]。
2、要充分查阅相关背景资料，了解相关内容的前沿进展及存在问题。
3、设计说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必须注
明出处。
4、实验方案要切合实际，严密合理
6、设计结束后，以个人为单位提交设计说明书一份（后附流程图）。
学生应完成的工作： 1、在老师的指导下确定设计题目。 2、学生查阅相关文献和资料制定实验路线，并有指导老师检查实验路线的合理性和可操作性。 3、学生在实验室完成既定方案。 4、完成课程设计说明书的初稿，经过指导老师的帮助修改，最后定稿。ห้องสมุดไป่ตู้
酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是发酵工业最常用的菌种之一酵母属大约包括 40 种，每个种都能通过出芽产生球状或椭圆状的细胞。酿酒酵母的细胞为球形或者卵形，直径 5-10μm，其繁殖方式为出芽生殖。生长条件偏酸性，最适 PH3.5-5.0.
-2-
2.2 实验流程器材、试剂、菌种的准备→种子培养液的配制与灭菌→摇瓶接种发酵罐的安装及调试→发酵罐的清洗→发酵培养基的配制灭菌→

发酵工程教案高中生物

发酵工程教案高中生物适用年级：高中

课时安排：共计10课时

教学目标：

1. 了解发酵工程的基本概念和原理；

2. 掌握发酵工程的常见应用领域；

3. 能够分析和解释发酵过程中的关键因素和影响因素；

4. 能够设计并进行简单的发酵实验；

5. 培养学生动手能力和实验能力。

教学内容：

第一课：发酵工程的基本概念和原理

- 发酵的定义和分类

- 发酵工程的基本原理

- 发酵与生产的关系

第二课：常见的发酵工程实践

- 食品工业中的发酵工程

- 医药工业中的发酵工程

- 生物质能源生产中的发酵工程

第三课：发酵过程中的关键因素

- 温度

- pH值

- 氧气浓度

- 微生物菌种选择

第四课：发酵工程中的影响因素

- 搅拌速度

- 营养物质供给

- 发酵罐设计

第五至八课：发酵实验设计与操作

- 实验目的

- 实验步骤

- 数据处理与分析

第九课：发酵工程的新技术

- 基因工程在发酵工程中的应用

- 无菌技术在发酵工程中的应用

第十课：发酵工程综合实践

- 小组合作进行发酵实验

- 实验结果展示与讨论

教学方法：

1. 理论讲解：通过课堂教学讲解发酵工程的基本概念和原理；

2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲身体验发酵工程的过程；

3. 讨论交流：组织学生进行小组讨论和交流，促进学生间的互动和合作；

4. 实践应用：引导学生运用所学知识分析和解决实际问题。

评估方式：

1. 课堂表现：包括主动参与、表达意见、解答问题等；

2. 实验报告：对实验结果进行整理和分析，并撰写实验报告；

3. 期末考核：以笔试形式进行期末考核，考查学生对发酵工程的理解和应用能力。

《发酵工程》教学设计

专业和班级：20XX级生物科学班

学号：

姓名：

内容：第 3 章微生物的基础代谢

一学情分析(选)：

大四的生物科学专业的学生，已修完必修课程，具有一定的生物学知识、科学素养以及操作能力。

二教材分析(选)：

生物技术是当前优先发展的高新技术之一，它的快速发展和有效应用已给当前的工农业生产、人民健康、社会进步带来了明显的影响，并对人类和社会的加速发展带来了积极的效益。由于生物技术发展势头很快，因此作为生物工程专业的主要专业课的生物工艺学的教材亟须不断加以更新。本书由27位老、中、青年教师或专职科研骨干人员，历时两年编写完成

本书以产品生产中共性工艺技术的理论和实践为纲，同时选取若干典型生产过程具体介绍，内容包括成熟的和较新的生物过程的基本原理。全书分上下两册，上册包括绪论和生物反应过程篇（共12章），下册包括生物质分离和纯化原理篇（共11章）以及典型生物过程篇（共6章）。本次课程所用教材为上册。

三教学目标：

1、掌握糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环的过程、关键酶、反应式

2、了解磷酸戊糖途径（HMP,PPP）、磷酸戊糖途径过程及其意义

3、比较糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环

4、掌握酵母菌发酵机制、发酵产物

5、了解酵母型酒精发酵、细菌的酒精发酵、乳酸发酵内容

6、养成自主学习的习惯，学会主动思考

四教学重点和难点

糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环的过程、关键酶、反应式

酵母的酒精发酵机制

五课时安排

5课时

六教学方法

以讲授法为主，学生自主学习为辅

七教学内容

1．糖酵解途径（EMP）及三羧酸循环(TCA)

《发酵工程基本操作》课件

环境治理
废水处理、废气处理等环保工程。
发酵工程的发展历程
古代酿造技术
人类最早的发酵工程实践，如酿酒、制醋等。
微生物学的建立
19世纪末，微生物学家开始研究发酵过程，奠定了发酵工程的理论基础。
现代发酵工程的发展
20世纪中叶以后，随着基因工程、细胞工程等技术的引入，发酵工程得到了迅速发展。
未来展望
选择适合高密度培养的酵母菌株，进行活化处理。
将活化好的菌种接入种子培养基中，进行扩大培养。
控制温度、pH值、转速等参数，使酵母菌在较短时间内达到较高密度。
高密度培养结束后，通过离心、过滤等方法提取酵母细胞。
05 未来发酵工程的发展趋势与展望
基因工程菌的构建与应用
基因工程菌的构建
利用基因工程技术对微生物进行遗传改良，以提高其发酵性能和产物产量。
种子扩大培养
将种子罐中的菌体再接种到发酵罐中进行更大规模的生长繁殖。
发酵罐操作与控制
发酵罐构造
介绍发酵罐的基本结构和工作原理，如罐体、搅拌器、消泡器等。
发酵过程控制
阐述温度、压力、pH、溶氧等工艺参数对发酵过程的影响及调控方法。
产物提取与精制
产物提取
从发酵液中分离、提取目标产物的技术手段。
食品、饮料、饲料、医药、化工、环保等领域。
发酵工程的特点

发酵工艺：工程菌高密度发酵工艺开发策略8项(以大肠杆菌为例)

发酵工艺：工程菌高密度发酵工艺开发策略8项（以大肠杆菌为例）利用重组DNA技术获取的生物药物在人类文明史上具有划时代的意义。许多价值高产量低的功

能蛋白如干扰素、白细胞介素、集落刺激因子、生长激素、胰岛素、人血白蛋白、蛋白酶等都

在工程菌中获得了高效率表达。由于工程菌高密度培养能够提高单位体积的产量，在工业生产

上可以提高效率降低成本。所以，高密度培养一直都是发酵工程师们所追捧的热点。本文就工

程大肠杆菌高密度发酵工艺开发中涉及的关键控制点加以探讨。

工程菌种

稳定可靠的菌种是工业化大生产的有力保障，直接关系到生产效率和成本高低。不同于传统诱

变育种模式，在对待工程菌菌种问题上，有人认为基因工程菌种构建完成后无需经过严格单克

隆筛选，既节约时间成本又大大减少了工作量，这其实是一个认识误区。这样做出来的菌种很

难连续稳定传代50次以上，给中试放大以及后续的长期稳定生产留下了隐患。业内一般以能否

稳定遗传50代作为判断工程菌种优劣的一个标准。

发酵所需的接种量不是越大越好，要适当。接种量过小导致适应期过长，菌种易提前老化，也

增加了杂菌污染的风险。接种量过大会过早引起溶氧不足，导致发酵失控。且营养物质消耗过

快也会影响后期正常生长。一般大肠杆菌接种量遵循逐级增大的原则，并将最后一级的放大倍

数控制在10倍左右。

种子培养一定要在最佳条件下进行，培养时间不宜过长，当种子生长至最佳状态时果断移种。

如果种子做的不好，其负面影响往往在发酵中后期会有所体现。工程菌种培养会加入抗生素，

不仅是为了抑制杂菌生长，更重要的是为了给菌种形成正向的抗性筛选压力，及时淘汰质粒丢

酵母工程菌细胞高密度发酵的研究进展

用分子生物学技术将编码外源蛋白或多肽的基因引入酵母菌，构建重组酵母工程菌表达抗原或细胞因子等，用于制备相应的生物制品，是研究开发新生物制品的重要趋势之一。20世纪80年代，默克和史克公司用重组酿酒酵母菌（Saccharomyces cere －visiae ）表达的乙型肝炎表面抗原（HBsAg ）制备乙型肝炎疫苗，是最早用重组酵母制备生物制品的成功范例。现已用重组酵母工程菌制备乙型肝炎疫苗、HPV 疫苗、人血清白蛋白（HSA ）和细胞因子；近年来，用重组酵母工程菌，特别是甲醇营养型酵母工程菌高效表达外源蛋白或多肽已成为相关研究的热点之一。用甲醇营养型酵母，主要是汉逊酵母（Hanse-nula polymorpha ）和毕赤酵母（Pichia postoris ）已实现了HBsAg 、HPV -VLP 、戊型肝炎病毒（HEV ）ORF2、sHSA 、水蛭素及多种细胞因子等的高表达。

由于装备技术与成本的限制及生物制品生产中

对制品批次质量控制要求的综合考虑等，用于酵母工程菌培养的生产发酵罐容积一般小于1000L （葛兰素维康制备乙型肝炎疫苗的发酵罐容积为1500L ）。在保持外源蛋白或多肽表达水平不降低的前提下，在容积有限的发酵罐中实现酵母工程菌的高密度发酵，是维持制品生产规模和控制成本的重要技术途径。

影响酵母细胞高密度发酵的主要因素有工程菌本身的生物学特性和发酵工艺特点、培养基种类与配方、发酵罐的结构和性能、发酵过程各项重要工艺参数或变量的控制等。重要工艺参数或变量包括溶氧、pH 值、温度、培养基营养成分补料、压力、搅拌转速、通气流量、CO 2、有害代谢产物积累和发酵液流变学性质等。培养基中甲醇含量、其消耗与补充流量的控制，是影响甲醇营养型酵母工程菌培养后期去阻遏和表达外源蛋白或多肽的表达效率的关键因素。在确保工程菌表达产率不变和表达产物性质稳定的前提下，将众多因素及其相互影响整合优化为一项发酵工艺，实现酵母工程菌细胞的高密度发酵，是一项复杂的、综合性很强的研发工作；在实现酵母工程菌高密度发酵的同时，提高表达产物的产率和活性则更具挑战性，国内外学者及企业为实现上述目标进行了大量研究。

发酵工程(第十章)

采取哪些措施能够保持无菌发酵？
物料、培养基、中间补料要灭菌；发酵设备及辅助设备（空气过滤装置、各种发
酵罐进出口连接装置）和管道要灭菌；
好气发酵通入的空气要除菌；
种子无污染；接种无菌操作过关；
为了保持发酵的长期无菌状态，需维持正压。
本章余下内容因课时关系，请同学们根据讲义自学。
发酵工程
第一章绪论第二章发酵工业微生物菌种制备原理和技术第三章发酵工业原料及其处理第四章无菌空气的制备第五章氧的供需与传递第六章微生物发酵机理第七章发酵动力学第八章发酵设备与反应器第九章发酵过程工艺控制第十章发酵染菌及其防治第十一章基因工程菌高密度发酵
本章内容
丝状菌发酵被产酸菌污染：pH不断下降，菌丝大量自
溶，发酵液粘度增加，过滤困难。处理方法：将发酵液加热后再加助滤剂；先加絮凝剂使蛋白质凝聚后沉淀杂菌分泌较多蛋白质杂质：对发酵后处理过程中采用
Baidu Nhomakorabea
溶媒萃取的提取工艺非常不利，使水相和溶媒之间极
易发生乳化
（二）、染菌的防治 1. 染菌的检查与判断
霉菌发酵 PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵一无所获。柠檬酸：pH2.0，不易染菌，主要防止前期染菌。酵母菌发酵易污染细菌以及野生酵母菌疫苗生产无论污染的是活菌、死菌或内外毒素，都应全部废弃。

发酵工程实验方案

发酵⼯程实验⽅案

⽣物发酵⼯程实验

实验⼀................................ 利⽤酵母富集培养基分离酵母菌

实验⼆... ......................... 分离纯化酵母菌

实验三... ......................... 酵母菌的保藏

实验四............................... ⼤肠杆菌⽣长曲线测定及pH对⽣长曲线

的影响

实验五.............................. 发酵罐的构造及操作

实验六.............................. 发酵罐实灌灭菌操作

实验七.............................. 利⽤7L发酵罐对地⾐芽孢杆菌进⾏补

料分批发酵培养

实验⼋..............................淀粉酶⽣成曲线的测定

实验⼀、利⽤酵母富集培养基分离酵母菌

⼀实验⽬的

1、通过本实验加深理解酵母富集培养基的原理和应⽤；

2、掌握涂布分离技术；

3、熟悉从⾃然样品⼟壤中分离酵母菌的具体操作⽅法

⼆实验原理

酵母菌主要分布于含糖⾼和酸度较⾼的⾃然环境中，在果园表⼟和浆果、蔬菜、花蜜和蜜饯等的表⾯很容易找到它们。在⼟壤中，由于各种微⽣物混杂在⼀起且酵母菌的数量相对⽐较少，故可以利⽤酵母菌富集培养基进⾏富集培养，该培养基含有较⾼的葡萄糖（5%）和较酸（pH为4.5）的环境，以及能抑制多种杂菌（许多细菌、放线菌和快速⽣长霉菌）的孟加拉红（玫瑰红），故⼗分有利于酵母菌的增值。

发酵工程课程设计

湖南大学

《发酵工程》

课程设计说明书70，000吨啤酒工厂发酵车间设计

姓名___ _ __

学院___生物学院_____

专业___生物技术_____

学号___ _

指导教师___曾嘉_______

2013 年 7 月 12 日

《发酵工程》课程设计任务书

设计题目：70，000吨啤酒工厂发酵车间设计

基础数据：生产规模：70，000吨／年；

产品规格：12度淡色啤酒；

生产天数：300天／年；

原料配比：麦芽：大米=70：30；

原料利用率：98％；

麦芽水分：6％；

大米水分：12％

无水麦芽浸出率：78％；

无水大米浸出率：90％

啤酒损失率(对热麦汁)：

总损失：12％

冷却损失：7％；

发酵损失：1.5％；

过滤损失：1.5％：

装瓶损失：2％；

糖化次数：生产旺季(150天)8次／天，生产淡季(150天) 4次／天；

菌种：主酵6天，发酵周期14天。

1.课程设计目的：

学生在掌握了基础理论，专业理论，专业知识的基础上，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力。其基本目的是：

(l）培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力。

(2）培养学生掌握发酵工厂工艺流程和主要设备设计的方法及设计步骤。

(3）达到对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。

2.设计内容：

(l）根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数

与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。

(2）工艺计算：全厂的物料衡算；发酵车间耗冷量计算。

(3）发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。

大肠杆菌高密度发酵

课程设计说明书

课程名称：发酵工程

设计题目：大肠杆菌的高密度发酵

院系：生物与食品工程学院

学生姓名：******

学号：************

专业班级：10生物工程（2）班

指导教师：*****

课程设计任务书

大肠杆菌的高密度

摘要：在工业生产过程中，由于技术或是生产条件的限制，在大肠杆菌高密度发酵培养中很难实现其高密度发酵。针对这一问题，我组专门为此设计一实验来探索发酵过程中的限制性因素。我们从开始的发酵培养基的组分及其配比，到后来的灭菌方式，投料程序以及在发酵过程中温度的设定控制，PH值的设定控制及溶氧的设定控制都进行了严格的监测，再到最后的OD值，氨基氮以及还原糖的测定都进行严谨的完成。

关键词：大肠杆菌高密度发酵OD值

1.设计背景 (1)

1.1大肠杆菌高密度发酵产品及其质量安全现状 (1)

1.2高密度发酵定义 (1)

1.3 规定标准 (1)

2.设计方案 (2)

3.方案实施 (3)

3.1 大肠杆菌简介 (3)

3.2 菌种选材 (3)

3.3 种子扩大培养 (3)

3.4 发酵培养基配比 (3)

3.5 发酵过程 (4)

4.结果与结论 (7)

5.收获与致谢 (9)

6.参考文献 (10)

1.设计背景

1.1大肠杆菌高密度发酵产品及其质量安全现状

目前，在发酵产业进入工业化，自动化的今天，产品的高密度发酵越来越受到国内外的重视。人们在根据实验与生产阶段总结的经验中，逐步掌握发酵生产所需要的最佳控制条件。在此过程中所得的产品密度更大，纯度更高，质量安全也得到了保障。

1.2高密度发酵定义

高密度发酵（high cell density cultivation，HCDC)是指在一定条件和培养体系下，获得最多的细胞量，由此更多地或更高效地获得目的产物。即利用一定的培养技术和装置提高菌体的发酵密度，使菌体密度较普通培养有显著提高，最终提高产物的比生产率(单位体积单位时间内产物的产量)。通常认为菌体密度超过50 g(DCW)／L即为高密度发酵。根据硒计算，理论上大肠杆菌发酵所能达到的最高菌体密度为400 g(DCW／L)，考虑到实际情况中的种种条件限制，Makel等认为最高的菌体密度为200 g(DCW／L)，此时发酵液的25％充满了长3 um，宽1um的大肠杆菌，发酵液粘度很高，几乎丧失流动性。