【正文】 特別是針對基因工程產(chǎn)品和動、植物細胞培養(yǎng)的產(chǎn)品的投產(chǎn)研制新型生物反應器。按其形態(tài)分為球菌、桿菌和螺旋菌 ? 其中發(fā)酵工業(yè)中常用的為桿菌 。 15 Staphylococcus aureus 16 放線菌（ Actinomyces） 因 菌落呈放射狀而得名，大多數(shù)是腐生菌。此屬產(chǎn)抗生素的菌種有 30多種。在自然界中分布廣，存在土壤、空氣、水和生物體內(nèi)外等處，喜偏酸性環(huán)境，多數(shù)為好氧性、多腐性，少數(shù)寄生。 19 ? Some fungi produce antibiotics – Penicillin was the first antibiotic to be discovered 20 ?Aspergillus 21 ① ：擔子菌 ， 即菇類微生物 ， 其資源利用越來越受人們的重視 。 24 小球藻：繁殖能力強，利用太陽能生產(chǎn)蛋白質(zhì)，占其胞重的 50%，超過牛肉和大豆，另外還含有糖類、脂肪、維生素和礦物質(zhì)以及一種生長因子，可促進兒童的生長發(fā)育和增強體質(zhì)，用于食品或是食品添加劑。 波長在 () 107 m的紫外線 表面或空氣滅菌。一般條件為： 121℃ ， 30 min。 濕熱滅菌法 利用高溫蒸汽將物料的溫度升高使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性進行滅菌 蒸汽來源容易、潛熱大、穿透力強、滅菌效果好、操作費用低、有經(jīng)濟快速的特點 廣泛應用于生產(chǎn)設備及培養(yǎng)基的滅菌。 從上式得出： t,N之間的關系為對數(shù) t=（ ）㏒ (N0/ N) 39 式中 N/N0, 菌體存活率，而 N0/N， 為滅菌度。 （二）溫度對死亡速率常數(shù) K值的影響 ： 溫度可以影響反應速度常數(shù)。 45 細胞芽孢和熱敏性營養(yǎng)物的活化能 細 菌芽 孢和營養(yǎng)物 ⊿ E (J/mol) 細菌芽孢和營養(yǎng)物 ⊿ E(J/mol) 葉酸 維生素 B12 維生素 B1 維生素 B2 70340 96300 92114 98813 葡萄糖 嗜熱脂肪芽孢桿菌 枯草芽孢桿菌 肉毒梭菌 100488 283460 318210 343300 判斷采用高溫或是在低溫條件下殺菌是由該反應的活化能的大小決定。 48 49 ：影響滅菌的因素 ①培養(yǎng)基成分：影響微生物的耐熱性。 52 由微生物死亡動力學公式 dN/dt= － KN K=Aexp(－ ⊿ E/RT) ▽ 總 =㏑ N0/N=∫0t Aexp(－ ⊿ E/RT)dt ㏑ N0/N= ㏑ [(N0/ N1)(N1/ N2)(N2 /N)] = ㏑ (N0/ N1)+ ㏑ (N1/ N2))+ ㏑ (N2 /N) = ▽ 加 + ▽ 保 + ▽ 冷 53 在加熱或冷卻工程中 ,溫度隨時間而發(fā)生改變， ▽ 加 =∫Aexp(－ ⊿ E/RT)dt關系式復雜，積分困難，目前可用 Richards簡易算法算出。 ● 維持罐：使培養(yǎng)基溫度保持在滅菌溫度下一段時間。m。壓力與溫度的關系為 T2=T1(P2/P1)(m1)/m 式中 , T1, T2—分別是空氣壓縮前后的溫度 , K。同時設備龐大，一次性投資費用高。, 孔隙直徑 2050 181。其經(jīng)驗公式為 從式中看出 η2與微粒直徑和纖維直徑之比有關，同時與空氣流速成反比，即當氣流速度低時截流才起作用， 當微粒直徑為 1 μm,C=, μ= 105(), ρp=1000(kg/m3),則 vc= 104 df (m/s) 纖維細 ,對捕集有利 . η 2=[2(1+R) ㏑ (1+R) － (1+R)+(1 － R)1]/2(2 － ㏑ Re) 式中微粒直徑與纖維直徑的比值 R=dp/df, 氣流雷諾數(shù) Re=df ν0 ρ/ μ 69 ● 布朗擴散作用機理 布朗擴散的運動距離很短，在流速和纖維間隙大的條件下不起作用，當微粒擴散的距離 x大于微粒離纖維表面的距離，則微粒會由于布朗擴散作用的存在，增加了纖維的截流作用。表現(xiàn)在氣流速度增大，除菌效率下降。 泡沫塑料 超細纖維 77 ● 空氣冷卻過濾除菌流程 78 引起染菌的主要途徑： （ 1） 缺少正規(guī)的操作流程方案； （ 2） 使用濕的滅菌過濾器； （ 3） 冷卻盤上的銷孔的污染； （ 4） 設計不合理的空氣排放系統(tǒng)； （ 5） 不恰當?shù)丶尤肴揪挠秃拖輨? （ 6） 閥門的泄漏；密封設施不嚴密 。 除 水和油 ，保證過濾器的除菌效率（冷卻，加熱和分離器）。當氣流速度較大時，慣性撞擊起主要作用。滯留微粒的寬度區(qū)間 b與纖維 直徑的 df之比 —慣性撞擊捕集率 η1=b/df 其中 η1是慣性準數(shù) (φ） 的函數(shù)。)小于微生物粒子（ 181。 該方法已成功地應用在丙酮、丁醇、淀粉酶和 2， 3 —丁二醇的發(fā)酵生產(chǎn)。 ◎ 城市中空氣微生物的含量大于農(nóng)村和山區(qū)的 ◎ 地面空氣微生物的含量大于高空中的。6 61 . 空氣滅菌 好氧微生物在發(fā)酵過程中需氧。 一般地 ▽ 加 / ▽ 總 占 ，而 ▽ 冷 / ▽ 總 占 ，保溫階段▽ 保 / ▽ 總 占 57 二、培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌 將配置好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置輸送的同時進行加熱、保溫、和冷卻而進行滅菌。 ⑩攪拌 M失活易 50 一、間歇滅菌 （一）、間歇滅菌 又稱實罐滅菌，將配置好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐中或其它裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用的設備一起進行滅菌的過程。 46 例 1：當殺菌溫度從 120℃ 升至 150 ℃ ，試計算維生素B1的分解速率常數(shù) KB和嗜熱脂肪芽孢桿菌的死亡速率常數(shù) KS。 培養(yǎng)基中的熱滅菌既要殺死雜菌，又要保存其中的有效成分，因而研究熱對營養(yǎng)物質(zhì)的影響是十分必要的 43 （三）溫度對營養(yǎng)物質(zhì)分解破壞速率常數(shù) K’的影響 同樣是為一級反應： dC/dt=K’C 其中： C — 培養(yǎng)基內(nèi)易被破壞成分的濃度 mol/L。 認為：芽孢的死亡是漸進的。即盡可能的出去雜菌的同時，還要盡可能的減收營養(yǎng)物的損失。 ⊙ 火焰滅菌法： 利用火焰直接把微生物殺死。用于實驗器具和材料的滅菌。當前這種海洋生物技術也是許多國家競爭的熱點。 培養(yǎng)螺旋藻 60噸（ GW） /公頃 ， 大豆 4噸 /公頃 ， 是大豆的 28倍 。發(fā)酵工業(yè)中常用的霉菌有曲霉屬（ Aspergillus） 如黑曲霉（生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、葡萄糖氧化酶）它的變異株可生產(chǎn)檸檬酸、葡萄糖酸、草酸和抗壞血酸）