菌种发酵工艺摘要
发酵工程菌种扩大培养的工艺流程
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发酵工艺 第2章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术
微生物菌种保藏机构名称和缩写
中国 缩写
ACCC
SH IA CCGMC AS-IV
CAF
IFFI
ID IV CIVBP
名称 中国农业微生物菌种保藏管理中 心 上海市农业科学院食用菌研究所 中国医学科学院抗菌素研究所 普通微生物菌种保藏管理中心 中国科学院武汉病毒研究所 中国林业科学院菌种保藏管理中 心 轻工业部食品发酵工业科学研究 所 中国医学科学院皮肤病研究所 中国医学科学院病毒研究所 中国兽医药品监察所
最常用的工业微生物
放线菌
– 链霉菌属 – 小单孢菌属 – 地中海诺卡氏菌 – 米苏里游动放线菌
藻类
藻类包括数种不同类以光 合作用产生能量的生物。 它们一般被认为是简单的 植物，并且一些藻类与比 较高等的植物有关。虽然 其它藻类看似从蓝绿藻得 到光合作用的能力，但是 在演化上有独立的分支。 所有藻类缺乏真的根、茎、 叶和其它可在高等植物上 发现的组织构造。藻类与 细菌和原生动物不同之处， 是藻类产生能量的方式为 光合自营性 ；琼脂（棕 藻）
国外重要菌种保藏机构
1、ATCC：美国模式培养物（菌）保藏中心 2、NRRL：美国农业部北方开发利用研究部 3、CSH：美国冷泉港研究所 4、IAM：日本东京大学应用微生物研究所 5、IFO：日本发酵研究所（大阪） 6、NCTC：英国国立标准菌种收藏所 7、CBS：荷兰真菌中心保藏所
三、生产中常用菌种的分离、选 育（screening ）
（一）微生物菌种的分离 四步骤： 样品采集 增值培养 纯种分离 生产性能的测定
1.施加选择压力分离法
施加选择性压力分离法
主要是利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营 养的要求不同，如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、 氮源等，人为控制这些条件，使之利于某类或某种微 生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到 使目的菌种占优势．而得以快速分离纯化的目的。如 可以控制培养时的氧，可将好氧微生物和厌氧微生物 分开；通过控制温度，可将嗜热微生物和非嗜热微生 物分开；控制pH，可将嗜酸、嗜碱微生物分离等。在 分离培养基中也可以加入不同的抗生素或试剂来增加 选择性。如在分离放线菌和细菌时，可加入抗真菌抗 生素；分离真菌时，可加入抗细菌药物。
发酵工程 第二章 发酵工业微生物菌种制备原理和技术讲解
种类：分属于子囊菌纲、担子菌纲及半知菌 类，目前已知的酵母菌有56属，大约500多种， 与其他类群比，种类要少得多。
分布：酵母菌主要分布在含糖质较高的偏酸 性环境，诸如果品、蔬菜、花蜜和植物叶子上， 特别是葡萄园和果园的土壤中，因而称为糖菌 （Sugar fungus）。
裂殖酵母
5. 担子菌——蘑菇（mushroom）
6. 藻类
许多国家已把藻类作为人类保健食品和饲料。 螺旋藻
可通过藻类将CO2转变为石油；国外还有从“藻 类农场”获得氢能的报道。
三、工业微生物的来源
根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工 厂或菌种保藏部门索取或购买 从发酵制品中分离目的菌株 自然界中分离筛选新的微生物菌种 菌种选育：自然选育、人工诱变、原生质体融 合、基因工程改造
第一节 发酵工业常用的微生物菌种
我们的周围存在着多种多 样的微生物，它们和我们 的生活密切相关。
目前已知微生物约有10万种，分布在以下各界中：
原核生物界：例如细菌、蓝藻 真菌界：例如酵母菌 原生生物界：例如草履虫、变形虫 病毒：例如艾滋病毒、脊髓灰质炎病毒
发酵工业对菌种的要求
能在廉价培养基上迅速生长，目的代谢产物产量高 培养条件易于控制 生长速度和反应速度快，发酵周期短 满足代谢控制的要求 抗噬菌体和杂菌的能力强 遗传性状稳定，菌种不易变异退化 发酵过程产生泡沫少 对前体物质有耐受能力，不作为碳源利用 不是病原菌，不产生有害的生物活性物质
如何在后续的操作中使这种可能性实现？
从自然界中分离培养微生物是菌种选育的重要 和基础的步骤。
到目前为止，还没有一种分离培养方法能揭示 一个试样中所包含的所有微生物总数和种类。
在任一试样中所存在的微生物仅为极少数特定种 类的菌株；在工业微生物筛选过程中，应及时调 整检测方法，以与各种不同类型的生长和代谢之 微生物相适应。
金花菌发酵工艺
金花菌发酵工艺金花菌是一种常见的食用菌，具有很高的营养价值和药用价值。
发酵是金花菌加工的重要工艺之一。
本文将介绍金花菌发酵工艺，为读者提供生动、全面、有指导意义的文章。
一、选材制备金花菌的选材是制作高品质菌粉的前提。
选用的金花菌应当不带土壤，质地柔软、完整、成串和选用的金花菌应当在菌盖开放、菌柄细长、柄肉厚且不易挂皮，切口微黄、有天然清香味道的金花菌，其质量比较好。
制备好的金花菌应当去掉根部、上下边角、软件等，然后迅速切成指定大小的块，一般为5mm左右，以保证灌装时的流动性和整齐度。
二、发酵罐材料金花菌发酵罐应当选用深度适当、宽口便于清理，和气密性好，能够承受来自发酵气体的较高压力的不锈钢内胆。
内胆大小以根据菌体粉的数量和出产的菌粉规模为基础计算。
三、金花菌发酵准备(1)准备金花菌菌种：金花菌的菌种来自强的、粗壮的、无病虫害的金花菌肉体，将其插在黑豆的表面，发酵出新的菌株。
(2)准备发酵培养基：选择适宜的培养基，加入无色素糖、蛋白质及其代谢产物、铵盐、矿物质和维生素等。
加水调节成适宜的pH值和适当的总浓度。
(3)准备发酵控制系统：准备好控制金花菌发酵的仪器和设备，如温度计、PH监测仪器、程控仪、氨气探头和均质器等。
四、发酵控制参数金花菌发酵的控制参数主要有温度、pH值和氨气浓度三个方面。
(1)温度控制：根据所选金花菌的生长适应范围，以及所选的培养基适应的温度范围，制定合适的发酵温度。
一般来说，适宜的发酵温度为24-26℃，后期会逐渐提高到28-30℃。
(2)PH值控制：调节发酵浓度或添加PH调节剂控制PH值在6.0-6.5之间。
(3)氨气浓度控制：随着金花菌的发酵，氨气含量会逐渐升高。
通常情况下，氨气的浓度应当在5-6mmol/L之间，超过此数值应当停止发酵。
五、发酵加工流程(1)金花菌的表层应当清洗干净，然后用热水烫过后，再用冷水冲洗干净。
(2)将金花菌块放入发酵罐内，加入适量的培养基。
(3)开启发酵控制仪器，开始自动控制发酵参数，发酵一段时间之后，需要均质，以保持菌体整齐、顺滑。
重组大肠杆菌高密度发酵工艺流程
重组大肠杆菌是一种重要的工业微生物，具有广泛的应用价值。
在大肠杆菌高密度发酵过程中，流程的设计和优化对产品的质量和产量具有重要影响。
本文将围绕重组大肠杆菌高密度发酵工艺流程展开讨论，探讨其流程设计、优化及相关技术。
通过对该工艺流程的深入研究，不仅可以提高重组蛋白的产量和纯度，还可以降低生产成本，为工业生产提供可靠的技术支持。
一、高密度发酵工艺流程概述1.1 菌种培养和预处理重组大肠杆菌菌种的培养是整个发酵过程的基础。
首先需要进行菌种的接种培养，培养基的选择、发酵条件的控制对于菌种的生长和繁殖至关重要。
对菌种的预处理也至关重要，包括对菌种进行筛选和培养基的调整等。
1.2 发酵过程控制发酵过程控制是重组大肠杆菌高密度发酵的关键环节，包括培养基的添加、通气量的控制、温度、pH值的调节等。
合理的发酵过程控制可以保证菌体的生长和代谢活性，从而提高产物的产量和纯度。
1.3 产物的回收和纯化重组大肠杆菌高密度发酵后，产物的回收和纯化也是至关重要的环节。
通过合理的回收和纯化工艺，可以获得高纯度的重组蛋白产品，满足不同应用领域的需求。
二、高密度发酵工艺流程优化2.1 发酵条件的优化在重组大肠杆菌高密度发酵过程中，发酵条件的优化对产品的产量和质量具有重要影响。
包括但不限于培养基配方的优化、发酵温度、通气量、pH值等参数的优化，通过优化发酵条件可以提高菌体的生长速率和产物的表达水平。
2.2 发酵过程监测与控制发酵过程的监测与控制是优化工艺流程的重要手段，包括对菌体生长情况的实时监测、代谢产物浓度的检测以及对发酵过程参数的实时调节等。
通过发酵过程的精准监测和控制，可以最大程度地发挥菌体的生长和代谢潜力。
2.3 产物回收与纯化工艺的改进产物的回收与纯化是影响产品质量的关键因素，通过改进产物回收与纯化工艺，可以提高产品的纯度和收率，降低生产成本，提高经济效益。
三、高密度发酵工艺流程相关技术3.1 培养基配方优化技术合理的培养基配方对于重组大肠杆菌的生长和表达具有重要影响，通过优化培养基配方，可以提高菌体的生长速率和产物的表达水平。
发酵工艺原理知识点归纳
发酵工艺原理知识点归纳发酵工艺是一种将微生物应用于食品、饮料、药品、化妆品等生产过程的方法。
通过微生物的代谢活动，原料经过酶促反应转化为终产物。
发酵工艺原理是指发酵过程中微生物的生长、代谢、产物生成等基本原理。
下面将发酵工艺原理的知识点进行归纳。
1.微生物选择：发酵工艺中，选择适合的微生物菌种是十分关键的。
微生物菌种的选择受到产品的要求、原料的性质、废物的处理等方面的考虑。
不能阻碍微生物生长和代谢的因素，如温度、酸度、抗生素、重金属离子等，需要在菌种选择中予以考虑。
2.生长条件：微生物的生长需要适合的环境条件，如温度、酸碱度、氧气浓度等。
不同微生物对环境条件的要求不同，需要根据菌种选择合适的条件。
此外，生长条件也会影响微生物代谢产物的生成，需要根据产品要求进行调控。
3.底物转化：微生物通过代谢作用将底物转化为产物。
底物转化的原理可分为有氧与无氧两种情况。
有氧情况下，微生物通过氧化作用转化底物。
无氧情况下，微生物通过发酵作用转化底物。
底物转化需满足适当的温度、pH等条件，以及提供足够的底物和营养物质。
4.发酵过程控制：发酵过程中需要进行严格的控制，以确保产品的质量和产量。
控制因素包括温度、pH、营养物质供应、气体供应等。
通过控制这些因素，可以调节微生物的生长速度、代谢产物生成以及产物分布。
5.产品分离与提纯：在发酵过程中，发酵液中的微生物产物需要分离和提纯。
常用的分离技术包括离心、过滤、膜分离、吸附等。
分离与提纯的目的是获得纯度高、活性好、稳定性强的产物。
6.废物处理：发酵过程中会产生一些废物，需要进行合理的处理。
废物处理方式包括生物处理、物理处理和化学处理等。
废物处理的目的是减少对环境的影响，同时回收可利用的物质。
以上是发酵工艺原理的主要知识点的归纳。
发酵工艺的应用范围广泛，涉及食品、饮料、药品等多个领域。
发酵工艺原理的研究不仅关乎产品的质量和产量，还与环境保护和资源回收利用密切相关。
随着科学技术的发展，发酵工艺原理的研究也在不断推进，为发酵工艺的应用和发展提供了新的思路和方法。
优质黄酒菌种及发酵工艺
浅析优质黄酒的菌种及发酵工艺摘要：黄酒是世界上最古老的酒类，黄酒独特的糖化发酵工艺使其在酿造过程中对菌种与发酵工艺控制的要求都非常高，因此，在黄酒生产中对黄酒菌种的选育以及在酿造过程中的发酵工艺控制，直接影响着黄酒的生产以及品质的控制，对新工艺的研究对黄酒今后的发展具有重要意义。
关键词：黄酒；菌种；发酵力黄酒，是我国独有的一种酒酿，具有非常浓郁的民族特色，是世界上最古老的酒种，距今约有一万年历史。
黄酒的酒精度低、酒性温和、营养成分高、发热量高。
黄酒中含有20多种氨基酸，其中8种人体所必需的氨基酸是所有酒类中含量最高、品种最全的。
因此，黄酒享有烹饪和保健药用的功效，被誉为“百药之长”。
黄酒的酿制，必须经过曲霉菌以及酵母菌等多种有益微生物在一定的环境下共同糖化发酵，最终酿成营养丰富、酒性温和原酒。
黄酒独特的糖化发酵，在酒类中独一无二，独特的工艺使其在酿造过程中对菌种与发酵力的控制要求非常高，只有合理控制才能生成独具风味的黄酒。
一、菌种是酿制优质黄酒的重要条件黄酒作为酿造酒的一种，其酿造技术非常独特，它采用的是世界上独一无二的糖化发酵方式。
黄酒主要是以米做为主要的发酵原料，菌种是酿造黄酒的主要发酵源。
口味纯正、品质高的黄酒酿制，菌种的选用是非常重要因素。
目前，随着机械化设备在黄酒生产中的大规模使用，人们对黄酒在发酵过程中，其发酵动力学以及发酵的机理进行了研究，结果发现，黄酒在发酵过程中作为菌种的曲霉菌、酵母菌，对它们进行生长代谢以及生产性能进行控制是最重要的。
这种发酵作用，始终贯穿于整个发酵环节。
黄酒在发酵过程中的温度最高可达到三十五摄氏度至四十摄氏度之间，容易造成酸败，这样极易产生浪费以及给日后的清理带来困难，不仅提高了生产成本，同时也容易造成环境污染。
因此，这样的发酵环境对黄酒的生产以及厂家来说，都是不适合的。
为了控制适宜的温度，一般来说，黄酒的生产多选在冬季，并以糖性淀粉酶为主，因为酶直接作用于淀粉后，转化为葡萄糖就可以被菌种直接利用。
发酵工艺学菌种选育知识
发酵工艺学菌种选育知识发酵工艺学是利用微生物进行发酵过程的一门学科。
在发酵工艺中，菌种的选育是至关重要的一环。
合适的菌种可以有效地提高发酵产物的产量和质量。
以下是关于菌种选育的一些知识。
首先，菌种选育的目标是选择出具有较高产量和酶活性的菌株。
为了实现这个目标，研究人员通常要进行大量的菌株筛选和改造实验。
菌株筛选可以利用不同培养基、不同培养条件或者不同筛选方法进行。
这些方法可以根据微生物的生长速度、代谢产物的产量、代谢产物的种类等方面进行评估。
在筛选过程中，研究人员需要根据自己的需求，选择出适合自己研究目的的菌株。
其次，菌株改造是菌种选育的重要手段之一。
通过基因工程和遗传改造等方法，可以对菌株的基因组进行改造，增强其产酶能力和代谢能力。
例如，可以通过插入外源基因，或者通过基因敲除、基因突变等手段，改变菌株的代谢途径，从而增加特定产物的合成量。
菌株改造的过程需要深入了解菌株的基因组结构和代谢途径，同时需要具备一定的基因工程技术和实验操作技巧。
此外，菌株选育还需要考虑到菌株的可培养性和稳定性。
虽然自然界中存在着大量的微生物资源，但是只有部分微生物能够在实验室中进行培养和繁殖。
因此，研究人员需要从自然环境中筛选出能够稳定生长并具有较高产酶能力的菌株。
同时，在菌株选育过程中，需要注意菌株的稳定性问题。
由于发酵工艺涉及到多次传代和大规模培养操作，菌株必须具备较高的稳定性，能够长时间保持其产酶性能。
综上所述，菌种选育是发酵工艺学中非常重要的一环。
通过菌株筛选和改造，可以提高发酵产物的产量和质量。
在菌株选育过程中，需要考虑菌株的产酶能力、代谢能力、可培养性和稳定性等特性。
菌株选育的成功与否，将直接影响到发酵工艺的效果。
因此，在发酵工艺学研究中，菌种选育是一个非常关键和复杂的课题。
继续写相关内容，1500字菌种选育是发酵工艺学中的一项重要任务，它对于提高发酵产物的产量和质量至关重要。
在菌种选育中，研究人员需要通过筛选和优化菌株，以获得具有优良发酵性能的菌株。
【发酵工艺学总论】第二章_工业发酵菌种
代表微生物类型 革兰氏阳性球菌
高产培养基设计的几个原则
制备一系列的培养基，其中有各种类型的养分成为 生长限制因素； 使用一聚合或复合形式的生长限制养分； 避免使用容易同化的碳源或氮源，防止分解代谢物 阻遏； 确定含有所需的辅因子（Co2+,Mg2+,Mn2+,Fe2+）； 使用pH缓冲剂以减少pH变化； 前体、促进剂及抑制剂的采用。
酶发酵生产常用的微生物
微生物
枯草芽孢杆菌 大肠杆菌 黑曲霉 米曲霉 青霉 木霉 根霉
生产的酶类
α -淀粉酶、蛋白酶、β -葡聚糖酶、碱性磷酸酶等 谷氨酸脱羧酶、天冬氨酸酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等 糖化酶、 α -淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢 酶、核糖核酸酶、脂肪酶、纤维素酶等 糖化酶和蛋白酶、氨基酰化酶、磷酸二酯酶、果胶酶等 葡萄糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶、磷酸二酯酶、脂肪酶、凝乳酶、核 酸酶等 纤维素酶等 糖化酶、 α -淀粉酶、转化酶、酸性蛋白酶、核糖核酸酶、脂肪酶、果 胶酶、纤维素酶等
样品的预处理
目的：提高分离效率 方法：
物理方法：热处理（减菌）；膜过滤法（浓缩）； 离心法（浓缩） 化学方法：通过在培养基中添加某些化学成分来增加特
定微生物的数量。
几丁质——放线菌；CaCO3——嗜碱性放线菌
诱饵法
石蜡、花粉、蛇皮、毛发等
分离方法的选择
根据目的菌有无选择性特征来选择分离方法 菌种的营养特征独特 选择性分离 生长特征独特 无选择性特征 根据产物的特征进行 随机分离
增加混合菌群中所需菌株数量的一种技术 技术特点：给混合菌群提供一些有利于目的菌株生长 或不利于目的菌以外的其他菌型生长的条件 培养方式 分批培养方式：以最大比生长速率 （μmax）筛选， 存在选择压力的控制、移种时间和次数等问题 连续培养方式：以比生长速率（ μ）筛选
菌种的发酵工艺
第一章绪论第一节概述工业发酵是利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的一门现代工业，而现代发酵工程则是指直接把微生物(或动植物细胞)应用于工业生产的一种技术体系，是在化学工程中结合了微生物特点的一门学科。
因而发酵工程有时也称作微生物工程。
在本章中，我们将对发酵的基本概念，工业上常用的微生物及其生长代谢特性，以及发酵工程原理作—简单介绍。
一、基本概念1，发酵一词的来源发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。
英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。
沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。
在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。
我们现在所指的发酵早已赋予了不同的含义。
发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化，是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成，以取得能量来维持生命活动的过程。
发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。
实际上，发酵也是呼吸作用的一种，只不过呼吸作用最终生成CO2和水，而发酵最终是获得各种不同的代谢产物。
因而，现代对发酵的定义应该是：通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。
2，发酵的定义（1）狭义“发酵”的定义在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳。
同时获得能量，丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。
（2）广义“发酵”的定义工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。
微生物发酵工艺及其控制简述
微生物发酵工艺及其控制简述罗宗学（云南大学生命科学学院云南昆明 650091）摘要：根据操作方式不同，发酵工艺分为间歇发酵，连续发酵和流加发酵三种类型，其中流加发酵在生产和科研上应用最为广泛。
在发酵工艺中反映发酵过程变化的参数分为物理参数、化学参数和生物学参数三大类，这些参数的变化直接影响到发酵工业的生产率和产物品质。
本文从对发酵工艺过程影响较大的发酵温度、pH值、溶解氧、泡沫、菌体浓度和基质、发酵时间等6个方面阐述如何进行发酵工艺的控制，为实现发酵产业的经济效益最大化提供必要的理论依据。
关键字：发酵工艺变化参数影响和控制发酵是指通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的过程。
早在2000多年前，我国就有了酿酒、制醋的发酵技术，那时候发酵完全属于天然发酵。
20 世纪40年代中期，美国抗菌素工业兴起，大规模生产青霉素，建立了深层通气发酵技术。
1957年，日本微生物生产谷氨酸盐(味精)发酵成功，大大推动了发酵工程的发展。
70年代开始，随着基因工程、细胞工程等生物过程技术的开发，以石油为原料生产单细胞蛋白，使发酵工程从单一依靠碳水化合物(淀粉)向非碳水化合物过渡，从单纯依靠农产品发展到利用矿产资源，如天然气、烷烃等原料的开发。
80年代，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，人们能按需要设计和培育各种工程菌，在大大提高发酵工程的产品质量的同时，节约能源，降低成本，使发酵技术实现新的革命。
发酵过程中，为了能对生产过程进行必要的控制，需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。
影响发酵过程发的因素很多，包括物理的（如温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、表观粘度、浊度、料液流量等），化学的（如质浓度、pH、产物浓度、溶解氧浓度、氧化还原电位、废气中氧及二氧化碳浓度、核酸量等）和生物的（如菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、基质消耗速率、关键酶活力等）三大类。
高盐稀态酱油混合菌种制曲发酵工艺的研究
摘要 ： 为达到提 高原料利 用率 ， 改善 酱 油风味 的 目的 ， 用黑曲霉 、 曲霉按 照 不 同的比例接 种后 对酱 油制 米 曲的方 法采 用混合 茵种 制 曲技 术 可 以使 多茵共生酶 系互补 。 实验 结果表 明当黑 曲霉和 米曲霉接 种 比例
为 ３：１ ， ７ 酱油成品氨 基 酸态 氮生成 率 比使 用单 一 米 曲霉 提 高 １ ． ６ ， 原糖含 量也 明 显提 高。故在 ３４ 还 此模 式基 础上 能 确定 最佳 生产 工艺 ， 用此 方法规模 化 生产 将会提 升 高盐稀 态发 酵酱 油的风味 、 采 质量 和
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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。
1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，及时淘汰质粒丢失的菌株或者衰老的菌体，保证质粒携带菌群的正常生长与表达。
2高密度发酵培养基除了必须的碳源以外，有机复合氮源在蛋白表达阶段不可或缺。
有机复合氮源可提供丰富的氨基酸、小肽、嘌呤、嘧啶、维生素、生物素以及一些生物活性物质，能减轻细胞代谢负担，促进外源蛋白表达。
如果酵母膏和蛋白胨是以流加的方式添加时，存在一种非常有趣的代谢机制：当流加培养基中只有酵母膏时，重组蛋白不稳定；而当流加培养基中只有蛋白胨时，大肠杆菌难以再利用其所产生的乙酸。
发酵工艺
发酵工艺1.发酵温度要求：第一次发酵温度在55℃以上维持5到7天，杀死大部分寄生虫和有害菌，即达到无害化处理标准。
每3天左右翻堆一次，这有利于透气、散热、腐熟均匀。
发酵7到10天后，温度降到50℃以下时，要进行第二次发酵，加入HM菌种。
菌种量为堆肥的千分之二，水分控制在50%左右。
可以抓一把鸡粪在手里，握紧成团，手心潮湿，指缝间无水渗出，说明水分合适。
将堆肥与菌种搅拌均匀，在发酵平台上继续发酵。
第二次发酵时温度要控制在50℃以下，经过10-20天的后熟阶段，堆肥内温度下降到40℃以下，这时堆肥就达到了腐熟标准。
用静态方式生产的生物有机肥，就可在田地作基肥或追肥使用了。
来自勤加缘网：2.总的原则是，一般发酵要求55-65%的含水量，也就是手捏物料能成团，指缝见水但不滴水，松手落地即散，含水太多或太少均对发酵不利。
自然堆放，其时间以不超过两个月为宜，新鲜粪便发酵效果优于老粪便，如陈旧粪便较多，应适当掺入新鲜粪便；若水分较大，则需提前处理，如进行固液分离或采用其他因地制宜的办法均可；有些物料，比如：果渣、醋渣、酿造废渣、糠醛渣，因其中富含有多种有机酸、无机酸，PH值偏低，应提前用生石灰将PH 值调至7-8左右。
辅料一般可用干燥、无霉变、颗粒大小适宜的秸秆粉、米糠、锯末、蘑菇渣等，能粉碎的尽量粉碎，不便粉碎的应切成1-5㎝的小段，越细小越好，发酵越快。
其次，场地选择：夏天应选择通风、阴凉处作发酵场地；冬天则选择背风、向阳处、或在室内进行。
一次堆料一般不少于4方，高度70—80厘米，环境温度15-20度以上为好，如冬天或阴雨天温度过低应设法升温。
注意用草帘等可透气覆盖物遮盖。
一般物料会在48小时内升至50-60℃以上，即可开始翻倒，翻倒后物料温度会进一步快速上升，如果堆温超过65℃，则应再次翻倒，翻倒时应将外面及底部物料翻入堆中。
翻倒时注意通气，可用5—10厘米尖头棒在堆内打孔。
当持续翻倒3-4次后，物料已无任何粪便原臭味，反而有淡淡的氨味和生物发酵后的芳香味，堆内布满大量白色菌丝，表明发酵完成。
发酵工艺流程
发酵工艺流程一、概述发酵是将一种物质转化为另一种物质的生物化学过程，通过微生物（如细菌、酵母菌等）的作用，将有机物质转化为有用的代谢产物。
发酵工艺流程是指在发酵过程中所需的各项步骤和操作。
本文将详细介绍发酵工艺流程的各个方面。
二、发酵工艺流程的步骤1. 发酵菌种的培养发酵菌种是发酵工艺中的关键环节，它直接影响到发酵的效率和产物质量。
发酵菌种的培养过程一般包括以下几个步骤：•选取菌种：根据发酵产物的要求，选择合适的发酵菌种。
•菌种接种：将菌种接种到培养基中，培养基可以是液体培养基或固体培养基。
•菌种培养：通过适当的温度、pH值和营养物质等条件控制，促进菌种的生长和繁殖。
2. 发酵罐的准备与清洗发酵罐是进行发酵的容器，一般由不锈钢制成。
在发酵前，需要对发酵罐进行准备和清洗工作，包括以下步骤：•清洗罐体：使用合适的清洗剂对罐体进行清洗，去除表面的杂质和有机物。
•消毒罐体：使用高温蒸汽或化学消毒剂对罐体进行消毒，杀灭可能存在的有害微生物。
•罐体调整：调整发酵罐的温度、pH值和通气等条件，为发酵过程做好准备。
3. 发酵过程的控制与调节在发酵过程中，需要对一系列条件进行控制和调节，以保证发酵的顺利进行和产物质量的稳定。
这些条件包括：•温度控制：通过加热、冷却等方式控制发酵罐内的温度，保持适宜的生长温度。
•pH值控制：通过添加酸或碱等调节剂，控制发酵液的pH值，维持适宜的酸碱度。
•通气控制：通过调节通气量和通气速度，控制发酵液中的氧气浓度，提供充足的氧气供给。
4. 发酵液的采样与分析在发酵过程中，需要定期对发酵液进行采样和分析，以了解发酵的进程和产物的含量。
发酵液的采样和分析包括以下几个步骤：•采样：使用无菌器具从发酵罐中取出一定量的发酵液样品。
•处理：处理采样样品，去除杂质并使其适合后续的分析操作。
•分析：采用适当的分析方法，对发酵液中的营养物质、产物和微生物进行定量或定性分析。
5. 发酵过程的结束与收尾当发酵达到预定的终点条件时，发酵过程需要结束与收尾。
菌种的发酵工艺
菌种的发酵工艺哎呀，说到菌种发酵，这事儿可真不是一两句能说清的。
你知道吗，这玩意儿其实跟咱们平常做面包、酿酒差不多，就是让那些小菌菌们在温暖舒适的环境中，好好地吃吃喝喝，然后它们就会“噗噗”地冒出一堆泡泡，这就是发酵啦。
记得有一回，我在家自己试着做酸奶。
对，就是那种超市里卖的小罐子酸奶，酸酸甜甜的，挺开胃。
我心想，这玩意儿自己做应该不难吧，不就是牛奶加点菌种嘛。
于是我就上网搜了搜，买了点菌种，准备大干一场。
首先，得把牛奶加热到四十度左右，这个温度得控制好，太高了菌种就烫死了，太低了又发不起来。
我小心翼翼地把牛奶倒进锅里，一边加热一边用温度计盯着，生怕一不小心就过头了。
嘿，这牛奶加热起来，那香味儿，真是让人忍不住想喝一口。
牛奶热好了，我就把菌种倒进去，然后搅拌均匀。
这菌种看起来就像干草一样，一放进去，牛奶就变得有点浑浊了。
接下来，就是把它们放进一个温暖的地方，让它们慢慢发酵。
我找了一个泡沫箱子，里面铺上厚厚的毛巾，把装牛奶的容器放进去，再盖上几层毛巾，就这样，我开始了等待。
你别说，这等待的过程还挺煎熬的。
我每隔一会儿就去摸摸泡沫箱子，看看温度怎么样，生怕它们冷了或者热了。
有时候，我甚至能听到里面“咕嘟咕嘟”的声音，那是菌种在工作呢。
大概过了十几个小时，我打开泡沫箱子，一股酸酸的味道扑鼻而来。
我小心翼翼地打开容器，看到牛奶已经凝固成了酸奶的样子，表面还有一层薄薄的水，那是乳清。
我用勺子挖了一口，嗯，味道还不错，虽然比不上超市买的那么细腻，但也算是成功了。
这次做酸奶的经历，让我对菌种发酵有了更深的理解。
这不仅仅是一个科学过程，更是一种等待的艺术。
你得有耐心，得细心，还得有点冒险精神，因为你永远不知道，这些小菌菌们最后会给你带来什么样的惊喜。
所以啊，下次当你喝酸奶或者吃面包的时候，不妨想想，这些美味背后，可是有着一群辛勤工作的菌种呢。
它们虽然看不见，但却是我们生活中不可或缺的一部分。
这就是菌种发酵的魅力，简单却又不平凡。
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第一章绪论第一节概述工业发酵是利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的一门现代工业，而现代发酵工程则是指直接把微生物(或动植物细胞)应用于工业生产的一种技术体系，是在化学工程中结合了微生物特点的一门学科。
因而发酵工程有时也称作微生物工程。
在本章中，我们将对发酵的基本概念，工业上常用的微生物及其生长代谢特性，以及发酵工程原理作—简单介绍。
一、基本概念1，发酵一词的来源发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。
英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。
沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。
在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。
我们现在所指的发酵早已赋予了不同的含义。
发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化，是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成，以取得能量来维持生命活动的过程。
发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。
实际上，发酵也是呼吸作用的一种，只不过呼吸作用最终生成CO2和水，而发酵最终是获得各种不同的代谢产物。
因而，现代对发酵的定义应该是：通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。
2，发酵的定义（1）狭义“发酵”的定义在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳。
同时获得能量，丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。
（2）广义“发酵”的定义工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。
产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
3，发酵工程（Fermentation Engineering）的定义应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。
二、发酵的特点发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。
其主要特点如下：1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。
2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。
微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。
基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
3，发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。
4，由于生物体本身所具有的反应机制，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地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。
5，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。
如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。
因而维持无菌条件是发酵成败的关键。
6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
7，工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显著的经济效益。
基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。
和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。
除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。
三、发酵的类型根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型：1，按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及废水发酵等类型。
2，按发酵产物来区分：如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵等。
3，按发酵形式来区分，则有：固态发酵和深层液体发酵。
4，按发酵工艺流程区分则有：分批发酵、连续发酵和流加发酵。
5，按发酵过程中对氧的不同需求来分，一般可分为：厌氧发酵和通风发酵两大类型。
四、发酵过程的组成部分1，发酵过程的组成除某些转化过程外，典型的发酵过程可以划分成六个基本组成部分：（1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定；（2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；（3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产的容器中；（4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；（5）产物萃取和精制；（6）过程中排出的废弃物的处理。
六个部分之间的关系如图所示。
研究和发展计划，总是围绕着就逐步改善发酵的全面效益而进行的。
在建立发酵过程以前，首先要分离出产生菌，并改良菌种，使所产生的产物符合工业要求。
然后测定培养的需求，设计包括提取过程在内的工厂。
以后的发展计划，包括连续不断的改良菌种、培养基和提取过程2，发酵过程示意图典型的发酵过程示意图3，发酵生产的条件（1）某种适宜的微生物（2）保证或控制微生物进行代谢的各种条件（培养基组成，温度，溶氧pH等）（3）进行微生物发酵的设备（4）提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法和设备五，发酵工业范围1，酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等)2，食品工业(酱、酱油、醋、腐乳、面包、酸乳等)3，有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等)4，抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等)5，有机酸发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等)6，酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等)7，氨基酸发酵工业(谷氨酸，赖氨酸等)8，核苷酸类物质发酵工业(肌苷酸、肌苷等)9，维生素发酵工业(维生素C、维生素B等)10，生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等)11，微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白等)12，微生物环境净化工业(利用微生物处理废水、污水等)13，生物能工业(沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等，能源物质)14，微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等)第二节发酵产品的类型工业上的发酵产品，有四个主要类别：1，以菌体为产品；2，以微生物的酶为产品；3，以微生物的代谢产物为产品；4，将一个化合物经过发酵改造化学结构------生物转化过程。
这些过程的发展史，将在稍后予以讨论，但首先要对四类产品作简要的叙述。
一、菌体工业生产的微生物体，可分为二种。
一种是供制备面包用的酵母；另一种是作为人类或动物的食物的微生物细胞（单细胞蛋白质）。
早在1900年时，面包酵母已经形成大生产的规模。
作为人类食物的酵母生产，则是在第一次世界大战时在德国发展起来的。
作为食用蛋白质来源的微生物细胞的生产，直到1960年才作深入的研究。
二、微生物的酶工业上，曾由植物、动物和微生物生产酶。
微生物的酶可以用发酵技术大量生产，是其最大的优点。
而且与植物或动物相比，改进微生物的生产能力也方便得多。
微生物的酶主要应用于食品及其有关工业中。
酶的生产是受到微生物本身严格控制。
为改进酶的生产能力可以改变这些控制，如在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。
近半人世纪以来，提纯结晶的酶制剂已在百种以上。
例如，广泛用于食品加工、纤维脱浆、葡萄糖生产的淀粉酶就是一种最常用的酶制剂，其他如可用于澄清果汁、精炼植物纤维的果胶酶，以及在皮革加工，饲料添加剂等方面用途广泛的蛋白酶等，都是在工业和医药上十分重要的酶制剂。
此外，还有一些在医疗上作为诊断试剂或分析试剂用的特殊晦制剂也在深入研究和应用。
三、微生物代谢产物微生物的生长过程，可分为几个阶段。
向培养基中接种菌种后，并不立即开始生长，可能是个适应时期，这个阶段称为延缓期。
然后细胞的生长率逐渐增加，而达到最大生长率，并成为一个常数，这时称为对数成长期。
接着细胞生长停滞进入所谓稳定期。
随后，活细胞数下降，培养液进入死亡期。
除以动力学描述微生物的生长外，还可以按生长曲线中不同时期所产生的产物来分期。
在对数生长期中，所产生的产物，主要是供给细胞生长的物质，入氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。
这些产物称为初级代谢产物。
能产生这些物质的生长阶段（相当于对数期）称为营养期（Trophophase）。
利用发酵生产的许多初级代谢产物，具有重大的经济意义，列表总结于下表中。
野生型的微生物所产生的初级代谢产物，只限于微生物本身的需要。
工业微生物学家的任务是改良野生型微生物并改善培养条件，以增进这些化合物的生产能力。
微生物的初级代谢产物及其在工业上的用途初级代谢产物用途乙醇柠檬酸丙酮和丁醇谷氨酸赖氨酸核苷酸多糖维生素含酒精饮料中的活性成份与石油混合后，可作为汽车的燃料食品工业与化学工业中多种用途溶剂调味品食品添加剂调味品食品工业提高油类回收率食品添加剂有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物，并不在营养期时出现，而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响。
这些化合物称为次级代谢产物。
这个生长期（相当于稳定期）则称为分化期。
只有在继续培养过程中，细胞处于不生长或缓慢生长状态时，才能实现次级代谢。
这一点是十分重要的。
因此，推断微生物在天然环境中，是以相对低的速率生长的；即在自然界中，是以分化期，而不是以营养期占优势。
这是微生物在培养过程中的另一个特性。
从图中可见到次级代谢产物是由初级代谢的中间体和产物合成而得。
图中的初级代谢途径是极大多数微生物的常见途径。
各种次级代谢产物，只是极少数几个微生物种才能合成的。
图中的次级代谢产物是由众多微生物所产生。
当然，并不是所有微生物都能进行次级代谢。
通常，丝状菌、真菌以及产芽孢的细菌都能进行次级代谢，而肠道细菌则都不能。
次级代谢与初级代谢的微生物在分类学上的分布截然不同。
产生菌细胞在产生次级代谢时的生理学规律，曾经是重要的讨论主题。
由于次级代谢产物在工业上的重要性，促使人们对微生物的注意力超过了它们的产物。
许多次级代谢物具有抗微生物活性，另一些则是某一特定酶的抑制剂、生长促进剂或具有特殊药理作用。
和初级代谢物一样，许多次级代谢产物的生产形成多种形式的发酵过程。
野生型微生物只能产生浓度很低的次级代谢物。
它们的生物合成受到诱导、降解物的阻遏和反馈系统的控制。
四、转化过程1，定义生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似，但在经济上更有价值的化合物。
转化反应是催化脱氢、氧化、羟化、缩合、脱羧、氨化、脱氨化或同分异构作用。
生物的转化反应比用特定的化学试剂有更多的优点。