发酵工程期末复习知识点

初级代谢产物：是指微生物处于对数生长期所形成的产物，主要是与细胞生长有关的产物，如氨基酸、核酸、蛋白质、糖类以及与能量代谢有关的副产物。

次级代谢产物：是指生物生长到一定阶段后通过次级代谢合成的分子结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是该生物生长和繁殖所必需的小分子物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。

接种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间

接种量：是指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比例。

生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源

生理碱性物质：若菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源

前体：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高

富集培养：指从微生物混合群开始，对特定种的数量比例不断增高而引向纯培养的一种培养方法。富集培养主要根据的碳源、氮源、pH、温度、和需氧量等生理因素控制。

生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质

发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

临界氧：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度

培养基：是供微生物、植物组织和动物组织生长和维持用的人工配制的养料

分批发酵：在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。即一次性投料，一次性收获产品的发酵方式。

连续发酵：又称连续流动培养或开放型培养，即培养基料液连续输入发酵罐，并同时放出含有产品的发酵液的培养方法。

原生质体融合：指通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。

诱导：凡是促进酶生物合成的现象

阻遏：凡是阻碍酶生物合成的现象

杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。

1.菌种保藏的原理和方法

菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平，缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于“休眠”状态，抑制其繁殖能力。

一种好的保藏方法，首先应能长期保持菌种原有的优良性状不变。

菌种保藏的方法很多，一般有下面几种：蒸馏水悬浮法（最简单），斜面冰箱保藏法、沙土管保藏法（干燥载体保藏）、石蜡油封存法（矿物油中浸没保藏）、真空冷冻干燥保藏法、液氮超低温保藏法。

2.培养基的分类

培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型

按纯度

合成培养基: 原料其化学成分明确、稳定适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化

规律培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产天然培养基: 采用天然原料，原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适于工业化生产。原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性

按状态

固体培养基:适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产

半固体培养基:琼脂，一般用量为0.5%～0.8% ,主要用于微生物的鉴定（运动性，噬菌体校价，厌氧菌保藏）。

液体培养基:80%～90%是水，其中配有可溶性的或不溶性的营养成分（大规模工业发酵）按用途（从发酵生产应用考虑）

孢子（斜面）培养基：营养不能太丰富，以免影响孢子的生成。

种子培养基：为了获得大量的孢子或菌丝体，故培养基营养要合适，总浓度不宜过高（溶氧），氮源可略多。最后一级种子培养基成分尽可能与发酵培养基接近。

发酵培养基：考虑菌体生长和产物合成，在菌体能忍受条件下，浓度越高越好，当浓度过高时，可采用流加。

3.碳源、氮源种类

速效碳源（快糖）：葡萄糖等；迟效碳源（慢糖）：玉米粉等；无机氮源（速效氮源）：种类：氨盐、硝酸盐和氨水。这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。

有机氮源（迟效氮源）：成分复杂，①可溶性蛋白、生长因子（生物素）、苯乙酸②较多的乳酸③硫、磷、微量元素等

4.影响种子、孢子质量的因素

影响种子质量的因素：孢子的质量、培养条件（a. 温度b. 湿度c. 通气量）、斜面冷藏时间、培养基、种龄、接种量

影响孢子质量的因素：培养基、培养条件（温度、湿度）、培养时间和冷藏时间、接种量

5.初级、次级代谢产物的调节

初级和次级代谢产物在遗传控制、合成时期、合成途径等方面是存在差异的，因而获得发酵产物过量生产的方法也不同。初级代谢系统、代谢途径和初级代谢产物在各类生物中基本相同，初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小，因此，简单改变环境条件是无法影响其产物的表达。1.酶活性的调节（激活，抑制）2.酶合成的调节（诱导，阻遏）3.能量负荷调节）

次级代谢产物合成远离初级代谢的主要途径，微生物细胞对其合成控制较弱，因此，改变环境条件易于影响其产物的表达。

次级代谢产物的调节

1）添加前体：在合成途径已基本清楚的前提下，向发酵培养基中补加前体是增加次级代谢产物的有效方

2）营养期与分化期的关系

产物的形成，是从培养基中某些成分被耗竭时开始的，易利用的糖、氨或者磷酸盐的消失，导致次级代谢物的阻遏作用的解除。

3）加入诱导物：在抗生素生产中，可添加诱导物增加抗生素的产量。

4）反馈调节：青霉素的生物合成受L-赖氨酸的反馈抑制，因而向培养基中添加α-氨基已二酸，可减少赖氨酸的抑制作用