微生物与发酵工程

4、扩大培养和接种
▪ 扩大培养：
▪ 扩大培养是将培养到对数期的菌体分开， 分头进行培养，以促使菌体数量快速增加 ，能在短时间里得到大量的菌体
▪ 接种：
▪ 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要 注意什么事项呢？
▪ 接种过程中要注意防在菌体生长的稳定期产生。
2. 举例：
▪ 发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且 ，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以 及乙醇、醋酸等石化产品代替粮食来配制培养
3、灭菌
▪ 灭菌的原因：
▪ 在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌 种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影 响。
▪ 举例：
▪ 如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则 放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸 棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中 污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶 ，将合成的青霉素分解掉。
▪ 代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法 。
▪ 菌体本身：过滤、沉淀。
从自然界分离的菌种
诱变育种 扩大培养
基因工程 生产用菌种
诱变育种 原料
接种
发酵罐
灭菌
发酵条件控制
培养基配置
分离 提纯
微生物菌体
代谢产物
产品
四、发酵工程的应用
1. 在医药方面：
1) 发酵工程能生产人们所需的药品。例 如：通过青霉发酵能生产青霉素。
1、菌种的选育
1. 选育的方法：
1) 从自然界中先分离出相应的菌种； 2) 利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种 ； 3) 利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或
工程菌。
2. 举例：
▪ 可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质 粒结合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大 肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可培养出 能生产人的胰岛素的菌种。
2) 通过发酵工程能生产基因药品。例如 ：将合成的人的胰岛素基因转移到大 肠杆菌细胞内构建成“工程菌”，再 通过培养“工程菌”即可获得人的胰 岛素。
四、发酵工程的应用
2. 在食品工业方面：
1) 发酵工程能为人们提供丰富优质的传统发酵产品。 如：生产呻酒，果酒等。
2) 发酵工程能生产各种食品添加剂。例如, 酸味剂：柠檬酸、乳酸等；鲜味剂：谷氨酸等； 色 素：β-胡萝卜素等； 甜味剂：高果糖浆等。
3) 发酵工程能为解决人类粮食短缺问题开辟新途径。 例如：通过发酵可获得大量的微生物菌体——单细 胞蛋白。20世纪80年代中期全世界的单细胞蛋白年 产量已达2.0x107t，广泛用于食品加工和饲料中。
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2、培养基的配置
1. 培养基配置的原则：
1. 根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基 。
▪ 配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无 机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。
2. 培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 3. 培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽
量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
2. 发酵进程
▪ 在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、 产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养 基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更 多的发酵产物 。
3. 发酵条件
▪ 发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有 重大影响。
6、分离提纯
▪ 发酵产物不同，分离提纯的方法会有所不 同，产物分离、提纯的一般方法是：