发酵工程重点总结

第一章

发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程

发酵工程：利用微生物（或动植物细胞）的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。

发酵工业的特点？（7点）

1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应，反应安全，要求条件较简单。

2.可用较廉价原料生产较高价值产品。

3.反应专一性强。

4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。

5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。

6.菌种是关键。

7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。

工业发酵的类型？

厌氧发酵

1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵

兼性厌氧发酵

液体发酵（包括液体深层发酵）

2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵

深层固体发酵（机械通风制曲）

分批发酵

按发酵工艺流程补料分批发酵

单级恒化器连续发酵

连续发酵多级恒化器连续发酵

带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵

发酵生产的基本工业流程？

1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制；

2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌；

3. 扩大培养出有活性的适量纯种，以一定比例接种入发酵罐中；

4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物；

5. 将产物提取并精制，以得到合格的产品；

6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

工业发酵的过程的工艺流程图？

第二章

1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程?

调查研究（包括资料查阅）

试验方案设计

含微生物样品的采集（如何使样品中所含微生物的可能性大？）样品预处理（如何在后续的操作中使这种可能性实现）

菌种分离

根据目的菌株及其产物特点分

选择性分离方法随机分离方法

(定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离）

富集液体培养固体培养基条件培养

(初筛)

菌种纯化

复筛

菌种纯化

初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试

较优菌株1-3株

保藏及进一步做生产试验某些必要试验和

或作为育种的出发菌株毒性试验等

2、菌种选育改良的具体目标。(4点)？

1.提高目标产物的产量

2.提高目标产物的纯度，减少副产物

3.改良菌种性状，改善发酵过程

4.改变生物合成途径，以获得高产的新产品

3、简述菌种保藏的原理及基本方法。

原理：根据微生物的生理生化特点。人工的创造条件，使微生物的代谢处于不活拨，生长繁殖受到抑制的休眠状态，以达到降低其代谢活动，延长保存期的目的。

方法：1.斜面低温保藏法

2.矿油封藏法

3.冷冻真空干燥法

4.液氮超低温保藏法

第三章

培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。

1、发酵工业培养基的要求(4点)？

①培养基能够满足产物最经济的合成。

②发酵后所形成的副产物尽可能的少。

③培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。

④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。

2、依据生产流程和作用，微生物的培养基可分为哪些类型？各有何特点？

答：类型：

1.斜面（孢子）培养基：供微生物细胞生长繁殖或保藏菌种使用，供给细胞生长和繁殖所需各类营养物质。

2.种子培养基：扩大菌种，短时间内获得数量多、质量高的大量菌种，以满足发酵生产的需要。

3.发酵培养基：发酵生产中最主要的培养基，不仅需要大量的原材料，而且也是决定发酵生产成功与否的主要因素。

特点：

斜面（孢子）培养基：

①富含有机氮源，少含或不含糖分。有机氮有利于菌体的生长繁殖，能获得更多胞。

②对于放线菌或霉菌的产孢子培养基，则氮源和碳源不宜太丰富，否则易长菌丝而少形成孢子。

③斜面培养基中宜加入少量无机盐类，供给必要的生长因子和微量元素。

种子培养基：

①营养丰富完全，氮源和维生素等生长因子的含量高些；

②供孢子萌发的培养基中，加入一些易于吸收利用的C、N源，便于孢子发芽生长；

③ pH要稳定；

④最后一级尽可能接近发酵培养基，常加入少量发酵合成期才大量需要的物质。

发酵培养基：

目的：使接种菌丝生长并能高效表达，获得高的发酵产量，同时组分尽可能单一，以保证高的得率。

要求

营养丰富完全，有利于产物合成；

不能大量加入快C、快N源，应和慢C、N源相结合；

在产物分泌期间，pH 稳定；

加入适量合成所需的物质，如前体等，进行定向发酵；

采用中间补料，以提高发酵单位；

原料的考虑——成本问题

3、碳源、氮源在培养基中的作用是什么？

碳源作用：

1.提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分

2.提供合成目的产物所必须的碳成分

氮源作用：

氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。

4、培养基成分选择的原则是什么？培养基设计的步骤有哪些？

①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分；