發(fā)酵工程 考點

1、.發(fā)酵工程概念采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微 生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種新技術(shù)。發(fā)酵歷史：天然發(fā)酵階段、純培養(yǎng)技術(shù)的建立、通氣攪拌發(fā)酵技術(shù)、代謝發(fā)酵控制技術(shù)、開 拓發(fā)酵新原料、基因工程階段；3、流程：菌種、活化、擴大、種子、發(fā)酵、分離、產(chǎn)品；.微生物發(fā)酵的基本特征.微生物發(fā)酵過程是一個典型的化工過程質(zhì)量的傳遞氧的供給、代謝物的排泄等熱量的傳遞微生物呼吸產(chǎn)熱，微生物生長于代謝需要穩(wěn)定的而嚴(yán)格的溫度條件。動量的傳遞涉及到攪拌軸功率的計算，他與溶氧、氣液混合的關(guān)系微生物的反應(yīng)工程涉及到微生物的生長動力學(xué)模型的建立，產(chǎn)物生成動力學(xué)模 型的建立。.微

2、生物發(fā)酵過程是一個典型的代謝控制發(fā)酵從微生物發(fā)酵的歷史角度看，最早的微生物發(fā)酵是一個自然發(fā)酵過程，現(xiàn)代微生物 工業(yè)通常是指微生物的代謝控制發(fā)酵？定義：是指利用生物的、物里的、化學(xué)的方法，人為的改變了微生物的生長代謝途 徑，使之合成、積累、分泌我們所需要的產(chǎn)品的過程。3,微生物發(fā)酵工業(yè)又是一個有別于化工過程的一個工業(yè)，有以下幾個特征：反應(yīng)條件溫和通常由于微生物的生理特性，要求溫度為30-40pH值中性偏酸性酵母、霉菌、放線菌等pH值中性偏堿性細菌的發(fā)酵無菌發(fā)酵非連續(xù)性生產(chǎn)微生物的生理特性決定了發(fā)酵過程的非連續(xù)性一可實現(xiàn)部分連續(xù)一啤酒、酒精 代謝控制發(fā)酵定義：是指利用生物的、物里的、化學(xué)的方法，人

3、為的改變了微生物的生長代 謝途徑，使之合成、積累、分泌我們所需要的產(chǎn)品的過程。8 .轉(zhuǎn)基因的逃逸：轉(zhuǎn)基因逃逸就是轉(zhuǎn)入基因向野生近源物種流動。逃逸的途徑主要有兩種-第一種是轉(zhuǎn)基因植物腐爛后DNA殘留被近源植物、微生物所捕獲，而具有了某種特性（轉(zhuǎn) 基因特性）。-第二種途徑：轉(zhuǎn)基因植物花粉的飄飛。.純種分離的方法有劃線分離法、稀釋分離法。.選擇性富集選擇性富集是通過一定的方式使樣本中一種或一群微生物數(shù)量上的增加而利于分離的一種 技術(shù)。.工業(yè)菌種育種的方法誘變、基因轉(zhuǎn)移、基因重組.營養(yǎng)缺陷型是指通過誘變而產(chǎn)生的缺乏合成某些營養(yǎng)物質(zhì)如氨基酸、維生素和堿基等的能力，必須 在其基本培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的營養(yǎng)成分

4、才能正常生長的變異株。（與營養(yǎng)缺陷型對應(yīng)的是野 生型）能滿足野生型菌株正常生長的培養(yǎng)基稱基本培養(yǎng)基(MM)；在基本培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的營養(yǎng)成分的稱補充培養(yǎng)基(SM)；能滿足各種營養(yǎng)缺陷型生長的稱完全培養(yǎng)基(CM),如牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)基、麥芽汁 培養(yǎng)基等。篩選營養(yǎng)缺陷型的步驟：誘變、淘汰野生型、檢出缺陷型(原理：在固體基本培養(yǎng)基和完 全培養(yǎng)基上，生長情況完全不同，缺陷型在CM上生長良好，而在MM上則不生長，野生 型都能生長。具體方法：影印法、點種法、夾層法)、確定生長譜培養(yǎng)基：霉菌類-叉氏一Czapek；放線菌的Waksman；大腸桿菌的Gray等；酵母菌為wort agar1L代謝調(diào)控的類型1、

5、誘導(dǎo)或叫去阻遏2、碳分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)：是分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)最普遍的模式3、氮分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)4、磷、硫的調(diào)節(jié)5、反饋調(diào)節(jié).葡萄糖效應(yīng)酶的生成被易分解碳源所阻遏，此稱葡萄糖效應(yīng).“組成型”突變突變可以消除酶合成對誘導(dǎo)物的依賴，這種突變稱之為“組成型”突變轉(zhuǎn)化是指受體細胞直接攝取供體細胞游離的DNA片段，將其同源部分進行堿基配對，組合 到自己的基因中，從而獲得供體細胞的某些遺傳性狀。(指以細菌質(zhì)粒為載體，將外源基因 導(dǎo)入受體細胞的過程).轉(zhuǎn)染和感染利用噬菌體DNA作為載體時可經(jīng)兩種方式導(dǎo)入受體菌。一種是感染，即在體外將噬菌體DNA包裝成病毒顆粒，然后使其感染受體菌。另一種方式是轉(zhuǎn)染，即在DNA連接酶

6、作用下使噬菌體DNA環(huán)化，再象重組質(zhì)粒一樣地 轉(zhuǎn)化進受體菌但習(xí)慣上常把以噬菌體DNA為載體構(gòu)建成的重組子導(dǎo)入細胞的過程統(tǒng)稱為轉(zhuǎn) 染。.發(fā)酵對無菌空氣的要求：無菌，無灰塵，無雜質(zhì)，無水，無油，正壓等幾項指標(biāo)；發(fā)酵對無菌空氣的無菌程度要求:只要在發(fā)酵過程中不因無菌空氣染菌，而造成損失即可。.空氣除菌輻射殺菌；熱殺菌；靜電除菌；過濾除菌8、測量體積溶氧系數(shù)的方法：亞硫酸鹽氧化法：用銅離子作為催化劑，溶解在水中的氧能立即氧化其中的亞硫酸根 離子，使之成為硫酸根離子溶氧電極法：復(fù)膜電極法：分為極譜型和原電池型；（主要由兩個金屬電極、電解質(zhì)、塑料薄膜組成） 極譜型需加一定外界電壓，而原電池型不需外界加電壓

7、；陰極：。2 + 2H2。+ 4e 40H ；陽極：Pb - 2e Pb；可在發(fā)酵過程中測定溶氧、耗氧速率等，目前較常用的方法；極譜法：溶液加入0.8V的電壓時，陰極溶解氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)被消耗，因此陰極表 面和溶液主體間存在一個氧的濃度差，溶解氧擴散到陰極參加反應(yīng)，形成擴散電流;/電動機加料口攪拌器/ / pH檢測及控制裝置 rcoI排氣口1冷卻水出口冷卻水進口放料口培養(yǎng)基一無菌空氣發(fā)酵罐：承擔(dān)產(chǎn)物的生產(chǎn)任務(wù)它必須能夠提供微生物生命活動和代謝所要求的條件，并便于操作和控制，保證工藝條件的 實現(xiàn)，從而獲得高產(chǎn)。影響培養(yǎng)基滅菌的因素pH值的影響培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基中的顆粒物質(zhì)呼吸強度：單位質(zhì)量的干菌

8、體在單位時間內(nèi)所吸取的氧量，Q02，表示微生物的 絕對耗氧量。耗氧速率（攝氧率）：單位體積培養(yǎng)液在單位時間內(nèi)的吸氧量，F(xiàn)oCIP系統(tǒng)、是clean in place的簡稱，意即內(nèi)部清洗系統(tǒng)。CIP循環(huán)單位設(shè)在酒庫內(nèi)，包括微型 開關(guān)（控制清洗液的進出）、控制盤、CIP供應(yīng)泵、污水泵、水箱。CIP清洗程序：（1）預(yù)沖洗：在罐底的沉渣放了一半之后進行，每次預(yù)沖洗時間為30秒，進行10次，是通過回轉(zhuǎn)噴嘴進行的。（2）堿液清洗：清洗劑為一種氯化了的堿性洗滌劑，其總堿度在3000 mg/L一3300 mg/L之間，用這種堿液循環(huán)17mins。CIP控制溫度為32度(3)清水沖洗4分及30秒的噴水清洗(4)堿液噴洗15分鐘-條件同(2)(5)用清水沖洗。(6)最后用酸性水沖洗循環(huán)，以中和殘留物的堿性，放走洗滌水使罐保持弱酸狀態(tài)。至此完成了全部清洗過程。微生物對氧的需求：好氧微生物只有在溶氧存在時，才能進行生長、繁殖等生命活動；兼性厭氧微生物如酵母、 乳酸菌等在有氧或無氧條