【正文】 物生產(chǎn)過程，有可能設(shè)計出一個篩選方法，使篩選具有專一的目標(biāo)，淘汰不 合宜特性的菌株。 由于廣泛地進(jìn)行土壤篩選，已發(fā)現(xiàn)了大量能合成新抗生素的微生物群體，因而從1961 年以來的抗生素篩選的成本效益和發(fā)現(xiàn)新抗生素的可能性不斷下降。 政府的資助或課稅，能決定許多發(fā)酵工業(yè)的生命力。為達(dá)到這個目的，力爭采用分批補(bǔ)料發(fā)酵； 以最簡單和快速的過程進(jìn)行產(chǎn)品的回收和精制； 廢棄物的排放量應(yīng)是最少的； 熱和動力的利用是時分充分的； 廠房的占地面積最少，但仍留有可發(fā)展的余地。 以上眾多的要求，表明對一個具體的工藝過程來說，要進(jìn)行彼此間的協(xié)調(diào)，任何一個工藝過程的關(guān)鍵是成本分析，從而得到最大的節(jié)約潛力。例如當(dāng)發(fā)酵工業(yè)在 自由經(jīng)濟(jì)中失去競爭力時，美國農(nóng)業(yè)資助規(guī)劃將谷物和馬鈴薯等以低價供應(yīng)給發(fā)酵工業(yè)，使它得以繼續(xù)維持生產(chǎn)。在美國， 1961 年就已達(dá)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)時期。這種類型的篩選，可以大幅度地提高投資效益和生產(chǎn)能力。顯然，在誘變和選育工作上的時間和金錢的投資額，需視生成規(guī)模而定。例如 19731976 年間， Pamlabs公司改善了產(chǎn)黃青霉的青霉素產(chǎn)量，（見下表）。利用微生物生產(chǎn)這些化合物都比化學(xué)合成法經(jīng)濟(jì)得多。在 1977 年時乙醇的產(chǎn)量為 7 萬 M3，并期望在 1979 年時能達(dá)到 15萬 M3。正如工業(yè)酶市場的劇變。單細(xì)胞蛋白質(zhì)工廠則為 或 。另一方法是更換生產(chǎn)菌株，它是能適應(yīng)較高溫度發(fā)酵的。它是在法 國制造后，在 Tees 河上用駁船拖駁，大大縮短了陸地運(yùn)輸距離。其中罐體占 510%，通氣攪拌占 510%，冷卻附件占 1015%。 MacLennan 認(rèn)為一個單細(xì)胞蛋白質(zhì)工廠可使用的最低年限是 10 年。有機(jī)碳源通常是發(fā)酵成本中的主要組成。對于配置培養(yǎng)基的操作人員的培訓(xùn)是十分重要的?？砂凑战?jīng)濟(jì)上和第四章的原則，從中選擇。雖然等級品比肥料級磷酸鹽的價格貴得多，但不含鐵、砷和氟化物等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的含量在制造食品和藥物時，都受到嚴(yán)格的控制。他們認(rèn)為如采用往復(fù)式空氣壓縮機(jī)，其壓力為 ，不加過濾器，最經(jīng)濟(jì)的供氣范圍是每分鐘 ~。另一些過濾器的設(shè)計是減少過濾面積。 有關(guān)滅菌方面的經(jīng)濟(jì)問題，在本章內(nèi)前已論述，而冷卻的需要量，則隨工藝的類型及大小而異。 在第一、第二種發(fā)酵中，通氣費(fèi)用不是經(jīng)濟(jì)上主要考慮的問題。所以在該 生產(chǎn)工藝中，通氣攪拌的費(fèi)用只占生產(chǎn)總成本極小一部分。在單細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)中，碳源底物生產(chǎn)系數(shù)與生理狀態(tài)有十分密切的關(guān)系，并且證實(shí)用甲烷或正烴代替碳水化合物可以獲得較高的碳源底物的生產(chǎn)系數(shù)（見下表），但是細(xì)胞在碳?xì)浠衔镏猩L時，需要較高的氧的供應(yīng)量。 包括 ICI 公司和 Hoechst 公司在內(nèi)，在少數(shù)公司決定發(fā)展氣升式發(fā)酵罐。所以發(fā)酵總時數(shù) t 應(yīng)按下列公式計算。 在一個實(shí)例中，接種量為 5%（ X0/Xm=），輔助時間為 10 小時，細(xì)胞產(chǎn)量為每克底物產(chǎn)生 ，細(xì)胞的最大濃度為 30g/升，從一系列最大比生長速率可計算出生產(chǎn)能力（見下表）。最終產(chǎn)物的濃縮費(fèi)用在很大程度上影響產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。用過濾法除去培養(yǎng)液中的細(xì)胞所消耗的能量較用離心法為小。往往由于單位體積產(chǎn)物所消耗的水太多，而使得一些生產(chǎn)工藝在成本上具有弱點(diǎn)。在英國，允許，直接倒入河流中的廢棄物必需保證在 5天內(nèi)的生物需氧量低于 20mg/升，固體含量低于 30mg/升，而廢棄物還要預(yù)先經(jīng)8 倍的稀釋?；蚨咄瑫r并用。同時作空白試驗(yàn)校正結(jié)果。 （ 2） 預(yù)備實(shí)驗(yàn) 取斐林溶液 A、 B 各 ，置錐形瓶中，加 10ml 水稀釋，加熱使其于 5min 內(nèi)沸騰，在沸騰狀態(tài)下用滴定管滴入稀釋麥芽汁至藍(lán)色即將消失時，加 1～ 2 滴次甲基藍(lán)指示液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失，記錄所用稀釋麥芽汁的數(shù)量。用時按要求稀釋。 100179。 3 試劑和溶液 4mol/L 鹽酸溶液：按 GB/T 601 配制； l0g/L 鄰苯二胺溶液： 稱取鄰苯二胺 ，溶于 4mol/L 鹽酸溶液中，并定容至10mL，搖勻，放于暗處。 實(shí)驗(yàn)四 總酸（電位滴定法） 1 原理 酸堿中和原理。 )℃振蕩水浴中恒溫 30min，取出，冷卻至室溫。 實(shí)驗(yàn)五 酒精度 1 原理 利用在 20℃時酒精水溶液與同體積純水質(zhì)量之比，求得相對密度 (以 d2020表示 )。用濾紙吸去溢出支管的水，立即蓋好小帽，擦干后，稱量。 測量 A 和 測量 B 計算試樣餾出液 (20℃ )相對密度。 2 儀器 同實(shí)驗(yàn)。 酒精度同 。 實(shí)驗(yàn)七 真正發(fā)酵度 (實(shí)際發(fā)酵度 ) 啤酒的真正發(fā)酵度 (RDF)按式 (7)或 (8)計算： REA AR D F ?? ??? 0 6 6 0 6 6 0 0 ??????????????? (7) 式中： RDF —— 啤酒的真正發(fā)酵度， % ； A —— 啤酒的酒精度， %（ m/m）； ER —— 啤酒的真正濃度，176。過 30 分鐘，用玻棒稍稍攪動麥糟層。 1 原理 樣品中的水分受熱后產(chǎn)生的蒸汽壓，高于空氣在電熱干燥箱中的分壓，水分便從樣品中揮 發(fā)出來。 （ 2）測定水分時，稱量恒重指試樣連續(xù)兩次干燥后，稱量之差不超過 2mg。 乙液：稱取 346 克酒石酸鉀鈉， 100 克氫氧化鈉，用水溶解并稀釋至 1000 毫升。瓶口按上回流冷凝器或長玻璃管 (約 1 米 )，于沸水浴中回 流水解 3 小時 (圖 21)。 5 計算 從附表 21 查得 10 毫升斐林試劑消耗水解糖液體積相當(dāng)于 100 毫升水解糖液中所含葡萄糖量（ G），則 1 毫升水解糖液中含葡萄糖量為 G/100，再乘以斐林試劑校正值，即為 1 毫升水解糖液中實(shí)際含葡萄糖量： )(100 gfG ? %% ?????? WfG）粗淀粉（ 式中 500：試樣稀釋體積（ ml） W：試樣重量（ g） ：葡萄糖與淀粉的換算系數(shù) 6 參考書 （ 1）天津輕工業(yè)學(xué)院等，《工業(yè)發(fā)酵分析》，輕工業(yè)出版社， 1980 年 附表 21 斐林試劑糖量表 消耗糖液 體 積 (毫升 ) 相當(dāng)葡萄 糖 量 (毫克 ) 100毫升糖液中所含葡萄糖的量 (毫克 ) 消耗糖液 體 積 (毫升 ) 相當(dāng)葡萄 糖 量 (毫克 ) 100 毫升糖液中所含葡萄糖的量 (毫克 ) 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 327 307 289 274 260 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 實(shí)驗(yàn)三 還原糖的測定 1 原理 原糖的測定采用快速法。 正式試驗(yàn)：吸取斐林試劑甲、乙液各 5 毫升，置入 250 毫升三角瓶中，加 V1 毫升試樣稀釋液和 (V21)毫升 %標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液，補(bǔ)加 [(V0+10)(V1+V2)]毫升水，搖勻，以下同標(biāo)定時操作，總耗糖量為 V毫升。 (5)斐林溶液與還原糖之間的反應(yīng)因受溶液堿性、加熱濕度和時間以及副反應(yīng)等影響，而沒有嚴(yán)格的定量關(guān)系，不能由當(dāng)量定律來求出試樣中還原糖的含量，只熊根據(jù)在相同實(shí)驗(yàn)條件下消耗相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還原糖量或由嚴(yán)格相同的實(shí)驗(yàn)條件下得出的還原糖檢索表上 查得相應(yīng)的還原糖量來進(jìn)行計算。 2H2O)25g，水 700ml， 85%磷酸 50m1，濃鹽酸 1000ml，文火回流10h．加入硫酸鋰 (Li2SO4)150g，蒸溜水 50m1，混勻取去冷凝器，加入幾滴液體溴，再煮沸 l5min，以驅(qū)逐殘溴及除去顏色，溶液應(yīng)呈黃色而非綠色。 A 液：稱取 %乳酸加蒸餾水定容至 1000ml。 100μ g/m1 酪氨酸溶液 精確稱取在 l05℃烘箱中烘至恒重的酪氨酸 ，逐步加入 (HCl)使溶解，加蒸溜水定容至 100m1，其濃度為 1000μ g/m1。 測定 取四支試管，分別加入 1ml 稀釋酶液，其中一支為空白管，三支為平行試驗(yàn)管。 WNDOK 1104 ??????蛋白酶活力 式中 K：標(biāo)準(zhǔn)曲線中 O178。 (1)配制：稱取硫 代硫酸鈉 (Na2S2O3178。并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。 1mol/L 硫酸溶液 量取濃硫酸 ，慢慢加入于 80 m1 蒸餾水中，冷卻后定容至 l00ml，搖勻。 2%可溶性淀粉 稱取可溶性淀粉 2g，然后用少量蒸餾水調(diào)勻，徐徐傾入巳沸的蒸餾水中，煮沸至透明，冷卻定容至 l00ml，此溶液需當(dāng)天配制。根據(jù)本液的消耗量與重鉻酸鉀的用量，計算硫代硫酸鈉的當(dāng)量濃度。貯于棕色瓶中密封保存，配制后應(yīng)放置一星期標(biāo)定使用。 D：平行試驗(yàn)管的平均光密度 4：試管中反應(yīng)液總體積 (毫升 ) 10：反應(yīng) 10 分鐘 N：稀釋倍數(shù) W：曲的稱取量 (克 ) 5 說明 （ 1）對于同一臺分光光度計與同一批福林 酚試劑，其工作曲線 K 值可以沿用，當(dāng)另配福林 酚試劑時，工作曲線應(yīng)重作。立即加入 2ml 三氯 乙酸溶液， l5min 后用濾紙過濾。 3 操作步驟 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 （ 1）按表配制各種不同濃度的酪氨酸溶液 試劑（ ml） 管 號 1 2 3 4 5 6 蒸餾水 10 8 6 4 2 0 100μ g/m1 酪氨酸 0 2 4 6 8 10 酪氨酸最終濃度（μ g/m1） 0 20 40 60 80 100 (2)測定步驟 另取 6 支試管按上表編號分別吸取不同濃度的酪氨酸 1ml，各加入 酸鈉 5m1，再加入已稀釋的福林試劑 1m1。 取 A 液 16ml 與 B 液 1ml 稀釋 1 倍即成 。再煮沸除去之。 7 參考書 （ 1）天津輕工業(yè)學(xué)院等，《工業(yè)發(fā)酵分析》，輕工業(yè)出版社， 1980 年 實(shí)驗(yàn)四 蛋白酶活力的測定方法 1 原理 根據(jù)福林試劑 (磷鉬酸與磷鎢酸混合物 )，在堿性情況下極不穩(wěn)定，可被酞類化合物還原而呈藍(lán)色反應(yīng) (鉬藍(lán)和鎢藍(lán)的混合物 )，由于蛋白質(zhì)分子中含有酚基的氨基酸 (如酪氨酸、色氨酸及苯丙氦酸等 )，它使蛋白質(zhì)或其水解產(chǎn)物也呈這個反應(yīng)，于是就可利用這個原理來測定蛋白酶活力的強(qiáng)弱， 即以酪蛋白為作用底物，在一定 pH 與溫度下，同酶液反應(yīng)，經(jīng)一定時間后，加入三氯醋酸，以終止酶反應(yīng)，并使殘余的酪蛋白質(zhì)沉淀，同水解產(chǎn)物分開，經(jīng)過濾后取濾液 (即含蛋白水解產(chǎn)物的三氯醋酸液 )。 5 計算 %1001% 10 ?????? VnCVV ）（）還原糖（以葡萄糖計 式中 V0：斐林試劑標(biāo)定值 (毫升 ) V：斐林試劑測定值 (毫升 ) C：標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液濃度 (克 /毫升 ) n：試樣稀釋倍數(shù) v1：所取試樣稀釋液體積 (毫升 ) 6 說明 (1)滴定速度、三角瓶壁厚度和熱源的穩(wěn)定程度等，對測定精密度影響很大。另外，斐林試劑中加入亞鐵氰化鉀 (黃血鹽 )，使紅色氧化亞銅沉淀生成可溶性的復(fù)鹽，反應(yīng)終點(diǎn)更為明顯。濾紙過濾濾液用 500毫升容量瓶接收，用水充分洗搽殘?jiān)缓笥盟ㄈ葜量潭?，搖勻，為供試糖液。 20％鹽酸溶液 量取 20 毫升濃鹽酸，緩慢倒入 80 毫開水中。 斐林試劑由甲、乙液組成。試樣的水分一般是指在 100℃左右直接干燥的情況下，所失去的總量。 外加酶糖化法 根據(jù)麥芽的指標(biāo)，釀造 40%輔 料比的麥汁，要求麥汁的 ?氨基氮符合要求。 ZY ZYR D F ?????? 0 0 5 1 6 1)(100 ?????????????? (8) 式中： RDF —— 啤酒的真正發(fā)酵度， % ； Y —— 啤酒的原麥汁濃度，176。 P [％ (m/m)]； A —— 酒精度，％ (m/m)； E —— 真正濃度，176。 a) 試樣的制備：將重量法 (在已知重量的蒸餾燒瓶中 )蒸餾除去酒精后的殘液，冷卻至 20℃，準(zhǔn)確補(bǔ)加水使殘液至 ，混勻。即為啤酒試樣的酒精度， %(m/m) 。 試樣餾出液 (20℃ )的相對密度按式 (4)計算： mmm