發(fā)酵工程復(fù)習(xí)

1、1. 發(fā)酵工程概念：發(fā)酵工程 是生物技術(shù)的重要組成和基礎(chǔ)，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。它將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程的基本原理有機(jī)結(jié)合起來(lái)，廣泛而深入地揭示了發(fā)酵過(guò)程的本質(zhì)。狹義的發(fā)酵概念：微生物培養(yǎng)和代謝過(guò)程。廣義的概念：生物學(xué)( ( 微生物學(xué)、生物化學(xué)) ) 和工程學(xué)( ( 化學(xué)工程) ) 結(jié)合。2. 發(fā)酵工程的應(yīng)用： 在食品工業(yè)中的應(yīng)用：食品加工、發(fā)酵乳制品、調(diào)味品 、食品添加劑、檢驗(yàn) 在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用 ：抗生素、 氨基酸、維生素、甾體激素、生物制品、治療用酶 在輕工業(yè)中的應(yīng)用：各類酶（糖酶、蛋白酶、果膠酶、脂肪酶等、酶抑制劑）在化工能源中的應(yīng)用：醇及溶劑，有機(jī)酸，多糖，清潔能源在農(nóng)

2、業(yè)中的應(yīng)用：生物農(nóng)藥，生物除草劑、增產(chǎn)劑，食用菌在環(huán)境保護(hù)中的作用 在細(xì)菌冶金中的應(yīng)用 在高技術(shù)研究中的應(yīng)用 3. 微生物代謝產(chǎn)物類型：包括初級(jí)代謝產(chǎn)物、中間代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物。4. 發(fā)酵方法的類別：根據(jù)對(duì)氧的需要區(qū)分：厭氧和有氧發(fā)酵 根據(jù)培養(yǎng)基物理性狀區(qū)分：液體和固體發(fā)酵 根據(jù)從微生物生長(zhǎng)特性區(qū)分：分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵 按發(fā)酵原料來(lái)區(qū)分：糖類物質(zhì)發(fā)酵、石油發(fā)酵、廢水發(fā)酵5. 發(fā)酵生產(chǎn)的條件： 某種適宜的微生物 保證或控制微生物進(jìn)行代謝的各種條件 進(jìn)行微生物發(fā)酵的設(shè)備 提取菌體或代謝產(chǎn)物并精制成產(chǎn)品的方法和設(shè)備6. 組成典型的發(fā)酵過(guò)程可以劃分成六個(gè)基本組成部分： （1

3、）繁殖種子和發(fā)酵生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基組份設(shè)定； （2 ）培養(yǎng)基、發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的滅菌；  （3）培養(yǎng)出有活性、適量的純種，接種入生產(chǎn)的容器中； （4 ）微生物在最適合于產(chǎn)物生長(zhǎng)的條件下，在發(fā)酵罐中生長(zhǎng)； （5）產(chǎn)物萃取和精制；  （6）過(guò)程中排出的廢棄物的處理。7. 決定微生物工程工業(yè)生產(chǎn)水平的三個(gè)要素：生產(chǎn)菌種的性能、發(fā)酵及提純工藝條件、生產(chǎn)設(shè)備。8. 工業(yè)微生物菌種的基本要求： 1. 菌種生長(zhǎng)繁殖能力強(qiáng)，能夠在較短的發(fā)酵周期內(nèi)產(chǎn)生大量有價(jià)值的發(fā)酵產(chǎn)物，因?yàn)楦弋a(chǎn)菌株的運(yùn)用可以在不增加投資的情況下大幅度提高生產(chǎn)能力。 2. 菌種的發(fā)酵培養(yǎng)基應(yīng)該

4、價(jià)格低廉、來(lái)源充足、被轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的效率高。3. 菌種發(fā)酵后，非目標(biāo)代謝產(chǎn)物少，而且產(chǎn)品應(yīng)相對(duì)容易分離。4. 菌種的培養(yǎng)條件易于控制，并具有抗噬菌體感染的能力。 5. 菌種的遺傳特性穩(wěn)定，不易變異和退化，這樣才能保證發(fā)酵過(guò)程長(zhǎng)期、穩(wěn)定地進(jìn)行，同時(shí)有利于實(shí)施最佳的工藝控制，保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。 6. 菌種對(duì)人、動(dòng)物、植物和環(huán)境不應(yīng)該造成危害，還應(yīng)注意潛在的、慢性的、長(zhǎng)期的危害，要充分評(píng)估，嚴(yán)格防范。9. 一般菌種分離純化和篩選步驟：標(biāo)本采集 標(biāo)本材料預(yù)處理 富集培養(yǎng) 性能鑒定 菌種復(fù)篩 菌種初篩 菌種保藏10. 富集方法 定向培養(yǎng):底物 pH條件、培養(yǎng)時(shí)間 、培養(yǎng)溫度、C源、N源 .抗

5、生素等一切能提高目的微生物相對(duì)生長(zhǎng)速度的手段，培養(yǎng)（固體、液體；分批連續(xù)）后使目的微生物在種群中占優(yōu)勢(shì)。11. 高產(chǎn)菌株的篩選：這一步是采用與生產(chǎn)相近的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，通過(guò)三角瓶的容量進(jìn)行小型發(fā)酵試驗(yàn)，獲得適合于工業(yè)生產(chǎn)用菌種。還要對(duì)菌種進(jìn)行發(fā)酵性能測(cè)定，12. 施加選擇性壓力分離法：主要是利用不同種類的微生物其生長(zhǎng)繁殖對(duì)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)的要求不同，如溫度、pH、滲透壓、氧氣、碳源、氮源等，人為控制這些條件，使之利于某類或某種微生物生長(zhǎng)，而不利于其他種類微生物的生存，以達(dá)到使目的菌種占優(yōu)勢(shì)而得以快速分離純化的目的。如可以控制培養(yǎng)時(shí)的氧，可將好氧微生物和厭氧微生物分開(kāi)；通過(guò)控制溫度，可將嗜熱微生物和

6、非嗜熱微生物分開(kāi)；控制pH，可將嗜酸、嗜堿微生物分離等。在分離培養(yǎng)基中也可以加入不同的抗生素或試劑來(lái)增加選擇性。如在分離放線菌和細(xì)菌時(shí)，可加入抗真菌抗生素；分離真菌時(shí)，可加入抗細(xì)菌藥物。13. 生長(zhǎng)因子產(chǎn)生菌的分離：篩選模型：營(yíng)養(yǎng)缺陷型試驗(yàn)菌 篩選方法：利用被分離的微生物產(chǎn)物能否促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)缺陷型試驗(yàn)菌生長(zhǎng)。13. 放線菌產(chǎn)生多種抗生素（ 多種抗生素（12 000余種， 余種，60%左右來(lái)自放線菌），經(jīng)濟(jì) 左右來(lái)自放線菌），經(jīng)濟(jì)價(jià)值大。14. 育種方法 基因突變： 自然選育、誘變育種 基因重組：雜交、原生質(zhì)體融合、基因工程 基因的直接進(jìn)化：定點(diǎn)突變、易錯(cuò)PCR、同序法、 DNA Shuffling

7、等 15. 回復(fù)突變： 高產(chǎn)菌株在傳代的過(guò)程中 ， 由于自然突變導(dǎo)致高產(chǎn)性狀的丟失，生產(chǎn)性能下降 ， 這種情況我們稱為回復(fù)突變.16. 自然選育操作步驟：?jiǎn)渭?xì)胞( 孢子) )懸液的制備 平板分離 挑選單菌落( 注意形態(tài)的觀察) 發(fā)酵試驗(yàn)17. 用各種物理、化學(xué)的因素人工誘發(fā)基因突變進(jìn)行的篩選 ， 稱為誘變育種。18. 誘變育種步驟：出發(fā)菌株的選擇處理菌懸液的制備誘變處理中間培養(yǎng)分離和篩選 中間培養(yǎng)：讓變異處理后細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)幾小時(shí)，以讓細(xì)胞的遺傳物質(zhì)復(fù)制，讓細(xì)胞繁殖幾代，以得到純的變異細(xì)胞。19. 篩選營(yíng)養(yǎng)缺陷型的步驟：誘變 淘汰野生型檢出缺陷型 確定生長(zhǎng)譜 淘汰野生型方法 抗生素法：

8、野生型能在MM中生長(zhǎng)，而缺陷型不能，于是將誘變處理液在MM中培養(yǎng)短時(shí)讓野生型生長(zhǎng)，處于活化階段，而缺陷型無(wú)法生長(zhǎng)，仍處于休眠狀態(tài)。由于細(xì)菌或酵母對(duì)一些抗生素敏感，于是就相應(yīng)加入一定量的抗生素，結(jié)果活化狀態(tài)的野生型就被殺死，保存了缺陷型。一般細(xì)菌可以采用青霉素，酵母可采用制霉菌素。檢出缺陷型方法：影印法、點(diǎn)種法、夾層法20. 微生物雜交育種一般程序：選擇原始親本直接親本之間親和力鑒定雜交分離到基本培養(yǎng)基或選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選重組體重組體分析鑒定21. 常規(guī)雜交育種：原核微生物 ：接合 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)導(dǎo) 真核微生物：有性生殖 準(zhǔn)性生殖22. 原生質(zhì)體的制備主要是在高滲壓溶液中加入細(xì)胞壁分解酶，將細(xì)胞壁分離

9、剝離，結(jié)果剩下由原生質(zhì)膜包住的類似球狀的細(xì)胞，它保持原細(xì)胞的一切活性。 原生質(zhì)體融合育種步驟：1. 標(biāo)記菌株的篩選和穩(wěn)定性驗(yàn)證。 2原生質(zhì)體制備。3等量原生質(zhì)體加聚乙二醇促進(jìn)融合。 4涂布于再生培養(yǎng)基，再生出菌落。5選擇性培養(yǎng)基上劃線生長(zhǎng)，分離驗(yàn)證，挑取融合子進(jìn)一步試驗(yàn)、保藏。6 生產(chǎn)性能篩選。23 . 基因定點(diǎn)突變是指按照設(shè)計(jì)的要求，使基因的特定序列發(fā)生插入、刪除、置換和重排等變異。24. 酶分子定向進(jìn)化是模擬自然進(jìn)化過(guò)程(隨機(jī)變異和自然選擇)，在體外進(jìn)行酶基因的人工隨機(jī)突變，建立突變基因文庫(kù)，在人工控制條件的特殊環(huán)境下，定向選擇得到具有優(yōu)良催化特性的酶的突變體的技術(shù)過(guò)程。25. 易錯(cuò)PCR

10、技術(shù)(error-prone PCR)是從酶的單一基因出發(fā)，在改變反應(yīng)條件下進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)，使擴(kuò)增得到的基因出現(xiàn)堿基配對(duì)錯(cuò)誤，從而引起基因突變的技術(shù)過(guò)程。第四章1. 菌種保藏原理：主要是根據(jù)菌種的生理生化特點(diǎn)，人工創(chuàng)造條件，使孢子或菌體的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)盡量降低，以減少其變異。一般可通過(guò)保持培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分在最低水平缺氧狀態(tài)，干燥和低溫，使菌種處于 “休眠”狀態(tài) ，抑制其繁殖能力。2. 菌種保藏方法：斜面保藏法、穿刺保藏法、沙土管干燥保藏法、 真空冷凍干燥保藏法、 液氮保藏法、 懸液保藏法、低溫保藏法(普通冷凍)、超低溫冷凍保藏技術(shù)(-60-80)3. 懸液保藏法（寡營(yíng)養(yǎng)保藏）：將微生物懸浮在不含

11、養(yǎng)分的溶液中，如蒸餾水、生理鹽水中保藏。適用于絲狀真菌、酵母狀真菌及腸道科細(xì)菌。第五章1. 微生物的代謝類型：分解代謝和合成代謝。2. 酶活性的調(diào)節(jié)機(jī)制：共價(jià)修飾、別構(gòu)效應(yīng)、締合與解離、競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 共價(jià)修飾：指蛋白質(zhì)分子中的一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基與一化學(xué)基團(tuán)共價(jià)連接或解開(kāi)，使其活性改變的作用。共價(jià)修飾分可逆和不可逆兩種 別構(gòu)效應(yīng)：是指一種小分子物質(zhì)與一種蛋白質(zhì)分子發(fā)生可逆的相互作用，導(dǎo)致這種蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變這種蛋白質(zhì)與第三種分子的相互作用。3. 酶合成的調(diào)節(jié)是一種通過(guò)調(diào)節(jié)酶的合成量進(jìn)而調(diào)節(jié)代謝速率的調(diào)節(jié)機(jī)制，這是一種在基因水平上（在原核生物中主要在轉(zhuǎn)錄水平上）的代謝調(diào)節(jié)。4. 凡

12、是能促進(jìn)酶合成的調(diào)節(jié)稱為誘導(dǎo)；而能阻礙酶合成的調(diào)節(jié)稱為阻遏。5. 誘導(dǎo)劑可以是誘導(dǎo)酶的底物，也可是底物的結(jié)構(gòu)類似物. ü誘導(dǎo)劑也可以不是該酶的作用底物 ü酶的作用底物不一定有誘導(dǎo)作用6. 末端產(chǎn)物阻遏:指由某代謝途徑末端產(chǎn)物過(guò)量積累而引起的阻遏。末端產(chǎn)物阻遏在代謝調(diào)節(jié)中有重要作用，保證細(xì)胞內(nèi)各種物質(zhì)維持適當(dāng)?shù)臐舛? 分解代謝物阻遏:當(dāng)培養(yǎng)基中同時(shí)存在有多種可供利用的底物時(shí)，某些酶的合成往往被容易利用的底物所阻遏，這就是分解代謝阻遏。 阻遏作用并非快速利用的碳源（或氮源）本身作用的結(jié)果；而是其分解代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的中間代謝物引起；7. 效應(yīng)物（誘導(dǎo)物、輔阻遏物）：指一類低分子

13、質(zhì)量的信號(hào)物質(zhì)（如糖類及其衍生物、氨基酸、核苷酸等）。8. 分支生物合成途徑的調(diào)節(jié)：同工酶調(diào)節(jié)、協(xié)同反饋調(diào)節(jié)、累加反饋調(diào)節(jié)、增效反饋調(diào)節(jié)、順序反饋調(diào)節(jié)、 聯(lián)合激活或抑制調(diào)節(jié)、 酶的共價(jià)修飾9. 能荷調(diào)節(jié)： 指細(xì)胞通過(guò)改變ATP、ADP、AMP三者比例來(lái)調(diào)節(jié)其代謝活動(dòng)，也稱腺苷酸調(diào)節(jié)。10. 代謝調(diào)控 發(fā)酵條件的控制：發(fā)酵條件、使用誘導(dǎo)物、 添加生物合成的前體、培養(yǎng)基成份和濃度的控制 改變細(xì)胞透性 菌種遺傳特性的改變：營(yíng)養(yǎng)缺陷型的利用（利用營(yíng)養(yǎng)缺陷型積累分支代謝途徑中的中間產(chǎn)物或末端產(chǎn)物、從營(yíng)養(yǎng)缺陷型的回復(fù)突變株也能獲得抗反饋的突變菌株） 抗反饋調(diào)節(jié)突變株的利用（在工業(yè)上，生產(chǎn)氨基酸、嘌呤、嘧啶

14、和維生素的生產(chǎn)菌種大都是抗反饋突變株。）11.次級(jí)代謝調(diào)節(jié)方式：誘導(dǎo)調(diào)節(jié)、碳分解產(chǎn)物調(diào)節(jié)、氮分解產(chǎn)物調(diào)節(jié)、磷酸鹽調(diào)節(jié)12.代謝工程的目：在于構(gòu)建具有新的代謝途徑，能生產(chǎn)特定目的產(chǎn)物或具有過(guò)量生產(chǎn)能力的工程菌應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。代謝工程的應(yīng)用：改變代謝途徑、擴(kuò)展代謝途徑、轉(zhuǎn)移或構(gòu)建新的代謝途徑14. 微生物代謝調(diào)節(jié)的方式方式：反饋抑制、反饋?zhàn)瓒?、酶的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)、 酶的共價(jià)修飾。第六章1. 培養(yǎng)基主要成分：能源，碳源，氮源，無(wú)機(jī)鹽和微量元素，前體，促進(jìn)劑和抑制劑，水2. 常見(jiàn)的碳源：糖類、脂類、有機(jī)酸、低碳醇等3. 有機(jī)酸積累，會(huì)引起pH的下降，并影響微生物酶系統(tǒng)的作用。有機(jī)酸的利用會(huì)使pH上

15、升，尤其是有機(jī)酸鹽氧化時(shí)，常伴隨著堿性物質(zhì)的產(chǎn)生，使pH進(jìn)一步上升。4. 無(wú)機(jī)氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無(wú)機(jī)氮源叫 生理酸性物質(zhì) ，如 硫酸銨， 若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無(wú)機(jī)氮源稱為 生理堿性物質(zhì) ，如硝酸鈉。正確使用生理酸堿性物質(zhì)，對(duì)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程的pH有積極作用。 5. 前體：指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過(guò)程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。6. 促進(jìn)劑：促進(jìn)劑不是前體或營(yíng)養(yǎng)物，可影響正常代謝，或促進(jìn)中間代謝產(chǎn)物

16、的積累，或提高次級(jí)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。7. 抑制劑：抑制某些代謝途徑的進(jìn)行，同時(shí)刺激另一代謝途徑，以致可以改變微生物的代謝途徑。8. 培養(yǎng)基的類型按培養(yǎng)基成分：天然培養(yǎng)基，合成培養(yǎng)基，無(wú)血清培養(yǎng)基按用途分：孢子培養(yǎng)基（供菌種繁殖孢子）、 種子培養(yǎng)基（供孢子發(fā)芽、生長(zhǎng)和菌體繁殖）、發(fā)酵培養(yǎng)基（供菌體生長(zhǎng)、繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物）9. 預(yù)處理原因：是因?yàn)樵显谑斋@貯藏和運(yùn)輸中會(huì)混入各種夾雜物，使原料出品率降低，影響后面工序的進(jìn)行，如粉碎時(shí)會(huì)磨損機(jī)械等。10. 固體物料的篩選除雜設(shè)備：大麥粗選機(jī)，磁力除鐵器，永磁滾筒11. 粉碎機(jī)的幾種類型：錘式粉碎機(jī)、輥式粉碎機(jī)、微細(xì)超微細(xì)粉碎，12. 蒸煮目的 ：破

17、壞淀粉顆粒的外皮，使其內(nèi)容物流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，便于糖化劑作用。滅菌。13. 糊化:指淀粉與水共熱后，在一定條件下變成半透明狀膠體的現(xiàn)象。 糖化：指淀粉加水分解成甜品的過(guò)程。14. 汽液分離器作用：維持蒸煮溫度達(dá)到要求時(shí)間，使糊化 維持蒸煮溫度達(dá)到要求時(shí)間，使糊化醪煮透。第七章1. 培養(yǎng)基滅菌：是指從培養(yǎng)基中殺滅有生活能力的細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體及其孢子，或從中將其除去。2. 滅菌：用物理或化學(xué)方法殺死或除去環(huán)境中所有微生物，包括營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢和孢子。 消毒：用物理或化學(xué)方法殺死物料、容器、器皿內(nèi)外的病源微生物。3. 培養(yǎng)基滅菌的要求：達(dá)到要求的無(wú)菌程度 盡量減少營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，在滅菌過(guò)程

18、中，培養(yǎng)基組分的破壞，是由兩個(gè)基本類型的反應(yīng)引起的：培養(yǎng)基中不同營(yíng)養(yǎng)成分間的相互作用；對(duì)熱不穩(wěn)定的組分如氨基酸和維生素等的分解。4.濕熱滅菌原理：用高溫蒸汽將物料溫度升高使微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)變性而進(jìn)行滅菌。4. 微生物的熱阻：是指微生物在某一特定條件(主要是溫度和加熱方式)下的致死時(shí)間。 相對(duì)熱阻：是指某一微生物在某條件下的致死時(shí)間與另一微生物在相同條件下的致死時(shí)間的比值。5. 致死溫度(Deathtemperature)：殺死微生物的極限溫度6. 致死時(shí)間：在致死溫度下，殺死全部微生物所需的時(shí)間。 致死時(shí)間(Death Time)；在致死溫度以上，溫度愈高，致死時(shí)間愈短。微生物類型7. 某些微

19、生物對(duì)濕熱的相對(duì)熱阻（與大腸桿菌比較相對(duì)熱阻 細(xì)菌和酵母的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞 1 細(xì)菌孢子 3×10 6 霉菌孢子 2-10 病毒及噬菌體 1-5 衡量滅菌是否徹底，一般以能否殺死細(xì)菌孢子為標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗南鄬?duì)熱阻最大。（相對(duì)熱阻越高，越難殺死）8. 對(duì)數(shù)殘留定律：對(duì)微生物進(jìn)行濕熱滅菌時(shí)，培養(yǎng)基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物活菌數(shù)量成正比。- dN/dt= KN t= 2.303/K·lgN 0 /N可見(jiàn)滅菌時(shí)間取決于污染程度(N 0 )、滅菌程度（殘留菌數(shù)N）和K值滅菌程度，即殘留菌數(shù)，如果要求完全徹底滅菌，即N = 0，則t 為，上式無(wú)意義，事實(shí)上也不可能。一般取N = 0

20、.001，即1000次滅菌中有1次失敗。9 培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇 培養(yǎng)基滅菌過(guò)程中，除微生物被殺死外，還伴隨著培養(yǎng)基成分被破壞，在加熱下氨基酸、維生素等受破壞。ü培養(yǎng)基滅菌時(shí)，必須選擇既能達(dá)到滅菌目的，又能使培養(yǎng)基成分破壞減至最少的條件。 滅菌過(guò)程微生物死亡屬于一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)類型（從對(duì)數(shù)殘留定律表達(dá)式可知）。 在其它條件不變時(shí)，比死亡速率 K 與溫度的關(guān)系可用阿侖尼烏斯方程式表示。9. 影響培養(yǎng)基滅菌的因素：（1）微生物種類：不同的微生物k值不同。 （2）初始菌量：在保持N值不變的前提下，t 與初始菌量N0的對(duì)數(shù)成正比。 （3）培養(yǎng)基成份：油脂、蛋白質(zhì)增加微生物的耐熱性。 (4)傳熱

21、與混合狀況：影響受熱均勻度。 (5)培養(yǎng)基物理狀態(tài) (6)空氣排除情況 (7)pH：酸性pH下可加快微生物熱死速率10. 分批培養(yǎng)：是指將細(xì)胞和培養(yǎng)基一次性裝入反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行培炎，細(xì)胞不斷生長(zhǎng)，產(chǎn)物也不斷形成，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間反應(yīng)后，將整個(gè)反應(yīng)系取出。 流加培養(yǎng)：是指先將一定量的培養(yǎng)液裝入反應(yīng)器，在適宜條件下接種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，細(xì)胞不斷生長(zhǎng)，產(chǎn)物也不斷形成。隨著細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷消耗，新的營(yíng)養(yǎng)成分不斷補(bǔ)充至反應(yīng)器內(nèi)，使細(xì)胞進(jìn)一步生長(zhǎng)代謝。到反應(yīng)終止時(shí)，取出整個(gè)反應(yīng)系 連續(xù)培養(yǎng)：是指將細(xì)胞種子和培養(yǎng)液一起加入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，一方面新鮮培養(yǎng)液不斷加入反應(yīng)器內(nèi)，另一方面又將反應(yīng)液連續(xù)不斷地取出，反應(yīng)

22、條件處于一種恒定狀態(tài)。與分批培養(yǎng)和半連續(xù)培養(yǎng)不同，連續(xù)培養(yǎng)可以控制細(xì)胞所處的環(huán)境條件長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定。因此，可以使細(xì)胞維持在優(yōu)化狀態(tài)下，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成。10. 在發(fā)酵罐中進(jìn)行實(shí)罐滅菌，是典型的分批滅菌。全過(guò)程包括升溫、保溫、降溫三個(gè)過(guò)程。分批滅菌：將配置好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用的設(shè)備一起進(jìn)行加熱滅菌的過(guò)程，通常也稱為實(shí)罐滅菌。連續(xù)滅菌：將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時(shí)加熱、保溫和冷卻，進(jìn)行滅菌。11. 保證分批滅菌成功的要素 內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理(主要是無(wú)死角)，焊縫及軸封裝置可靠，蛇管無(wú)穿孔現(xiàn)象 壓力穩(wěn)定的蒸汽 合理的操作方法。12. 在發(fā)酵過(guò)程中夾雜其它雜菌

23、造成的后果： 生產(chǎn)菌和雜菌同時(shí)生長(zhǎng)，生產(chǎn)菌喪失生產(chǎn)能力； 在連續(xù)發(fā)酵過(guò)程中，雜菌的生長(zhǎng)速度有時(shí)會(huì)比生產(chǎn)菌生長(zhǎng)得更快，結(jié)果使發(fā)酵罐中以雜菌為主； 雜菌及其產(chǎn)生的物質(zhì)，使提取精制發(fā)生困難； 雜菌會(huì)降解目的產(chǎn)物； 雜菌會(huì)污染最終產(chǎn)品； 發(fā)酵時(shí)如污染噬菌體，可使生產(chǎn)菌發(fā)生溶菌現(xiàn)象。12. 連續(xù)滅菌設(shè)備：配料罐、連消泵、連消塔、維持罐、蛇管冷卻器等。13. 無(wú)菌空氣：是指通過(guò)除菌處理使空氣中含菌量降低在一個(gè)極低的百分?jǐn)?shù)，從而能控制發(fā)酵污染至極小機(jī)會(huì)。此種空氣稱為“ 無(wú)菌空氣”。14. 空氣除菌的方法：輻射滅菌、加熱滅菌、靜電除菌、介質(zhì)過(guò)濾15. 過(guò)濾除菌：利用有孔介質(zhì)從氣體中除去微生物。16. 過(guò)濾機(jī)理

24、：直接攔截ü慣性沖擊ü布朗擴(kuò)散ü重力沉降ü靜電吸引 氣流速度小 布朗運(yùn)動(dòng) 氣流速度中等 攔截作用 氣流速度大 慣性沖擊作用 表面過(guò)濾是攔截作用機(jī)理其作用17. 無(wú)菌空氣的制備流程：空氣 空壓機(jī) 儲(chǔ)氣罐 冷卻 除油水 加熱(空氣熱處理) 總過(guò)濾器 分過(guò)濾器 無(wú)菌空氣(空氣過(guò)濾)18. 空氣的預(yù)處理目的: 提高壓縮前空氣的潔凈度 去除壓縮后空氣中的油和水19. 粗過(guò)濾器(安裝在壓縮機(jī)前）作用：是捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮機(jī)受磨損，同時(shí)也可減輕總過(guò)濾器負(fù)荷。 常用的粗過(guò)濾器有：布袋過(guò)濾、 填料過(guò)濾 、油浴洗滌 、水霧除塵20. 空氣貯罐作用：消除空壓機(jī)排出空

25、氣量的脈動(dòng) 、維持穩(wěn)定的壓力 、分離部分油水、貯氣21. 氣液分離器作用：分離空氣中被冷凝成霧狀的水霧和油霧。22. 常用的過(guò)濾介質(zhì)：棉花、活性炭、玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維 棉花 宜選用纖維細(xì)長(zhǎng)、疏松的新棉花，未脫脂棉。因?yàn)榕f的棉花容易斷絲，脫脂棉容易吸水，會(huì)影響過(guò)濾。23. 種子擴(kuò)大培養(yǎng)：是指將保存在砂土管、冷凍干燥管、斜面試管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入斜面試管活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)放大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種的過(guò)程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。24. 種子制備的過(guò)程大致可分為：實(shí)驗(yàn)室種子制備階段、生產(chǎn)車間種子制備階段25. 作為種子的準(zhǔn)則(優(yōu)質(zhì)種子的標(biāo)準(zhǔn))： 1. 菌種細(xì)胞

26、的生長(zhǎng)活力強(qiáng)，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長(zhǎng)，遲緩期短； 2. 菌種能保持穩(wěn)定的生產(chǎn)性能，生理性狀穩(wěn)定； 3. 菌體總量及濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求； 4. 無(wú)雜菌和噬菌體污染； 5. 保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。 種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)胞或菌體、生化指標(biāo)、產(chǎn)物生成量、酶活力 種子異常分析： 菌種生長(zhǎng)速度，過(guò)快或過(guò)慢 菌絲結(jié) 菌絲粘壁27 .影響種子質(zhì)量的因素及控制： 孢子的質(zhì)量 培養(yǎng)基 培養(yǎng)條件：溫度、pH、通風(fēng)和攪拌、泡沫、染菌的控制 種齡和接種量 種子罐的級(jí)數(shù) 影響孢子質(zhì)量的因素及控制： 培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)時(shí)間和冷藏時(shí)間、接種量。28. 發(fā)酵菌種質(zhì)量的保障措施：合理的育種 選用合適的培養(yǎng)基 創(chuàng)造良好的

27、培養(yǎng)條件 控制傳代次數(shù) 利用不同類型的細(xì)胞進(jìn)行傳代 選擇合適的菌種保藏方法發(fā)酵過(guò)程參數(shù)的控制：物理參數(shù)控制、化學(xué)參數(shù)控制、間接參數(shù)控制、28. 接種量：是指移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。29. 溫度對(duì)發(fā)酵的影響：溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響、溫度對(duì)產(chǎn)物形成的影響 溫度對(duì)產(chǎn)物形成的影響： 影響發(fā)酵過(guò)程中各種反應(yīng)速率，從而影響微生物的生長(zhǎng)代謝與產(chǎn)物生成。 改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，間接影響菌的生物合成 。 影響生物合成方向 。e.g. 四環(huán)素發(fā)酵中金色鏈霉菌：T<30 ，產(chǎn)生金霉素； 產(chǎn)生金霉素；T 達(dá)35 ， 產(chǎn)生四環(huán)素 。30. 發(fā)酵熱：發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的凈熱量。 凈熱量。 J / m

28、 3 · h Q 發(fā)酵 = Q 生物 + Q 攪拌 - Q 蒸發(fā) - Q顯 Q輻射31. 產(chǎn)生菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中本身會(huì)產(chǎn)生大量的熱，此為生物熱。 影響生物熱的因素：菌株特性、培養(yǎng)基成分和濃度、發(fā)酵時(shí)期生物熱的大小還與菌體的呼吸強(qiáng)度有對(duì)應(yīng)關(guān)系。生物熱的大小與菌體呼吸強(qiáng)度有對(duì)應(yīng)關(guān)系（）32. 發(fā)酵工藝的三類主要控制參數(shù)：溫度、PH、氧32. pH對(duì)發(fā)酵的影響：（1）pH影響酶的活性。當(dāng)pH值抑制菌體某些酶的活性時(shí)使菌的新陳代謝受阻  （2）pH值影響微生物細(xì)胞膜所帶電荷的改變，從而改變細(xì)胞膜的透性，影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收及代謝物的排泄，因此影響新陳代謝的進(jìn)行   （3）pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離，從而影響微生物對(duì)這些物質(zhì)的利用  （4）p