




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
第一節(jié)概述一、發(fā)酵工程微生物工程:自催化過(guò)程完整的工業(yè)體系目前一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(一)發(fā)酵的定義1、傳統(tǒng)發(fā)酵
最初發(fā)酵是用來(lái)描述酵母菌作用于果汁或麥芽汁產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象,或者是指酒的生產(chǎn)過(guò)程。目前二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2、生化和生理學(xué)意義的發(fā)酵指微生物在無(wú)氧條件下,分解各種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式,或者更嚴(yán)格地說(shuō),發(fā)酵是以有機(jī)物作為電子受體的氧化還原產(chǎn)能反應(yīng)。如葡萄糖在無(wú)氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出CO2。目前三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)3、工業(yè)上的發(fā)酵
泛指利用微生物制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過(guò)程,包括:1.厭氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過(guò)程,如酒精,乳酸等。2.通氣(有氧)培養(yǎng)的生產(chǎn)過(guò)程,如抗生素、氨基酸、酶制劑等。產(chǎn)品有細(xì)胞代謝產(chǎn)物,也包括菌體細(xì)胞、酶等。目前四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)發(fā)酵工業(yè)定義:是指利用生物的生命活動(dòng)產(chǎn)生的酶,無(wú)機(jī)或有機(jī)原料進(jìn)行酶加工,獲得產(chǎn)品的工業(yè)。目前五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵食品有機(jī)酸氨基酸核酸類物質(zhì)酶制劑醫(yī)藥工業(yè)(抗生素…)飼料工業(yè)(單細(xì)胞蛋白環(huán)境工程(廢物處理)其它(冶金工業(yè)…)抗生素、生物制藥、氨基酸、核苷酸、有機(jī)酸、飼料添加劑、微生態(tài)制劑、生物農(nóng)藥、生物肥料等(1)傳統(tǒng)生物技術(shù)目前六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(2)現(xiàn)代生物技術(shù)基因工程菌發(fā)酵目前七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、發(fā)酵類型
1、微生物菌體發(fā)酵定義:是以獲得具有多種用途的微生物菌體細(xì)胞為目的的產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè),包括單細(xì)胞的酵母和藻類、擔(dān)子菌,生物防治的蘇云金桿菌以及人、畜防治疾病用的疫苗等。藥用微生物制劑等。目前八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)特點(diǎn):細(xì)胞的生長(zhǎng)與產(chǎn)物積累成平行關(guān)系,生長(zhǎng)速率最大時(shí)期也是產(chǎn)物合成速率最高階段,生長(zhǎng)穩(wěn)定期產(chǎn)量最高。目前九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2、微生物的酶目前的酶多數(shù)來(lái)源于微生物發(fā)酵醫(yī)用酶制劑的生產(chǎn)醫(yī)藥工業(yè)用酶酶的特點(diǎn):易于工業(yè)化生產(chǎn),便于改善工藝提高產(chǎn)量。生物合成特點(diǎn):需要誘導(dǎo)作用,或遭受阻遏、抑制等調(diào)控作用的影響,在菌種選育、培養(yǎng)基配制以及發(fā)酵條件等方面需給予注意。目前十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)3、微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵包括初級(jí)代謝產(chǎn)物、中間代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期形成的產(chǎn)物是細(xì)胞自身生長(zhǎng)所必需的,稱為初級(jí)代謝產(chǎn)物或中間代謝產(chǎn)物。各種次級(jí)代謝產(chǎn)物都是在微生物生長(zhǎng)緩慢或停止生長(zhǎng)時(shí)期即穩(wěn)定期所產(chǎn)生的,來(lái)自于中間代謝產(chǎn)物和初級(jí)代謝產(chǎn)物。目前十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1,3-丙二醇兩步發(fā)酵法糖甘油1,3-丙二醇酵母伯氏肺炎桿菌、丁酸梭菌等目前十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)4、微生物的生物轉(zhuǎn)化定義:是利用生物細(xì)胞對(duì)一些化合物某一特定部位(基團(tuán))的作用,使它轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相類似但具有更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化合物。最終產(chǎn)物是由微生物細(xì)胞的酶或酶系對(duì)底物某一特定部位進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成的。目前十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥物的分類(一)抗生素類9000種微生物發(fā)酵占70%。有價(jià)值的抗生素,幾乎全部由微生物生產(chǎn)抗細(xì)菌,病毒,真菌,腫瘤,原蟲(chóng),寄生蟲(chóng)等目前十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)氨基酸類單個(gè)氨基酸制劑:復(fù)方氨基酸制劑:
微生物發(fā)酵法:酶轉(zhuǎn)化法黃色短桿菌合成賴氨酸的途徑目前十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(三)核苷酸類肌苷酸,肌苷,AMP,ATP,輔酶等目前十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(四)維生素類維生素C的原料藥2-酮基-古龍酸,維生素A的前體B-類胡蘿卜素,維生素D2的前體麥角甾醇,維生素B2,B12等目前十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(四)甾體類激素甾體類激素的生產(chǎn)過(guò)程中,一些特異反應(yīng)需借助微生物的反應(yīng)。目前十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(五)治療酶及酶抑制劑藥用酶酶抑制劑目前二十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)四、發(fā)酵工程制藥特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)(1)菌種是根本(2)理論產(chǎn)量存在“生物學(xué)變量”(3)常溫常壓下反應(yīng),安全,條件簡(jiǎn)單(4)純種培養(yǎng),防污染(5)可制備復(fù)雜高分子化合物(6)分子水平,定向發(fā)酵,組合生物合成等(7)發(fā)酵工業(yè)成本低目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)菌種選育自然界選種、誘變育種、基因工程、細(xì)胞工程培養(yǎng)基配制根據(jù)培養(yǎng)基的配制原則制備,實(shí)踐中需多次試驗(yàn)配方滅菌殺滅雜菌(胞體、孢子及芽孢)擴(kuò)大培養(yǎng)和接種發(fā)酵過(guò)程(中心階段)檢測(cè)進(jìn)程,滿足營(yíng)養(yǎng)需要;嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、轉(zhuǎn)速等分離純化菌體:過(guò)濾、沉淀;代謝產(chǎn)物:蒸餾、萃取、離子交換發(fā)酵工程基本流程目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵的基本過(guò)程發(fā)酵的基本過(guò)程:菌種種子制備發(fā)酵預(yù)處理提取精制目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)典型發(fā)酵過(guò)程目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)第二節(jié)、發(fā)酵工程中的微生物一、常見(jiàn)的藥用微生物發(fā)酵工程所利用的微生物主要是細(xì)菌、放線菌,酵母菌和霉菌細(xì)菌放線菌目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(一)細(xì)菌主要生產(chǎn)氨基酸,核苷酸,維生素等目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)放線菌產(chǎn)抗生素最多的一類微生物另外生產(chǎn)B12,酶,甾體轉(zhuǎn)化抗生素是次級(jí)代謝產(chǎn)物,需要生物體進(jìn)行復(fù)雜的代謝,目前發(fā)現(xiàn)的生物來(lái)源如下:放線菌(鏈霉素;四環(huán)素;紅霉素等)真菌(青霉素、頭孢等)一些產(chǎn)芽孢的細(xì)菌植物或動(dòng)物來(lái)源鏈霉菌目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(三)真菌抗生素維生素酶制劑有機(jī)酸等藥用真菌(大型真菌)目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.藻狀菌綱:根霉;犁頭霉2.子囊菌綱:酵母3.擔(dān)子菌綱:牛肝菌,靈芝4.半知菌綱:曲霉;青霉;頭孢酶目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、生產(chǎn)菌種的選育工業(yè)化菌種的要求1.遺傳性能要相對(duì)穩(wěn)定2.生長(zhǎng)速度快,不易感染它種微生物或噬菌體3.目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量接近理論轉(zhuǎn)化值4.目標(biāo)產(chǎn)物分泌到胞外5.盡可能減少類似物產(chǎn)量6.能夠利用廉價(jià)的原料,簡(jiǎn)單的培養(yǎng)基,大量高效地合成產(chǎn)物目前三十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)自然狀態(tài)下,堿基對(duì)發(fā)生自然突變的機(jī)率為10-8~10-9一種是我們生產(chǎn)上所不希望看到的,表現(xiàn)為菌株的衰退和生產(chǎn)質(zhì)量的下降,這種突變成為負(fù)突變。另一種是我們生產(chǎn)上希望看到的,對(duì)生產(chǎn)有利,這種突變成為正突變。(1)自然選育目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1采樣目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.分離菌株目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)自然選育操作步驟:一般習(xí)慣上將自然選育稱為菌種的分離純化。平板分離(注意形態(tài)的觀察)發(fā)酵試驗(yàn)單細(xì)胞(孢子)懸液的制備挑選單菌落禮來(lái)公司花了10年的時(shí)間從40萬(wàn)株微生物中,發(fā)現(xiàn)了三種有潛力的新抗生素。目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(2)自發(fā)突變與定向育種一定情況下,長(zhǎng)期處理微生物并移種,累積自發(fā)突變體結(jié)構(gòu)類似物:在化學(xué)和空間結(jié)構(gòu)上和代謝的中間物(終產(chǎn)物)相似,因而在代謝調(diào)節(jié)方面可以代替代謝中間物(終產(chǎn)物)的功能,但細(xì)胞不能以其作為自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。篩選抗性株,可成為高產(chǎn)株抗性突變株的篩選目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接從自然界分離得到的菌株為野生型菌株。往往低產(chǎn)甚至不產(chǎn)所需的產(chǎn)物,只有經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的人工改造才能真正用于工業(yè)生產(chǎn)菌種選育突變、體內(nèi)重組體外重組(基因工程)目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(3)誘變育種用各種物理、化學(xué)的因素人工誘發(fā)基因突變進(jìn)行的篩選,稱為誘變育種誘變劑:能夠提高生物體突變頻率的物質(zhì)稱為誘變劑誘變劑物理:紫外線,快中子化學(xué):硫酸二乙酯,亞硝基胍,5-Br-U{目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)物理誘變劑:紫外線、X-射線、γ-射線,快中子;目前使用得最方便而且十分有效的是紫外線。許多高產(chǎn)菌株的選育都用過(guò)紫外線,對(duì)于一般實(shí)驗(yàn)室、中小型工廠都適用,也很安全。化學(xué)誘變劑:堿基類似物、5-氟尿嘧啶、烷化劑等。使用最多、最有效的是烷化劑。大多數(shù)情況下,就突變數(shù)量而言,要比電離輻射更有效目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)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)分離和篩選篩選的方法隨機(jī)篩選形態(tài)理性化篩選目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(4)雜交育種通過(guò)有性生殖進(jìn)行目前四十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(5)原生質(zhì)體融合兩個(gè)細(xì)胞融合1.原生質(zhì)體融合的一般程序去細(xì)胞壁融合篩選2.酶溶菌酶,纖維素酶,蝸牛酶目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)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:點(diǎn)突變、易錯(cuò)PCR、同序法DNAShuffling等(6)基因重組進(jìn)化育種目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)錯(cuò)位PCR目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)基本步驟(1)用DNaseI消化功能相同的一組基因片段(A),從而產(chǎn)生隨機(jī)小片段(B)。(2)經(jīng)提純后,用無(wú)引物(經(jīng)變性后可互為引物)的類似PCR反應(yīng)重新裝配這些小片段成完整長(zhǎng)度的重組基因片段(C),在裝記過(guò)程中被證明有低水平點(diǎn)突變產(chǎn)生。3)克隆并選擇正突變體(D),并將正突變體的重組基因片段作新一輪的體外重組。目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)化速度進(jìn)化對(duì)象進(jìn)化周期影響對(duì)象突變效率常規(guī)定向進(jìn)化緩慢進(jìn)化整個(gè)基因組多年完整基因組低DNAShuffling快速進(jìn)化特定基因/操縱子/病毒幾天部分基因組高DNAShuffling與常規(guī)定向進(jìn)化的比較目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)從產(chǎn)物形成的生理生化途徑著手,進(jìn)行有的放矢的篩選。如結(jié)構(gòu)類似物抗性、營(yíng)養(yǎng)缺陷型等,篩選而產(chǎn)生的這些特性,稱為遺傳標(biāo)記。1.自身耐藥突變株2.結(jié)構(gòu)類似物或前體類似物的耐受突變株3.營(yíng)養(yǎng)缺陷及其回復(fù)突變株篩選目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)飽浸含某種指示劑的固體培養(yǎng)基的濾紙片變色圈指示劑直接摻入或噴灑固體培養(yǎng)基,菌落周圍形成變色圈。如淀粉的平皿上噴上稀碘液固體培養(yǎng)基中滲入溶解性差、可被特定菌利用的營(yíng)養(yǎng)成分,造成不透明的培養(yǎng)基背景。菌落利用此物質(zhì)形成透明圈。利用一些有特別營(yíng)養(yǎng)要求的微生物作為工具菌,如待篩選菌具有該營(yíng)養(yǎng)物的前體轉(zhuǎn)化成營(yíng)養(yǎng)物能力,工具菌就能圍繞該菌生長(zhǎng)待篩選的菌株能分泌產(chǎn)生某些能抑制工具菌生長(zhǎng)的物質(zhì)目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、菌種保藏在生產(chǎn)發(fā)酵中,具有高產(chǎn)有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的某一期待代謝產(chǎn)物主能力的微生物菌種的保存和長(zhǎng)期保藏,對(duì)于一成功的工業(yè)發(fā)酵過(guò)程極為重要。斜面低溫法:短期保存石蠟油封存法:中期保存沙土管:產(chǎn)孢子和芽孢的麩皮保存法:產(chǎn)孢子的霉菌和放線菌,工廠用甘油懸液法:基因工程菌目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)凍干保藏:最廣泛使用的方法。大部分菌種可以在凍干狀態(tài)下保藏10年之久。且經(jīng)凍干后的菌株無(wú)需進(jìn)行冷凍保藏,便于運(yùn)輸液氮法:最為有效,保藏15年以上,宿主保藏法:活細(xì)胞內(nèi)寄生的微生物目前五十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)第三節(jié)、發(fā)酵設(shè)備及消毒滅菌一、發(fā)酵設(shè)備目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵罐是發(fā)酵工程中最重要的設(shè)備之一
一個(gè)優(yōu)良的培養(yǎng)裝置應(yīng)具有:嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)良好的液體混合性能高的傳質(zhì)和傳熱速率靈敏的檢測(cè)和控制儀表目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1、攪拌釜式反應(yīng)器:目前使用
最廣泛的發(fā)酵反應(yīng)器目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐1)適宜的徑高比,罐身較長(zhǎng),氧利用率較高2)能耐受一定的壓力3)攪拌通風(fēng)裝置4)足夠的冷卻面積5)罐內(nèi)要減少死角6)攪拌器的軸封要嚴(yán)密,以減少泄露目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)罐體:培養(yǎng)微生物的巨大容器,密閉式的,在發(fā)酵過(guò)程中要保持一定的罐壓,通常滅菌的壓力約為2.5×105Pa形狀,圓柱形,兩端橢圓形,受力均勻,減少死角,物料容易排除,高度與直徑比1.7-4:1,有力空氣利用率目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)攪拌器檔板克服攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)液體產(chǎn)生的渦流,將徑向流動(dòng)改變?yōu)檩S向流動(dòng),促使液體激烈翻動(dòng),增加溶氧速率消泡器鋸齒式、梳狀式及孔板式裝于攪拌軸上,齒面略高于液面直徑罐徑的0.8~0.9目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)罐體表面各種裝置:
中大型發(fā)酵罐裝有供維修、清洗的入孔罐頂裝有窺鏡和孔燈,在其內(nèi)面裝有壓縮空氣或蒸汽吹管罐頂接管:進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣管、接種管、壓力表接管罐身接管:冷卻水進(jìn)出管、空氣進(jìn)管、溫度計(jì)管和測(cè)控儀器接口目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)發(fā)酵輔助設(shè)備無(wú)菌空氣系統(tǒng):過(guò)濾除菌(使用活性炭,石棉濾板,多孔合成樹(shù)脂等)滅菌系統(tǒng)發(fā)酵車間的管道閥門等目前六十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵對(duì)無(wú)菌空氣的要求是:無(wú)菌,無(wú)灰塵,無(wú)雜質(zhì),無(wú)水,無(wú)油,正壓等幾項(xiàng)指標(biāo);發(fā)酵對(duì)無(wú)菌空氣的無(wú)菌程度要求是:只要在發(fā)酵過(guò)程中不因無(wú)菌空氣染菌,而造成損失即可。在工程設(shè)計(jì)中一般要求1000次使用周期中只允許有一個(gè)菌通過(guò),即經(jīng)過(guò)濾后空氣的無(wú)菌程度為N=10-3
目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)高空取氣管是遠(yuǎn)離地面幾十米的管子。地面附近空氣中所含的微生物和灰塵等均比高空空氣中含的多,每升高10米,空氣中雜菌可降低一個(gè)數(shù)量級(jí)因此從高空取氣要比從低空取氣有利得多。
目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)油水分離器其內(nèi)部同時(shí)采用直接攔截,慣性碰撞,布朗擴(kuò)散及凝聚等機(jī)理,能有效地去除空氣中的水、油霧、塵埃,內(nèi)部不銹鋼絲網(wǎng)可清洗,使用壽命長(zhǎng)。目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)
發(fā)酵車間的空氣過(guò)濾器目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、培養(yǎng)基和滅菌(一)培養(yǎng)基C源:N源:無(wú)機(jī)鹽:前體,促進(jìn)劑,抑制劑目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.培養(yǎng)基的類型孢子培養(yǎng)基:一般用固體培養(yǎng)基,N源不能豐富如:小米或麩皮培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基:速效的C,N源,與發(fā)酵培養(yǎng)基過(guò)渡發(fā)酵培養(yǎng)基:遲效與速效的C,N源搭配,加前體等目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)滅菌方法1.空罐滅菌:高壓水蒸氣,消滅死角當(dāng)培養(yǎng)基(或物料)尚未進(jìn)罐前對(duì)罐進(jìn)行預(yù)先滅菌蒸汽下進(jìn)上出目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.實(shí)罐滅菌:效果最好,121度,30-50分鐘三路進(jìn)汽:直接蒸汽從通風(fēng)、取樣和出料口進(jìn)入罐內(nèi)直接加熱,直到所規(guī)定的溫度,并維持一定的時(shí)間。目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.連續(xù)滅菌:營(yíng)養(yǎng)破壞最少,128-138度,8-12分鐘。目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵的流程空氣空氣凈化處理保藏菌種斜面活化擴(kuò)大培養(yǎng)種子罐主發(fā)酵碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滅菌產(chǎn)物分離純化成品目前七十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、種子的制備種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后,再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng),最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。谷氨酸生產(chǎn)的種子制備斜面菌種→一級(jí)種子培養(yǎng)→二級(jí)種子培養(yǎng)→發(fā)酵目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1、斜面培養(yǎng)基:蛋白胨1%,牛肉膏1%,氯化鈉0.5培養(yǎng)基特點(diǎn):有利于菌體的生長(zhǎng),原料比較精細(xì)培養(yǎng)條件:32℃,生長(zhǎng)18-24小時(shí)生長(zhǎng)斜面要求:生長(zhǎng)良好,所使用斜面連續(xù)傳代不超過(guò)3次目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.一級(jí)種子(搖瓶)培養(yǎng)條件:于1000ml三角瓶中,裝液200-250ml,32℃培養(yǎng)12h培養(yǎng)基:葡萄糖2%,尿素0.5%,玉米漿2.5%,K2HPO40.1%培養(yǎng)基特點(diǎn):有利于菌體的生長(zhǎng),所使用的原料已經(jīng)基本接近于發(fā)酵培養(yǎng)基目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.二級(jí)種子(種子罐)培養(yǎng)條件:在種子罐中培養(yǎng)(容積為發(fā)酵罐的1%(10%)),32℃培養(yǎng)7-10個(gè)小時(shí)培養(yǎng)基:和一級(jí)種子相似,其中葡萄糖用水解糖代替,濃度為2.5%培養(yǎng)基的特點(diǎn):長(zhǎng)菌體,更接近于發(fā)酵培養(yǎng)基目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室階段:不用種子罐,所用的設(shè)備為培養(yǎng)箱、搖床等實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)設(shè)備,在工廠這些培養(yǎng)過(guò)程一般都在菌種室完成,因此現(xiàn)象地將這些培養(yǎng)過(guò)程稱為實(shí)驗(yàn)室階段的種子培養(yǎng)。生產(chǎn)車間階段:種子培養(yǎng)在種子罐里面進(jìn)行,一般在工程歸為發(fā)酵車間管理,因此形象地稱這些培養(yǎng)過(guò)程為生產(chǎn)車間階段。種子制備的過(guò)程目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、微生物的發(fā)酵方式分批培養(yǎng)補(bǔ)料分批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)一、分批發(fā)酵
簡(jiǎn)單的過(guò)程,培養(yǎng)基中接入菌種以后,沒(méi)有物料的加入和取出,除了空氣的通入和排氣。整個(gè)過(guò)程中菌的濃度、營(yíng)養(yǎng)成分的濃度和產(chǎn)物濃度等參數(shù)都隨時(shí)間變化。優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單,周期短,染菌機(jī)會(huì)少,生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量容易掌握缺點(diǎn)產(chǎn)率低,不適于測(cè)定動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)分批培養(yǎng)中微生物的生長(zhǎng)遲滯期對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期穩(wěn)定期死亡期目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)遲滯期,菌體沒(méi)有分裂只有生長(zhǎng)。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的與細(xì)胞分裂相關(guān)的物質(zhì)濃度達(dá)到一定程度,細(xì)胞開(kāi)始分裂,這時(shí)細(xì)胞生長(zhǎng)很快。隨著細(xì)胞生長(zhǎng),培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)物減少,廢物積累,導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)速率下降,進(jìn)入減速期和穩(wěn)定期。最后當(dāng)細(xì)胞死亡速率大于生成速率,進(jìn)入死亡期對(duì)于初級(jí)代謝產(chǎn)物,在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期初期就開(kāi)始合成并積累,而次級(jí)代謝產(chǎn)物則在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期和穩(wěn)定期大量合成。目前八十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)二、補(bǔ)料分批培養(yǎng)在分批培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)入新鮮的料液,以克服營(yíng)養(yǎng)不足而導(dǎo)致的發(fā)酵過(guò)早結(jié)束的缺點(diǎn)。在此過(guò)程中只有料液的加入沒(méi)有料液的取出,所以發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵液體積比發(fā)酵開(kāi)始時(shí)有所增加。在工廠的實(shí)際生產(chǎn)中采用這種方法很多目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)補(bǔ)料分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)在這樣一種系統(tǒng)中可以維持低的基質(zhì)濃度,避免快速利用碳源的阻遏效應(yīng);可以通過(guò)補(bǔ)料控制達(dá)到最佳的生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成條件;還可以利用計(jì)算機(jī)控制合理的補(bǔ)料速率,穩(wěn)定最佳生產(chǎn)工藝。缺點(diǎn)由于沒(méi)有物料取出,產(chǎn)物的積累最終導(dǎo)致比生產(chǎn)速率的下降。由于有物料的加入增加了染菌機(jī)會(huì)目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、半連續(xù)培養(yǎng)補(bǔ)料分批培養(yǎng)基礎(chǔ)上,加上間歇放掉部分發(fā)酵液進(jìn)入下游提取的操作方式。某些品種采取這種方式,如四環(huán)素發(fā)酵優(yōu)點(diǎn)放掉部分發(fā)酵液,再補(bǔ)入部分料液,使代謝有害物得以稀釋有利于產(chǎn)物合成,提高了總產(chǎn)量。缺點(diǎn)代謝產(chǎn)生的前體物被稀釋,提取的總體積增大目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)四、連續(xù)培養(yǎng)發(fā)酵過(guò)程中一邊補(bǔ)入新鮮料液一邊放出等量的發(fā)酵液,使發(fā)酵罐內(nèi)的體積維持恒定。達(dá)到穩(wěn)態(tài)后,整個(gè)過(guò)程中菌的濃度,產(chǎn)物濃度,限制性基質(zhì)濃度都是恒定的。目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.罐式連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)液以一定的流速不斷地流加到帶機(jī)械攪拌的發(fā)酵罐中,與罐內(nèi)發(fā)酵液充分混合,同時(shí)帶有細(xì)胞和產(chǎn)物的發(fā)酵液又以同樣流速連續(xù)流出。如果用一個(gè)裝置將流出的發(fā)酵液中部分細(xì)胞返回發(fā)酵罐,就構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)。目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.管式連續(xù)發(fā)酵發(fā)酵液通過(guò)沒(méi)有混返的管狀反應(yīng)器向前流動(dòng)管道的形式有多種,如直線形、S形、蛇形管等。培養(yǎng)液和從種子罐來(lái)的種子不斷流入管道發(fā)酵器內(nèi),使微生物在其中生長(zhǎng)。這種連續(xù)發(fā)酵的方法主要用于厭氧發(fā)酵。如在管道中用隔板加以分隔,每一個(gè)分隔等于一臺(tái)發(fā)酵罐,就相當(dāng)于多罐串聯(lián)的連續(xù)發(fā)酵。
目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):控制稀釋速率可以使發(fā)酵過(guò)程最優(yōu)化。發(fā)酵周期長(zhǎng),得到高的產(chǎn)量。通過(guò)改變稀釋速率可以比較容易的研究菌生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)缺點(diǎn):菌種不穩(wěn)定的話,長(zhǎng)期連續(xù)培養(yǎng)會(huì)引起菌種退化,降低產(chǎn)量。長(zhǎng)時(shí)間補(bǔ)料染菌機(jī)會(huì)大大增加。目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)揮菌種的最大生產(chǎn)潛力考慮之點(diǎn)菌種本身的代謝特點(diǎn),生長(zhǎng)速率、呼吸強(qiáng)度、營(yíng)養(yǎng)要求(酶系統(tǒng))、代謝速率菌代謝與環(huán)境的相關(guān)性,溫度、pH、滲透壓、離子強(qiáng)度、溶氧濃度、剪切力等目前九十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、發(fā)酵過(guò)程中的中間分析項(xiàng)目目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(一)產(chǎn)量發(fā)酵液中發(fā)酵產(chǎn)物的積累,以發(fā)酵單位表示化學(xué)測(cè)定法:簡(jiǎn)單,但受結(jié)構(gòu)類似物的影響,發(fā)酵過(guò)程中采用。生物測(cè)定法:麻煩,人為誤差大。發(fā)酵終點(diǎn)采用目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)PHpH與微生物的生命活動(dòng)密切相關(guān)-酶催化活性pH的變化又是微生物代謝狀況的綜合反映-基質(zhì)代謝、產(chǎn)物合成、細(xì)胞狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)狀況、供氧狀況目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(三)糖糖的消耗反映產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)繁殖情況;反映產(chǎn)物合成的活力菌體生長(zhǎng)旺盛糖耗一定快,殘?zhí)且簿徒档偷每焱ㄟ^(guò)糖含量的測(cè)定,可以控制菌體生長(zhǎng)速率,可控制補(bǔ)糖來(lái)調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)產(chǎn)物合成,不致于盲目補(bǔ)糖,造成發(fā)酵不正常。目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)糖含量測(cè)定包括總糖和還原糖??偺侵赴l(fā)酵液中殘留的各種糖的總量。如發(fā)酵中的淀粉、飴糖、單糖等各種糖。還原糖指含有自由醛基的單糖,通常指的是葡萄糖。目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(四)氨基氮氨基氮指有機(jī)氮中的氮氮利用快慢可分析出菌體生長(zhǎng)情況,含氮產(chǎn)物合成情況。但是氮源太多會(huì)促使菌體大量生長(zhǎng)。有些產(chǎn)物合成受到過(guò)量銨離子的抑制,因此必須控制適量的氮。通過(guò)氨基氮和氨氮的分析可控制發(fā)酵過(guò)程,適時(shí)采取補(bǔ)氨措施。發(fā)酵后期氨基氮回升,這時(shí)就要放罐,否則影響提取過(guò)程。目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(五)菌絲形態(tài)目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)四、發(fā)酵過(guò)程的影響因素及控制發(fā)酵過(guò)程控制是發(fā)酵的重要部分同樣的菌種,同樣的培養(yǎng)基在不同工廠,不同批次會(huì)得到不同的結(jié)果,可見(jiàn)發(fā)酵過(guò)程的影響因素是復(fù)雜的,比如設(shè)備的差別、水的差別、培養(yǎng)基滅菌的差別,菌種保藏時(shí)間的長(zhǎng)短,發(fā)酵過(guò)程的細(xì)微差別都會(huì)引起微生物代謝的不同。了解和掌握分析發(fā)酵過(guò)程的一般方法對(duì)于控制代謝是十分必要的目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(一)菌體濃度的影響及控制菌體濃度反應(yīng)菌體細(xì)胞數(shù)和勝利特性結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生物,分裂所需時(shí)間越長(zhǎng)發(fā)酵中菌液需控制在合理濃度中,過(guò)高,營(yíng)養(yǎng)消耗過(guò)快,有毒廢物積累,改變菌體代謝途徑,影響溶氧;過(guò)低,產(chǎn)率下降依靠調(diào)節(jié)培養(yǎng)基和補(bǔ)料控制菌體濃度目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(二)培養(yǎng)基的影響及其控制1.碳源葡萄糖速效碳源,生長(zhǎng)菌體淀粉等遲效碳源,發(fā)酵次級(jí)代謝產(chǎn)物一般在發(fā)酵中后期為保證產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物,有意使菌體處于半饑餓狀態(tài),在營(yíng)養(yǎng)限制的條件下,維持產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物的速率在較高水平。目前一百頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.氮源氨基酸,玉米漿等速效氮源,生長(zhǎng)菌體豆餅等遲效氮源,發(fā)酵次級(jí)代謝產(chǎn)物氮源太多會(huì)促使菌體大量生長(zhǎng)。有些產(chǎn)物合成受到過(guò)量銨離子的抑制,因此必須控制適量的氮。目前一百零一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.磷酸鹽和微量元素微生物體內(nèi)磷含量較高,培養(yǎng)基中以磷酸鹽為主,發(fā)酵中用來(lái)計(jì)算磷含量的是磷酸根抗生素對(duì)磷酸鹽濃度很敏感生長(zhǎng)濃度:0.32-300M生產(chǎn)濃度:1.0M采用生長(zhǎng)亞適量磷酸鹽濃度目前一百零二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)4.補(bǔ)料補(bǔ)基質(zhì)和前體中途補(bǔ)料,豐富培養(yǎng)基,避免菌體過(guò)早衰老,控制PH,改善通氣等通常在生長(zhǎng)旺盛期后期,發(fā)酵液泡沫位下降,這時(shí)耗氧大,溶氧水平接近臨界點(diǎn)補(bǔ)料少量多次目前一百零三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(三)溫度的影響及其控制1、溫度影響反應(yīng)速率發(fā)酵過(guò)程的反應(yīng)速率實(shí)際是酶反應(yīng)速率,酶反應(yīng)有一個(gè)最適溫度。另外,溫度影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)2、溫度影響發(fā)酵方向四環(huán)素產(chǎn)生菌金色鏈霉菌同時(shí)產(chǎn)生金霉素和四環(huán)素,當(dāng)溫度低于30C時(shí),這種菌合成金霉素能力較強(qiáng);溫度提高,合成四環(huán)素的比例也提高,溫度達(dá)到35C時(shí),金霉素的合成幾乎停止,只產(chǎn)生四環(huán)素。目前一百零四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.影響發(fā)酵溫度變化的因素(1)生物熱微生物進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生的熱比厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱多。(2)攪拌熱(3)蒸發(fā)熱通氣時(shí),引起發(fā)酵液的水分蒸發(fā),水分蒸發(fā)所需的熱量叫蒸發(fā)熱(4)輻射熱發(fā)酵罐內(nèi)溫度與環(huán)境溫度不同,發(fā)酵液中有部分熱通過(guò)罐體向外輻射。目前一百零五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.溫度的選擇與控制(1)最適溫度的選擇嗜冷菌適應(yīng)于0~26度生長(zhǎng),嗜溫菌適應(yīng)于15~43度生長(zhǎng),嗜熱菌適應(yīng)于37~65度生長(zhǎng),嗜高溫菌適應(yīng)于65度以上生長(zhǎng)最適生長(zhǎng)溫度,最適生產(chǎn)(發(fā)酵)溫度目前一百零六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵前期要盡快達(dá)到大量的菌體,取稍高的溫度,促使菌的呼吸與代謝,使菌生長(zhǎng)迅速;中期菌量已達(dá)到合成產(chǎn)物的最適量,發(fā)酵需要延長(zhǎng)中期,從而提高產(chǎn)量,因此中期溫度要稍低一些,可以推遲衰老。因?yàn)樵谏缘蜏囟认掳被岷铣傻鞍踪|(zhì)和核酸的正常途徑關(guān)閉得比較嚴(yán)密有利于產(chǎn)物合成。發(fā)酵后期,產(chǎn)物合成能力降低,提高溫度,刺激產(chǎn)物合成到放罐。如四環(huán)素生長(zhǎng)階段28C,合成期26C后期再升溫;黑曲霉生長(zhǎng)37C,產(chǎn)糖化酶32~34C。但也有的菌種產(chǎn)物形成比生長(zhǎng)溫度高。如谷氨酸產(chǎn)生菌生長(zhǎng)30~32C,產(chǎn)酸34~37C。目前一百零七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(2)溫度的控制冷卻水目前一百零八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(四)pH的影響及其控制pH與微生物的生命活動(dòng)密切相關(guān)——酶催化活性pH的變化又是微生物代謝狀況的綜合反映——基質(zhì)代謝、產(chǎn)物合成、細(xì)胞狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)狀況、供氧狀況通過(guò)觀察pH變化規(guī)律可以了解發(fā)酵的正常與否目前一百零九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1、發(fā)酵過(guò)程的pH控制發(fā)酵過(guò)程中pH是不斷變化的,通過(guò)觀察pH變化規(guī)律可以了解發(fā)酵的正常與否2、產(chǎn)物形成某些產(chǎn)物本身呈酸性或堿性,使發(fā)酵液pH變化。如有機(jī)酸類產(chǎn)生使pH下降,紅霉素、潔霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性,使pH上升。3、菌體自溶,pH上升,發(fā)酵后期,pH上升目前一百一十頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)實(shí)例:pH對(duì)林可霉素發(fā)酵的影響林可霉素發(fā)酵開(kāi)始,葡萄糖轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸類中間產(chǎn)物,發(fā)酵液pH下降,待有機(jī)酸被生產(chǎn)菌利用,pH上升。若不及時(shí)補(bǔ)糖、(NH4)2SO4或酸,發(fā)酵液pH可迅速升到8.0以上,阻礙或抑制某些酶系,使林可霉素增長(zhǎng)緩慢,甚至停止。對(duì)照罐發(fā)酵66小時(shí)pH達(dá)7.93,以后維持在8.0以上至115小時(shí),菌絲濃度降低,NH2-N升高,發(fā)酵不再繼續(xù)。發(fā)酵15小時(shí)左右,pH值可以從消后的6.5左右下降到5.3,調(diào)節(jié)這一段的pH值至7.0左右,以后自控pH,可提高發(fā)酵單位。目前一百一十一頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)發(fā)酵過(guò)程pH變化的原因
(1)糖代謝:特別是快速利用的糖,分解成小分子酸、醇,使pH下降。糖缺乏,pH上升,是補(bǔ)料的標(biāo)志之一(2)氮代謝:當(dāng)氨基酸中的-NH2被利用后pH會(huì)下降;尿素被分解成NH3,pH上升,NH3利用后pH下降,當(dāng)碳源不足時(shí)氮源當(dāng)碳源利用pH上升。(3)生理酸堿性物質(zhì)利用后pH會(huì)上升或下降目前一百一十二頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.調(diào)節(jié)好基礎(chǔ)料的pH?;A(chǔ)料中若含有玉米漿,pH呈酸性,必須調(diào)節(jié)pH。若要控制消后pH在6.0,消前pH往往要調(diào)到6.5-6.82.在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì),如CaCO3,或具有緩沖能力的試劑,如磷酸緩沖液等3.通過(guò)補(bǔ)料調(diào)節(jié)pH4.當(dāng)補(bǔ)料與調(diào)pH發(fā)生矛盾時(shí),加酸堿調(diào)pH目前一百一十三頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(五)溶氧的影響及其控制溶氧(DO)是需氧微生物生長(zhǎng)所必需。在發(fā)酵過(guò)程中有多方面的限制因素,而溶氧往往是最易成為控制因素。供氧不足,代謝異常通氣,攪拌目前一百一十四頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.溶氧的影響在28℃氧在發(fā)酵液中的100%的空氣飽和濃度只有0.25M左右,比糖的溶解度小7000倍。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期即使發(fā)酵液中的溶氧能達(dá)到100%空氣飽和度,若此時(shí)中止供氧,發(fā)酵液中溶氧可在幾秒(分)鐘之內(nèi)便耗竭,使溶氧成為限制因素目前一百一十五頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.發(fā)酵過(guò)程的溶氧變化發(fā)酵初期,生產(chǎn)菌大量繁殖,需氧,溶氧下降過(guò)了生長(zhǎng)階段,需氧減少,溶氧上升發(fā)酵中后期,分批發(fā)酵的溶氧不變生產(chǎn)后期,菌體衰老,溶氧上升溶氧異常變化:目前一百一十六頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.溶氧濃度的控制通氣,攪拌補(bǔ)料目前一百一十七頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(六)CO2的影響及控制CO2是微生物代謝產(chǎn)物,溶解在發(fā)酵液中的CO2對(duì)發(fā)酵有刺激或抑制作用CO2和HCO3影響膜的結(jié)構(gòu)CO2使PH下降影響菌體的呼吸速率等CO2對(duì)產(chǎn)物抑制,則降低濃度,對(duì)產(chǎn)物促進(jìn),則增加濃度降低通氣攪拌,則增加CO2在發(fā)酵液中溶解度目前一百一十八頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(七)發(fā)酵過(guò)程泡沫的形成與控制發(fā)酵過(guò)程起泡的利弊:氣體分散、增加氣液接觸面積,但過(guò)多的泡沫是有害的泡沫產(chǎn)生的原因(1)通氣攪拌的強(qiáng)烈程度:通氣大、攪拌強(qiáng)烈可使泡沫增多,因此在發(fā)酵前期由于培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分消耗少,培養(yǎng)基成分豐富,易起泡。應(yīng)先開(kāi)小通氣量,再逐步加大。攪拌轉(zhuǎn)速也如此。也可在基礎(chǔ)料中加入消泡劑。目前一百一十九頁(yè)\總數(shù)一百二十八頁(yè)\編于十四點(diǎn)(2)培養(yǎng)基配比與原料組成:培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富,黏度大,產(chǎn)生泡沫多而持久,前期難開(kāi)攪拌(3)菌種、種子質(zhì)量和接種量:菌種質(zhì)量好,生長(zhǎng)速度快,可溶性氮源較快被利用,泡沫產(chǎn)生幾率也就少。菌種生長(zhǎng)慢的可以加大接種量(4
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年大學(xué)試題(大學(xué)選修課)-TRIZ創(chuàng)新方法歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年大學(xué)試題(醫(yī)學(xué))-行為醫(yī)學(xué)歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年大學(xué)試題(醫(yī)學(xué))-動(dòng)物醫(yī)學(xué)歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年大學(xué)試題(體育科學(xué))-體能訓(xùn)練歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年國(guó)家開(kāi)放大學(xué)(電大)-國(guó)家開(kāi)放大學(xué)(個(gè)人理財(cái))歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年衛(wèi)生資格(中初級(jí))-主管藥師歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型題)
- 2025年醫(yī)學(xué)高級(jí)職稱-全科醫(yī)學(xué)(醫(yī)學(xué)高級(jí))歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型題)
- 2025年保險(xiǎn)考試-財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)(核保與理賠)考試歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年企業(yè)文化企業(yè)建設(shè)知識(shí)競(jìng)賽-中建安裝商務(wù)人員知識(shí)競(jìng)賽歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 2025年專升本考試-專升本考試(社會(huì)中介組織管理)歷年參考題庫(kù)含答案解析(5套典型考題)
- 醫(yī)學(xué)會(huì)當(dāng)選委員主委副主任委員感言發(fā)言稿
- 2024城市濱水空間設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
- 巨人通力電梯NOVA GKE調(diào)試說(shuō)明書(shū)故障代碼GPN15 GVN15-GKE - 51668093D01-2022
- 廣東深圳航空招聘筆試題庫(kù)2024
- 2024連續(xù)油管技術(shù)規(guī)范
- 2024版專升本宣講課件完整版
- 因式分解(分組分解法)練習(xí)100題及答案
- 泛血管疾病抗栓治療中國(guó)專家共識(shí)(2024版)
- DL-T5159-2012電力工程物探技術(shù)規(guī)程
- 2024廣東東莞市橋頭實(shí)業(yè)投資控股有限公司招聘筆試參考題庫(kù)附帶答案詳解
- 頭孢他啶的毒理學(xué)研究
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論