發(fā)酵工程重點(diǎn)(6801)(編輯修改稿)
2025-07-13 07:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 目的：接種量的需要、菌種的馴化、縮短發(fā)酵時(shí)間、保證生產(chǎn)水平。要求：應(yīng)根據(jù)菌種的生理特性選擇合適的培養(yǎng)條件獲得代謝旺盛、數(shù)量足夠的種子。三、制備種子的準(zhǔn)則細(xì)胞生長活力強(qiáng)，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，遲緩期短； 生理性狀穩(wěn)定； 菌體總量及濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求；無雜菌污染； 保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。 四、種子罐的級數(shù)的概念種子罐級數(shù)：指制備種子需逐級擴(kuò)大培養(yǎng)的次數(shù)，取決于菌種生長特性、孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度；所采用發(fā)酵罐的容積 五、接種量：移入種子的體積除以接種后培養(yǎng)液的體積的值。六、種齡：指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時(shí)的培養(yǎng)時(shí)間。7雙種: 兩個(gè)種子罐接種到一個(gè)發(fā)酵罐中。七、倒種: 一部分種子來源于種子罐，一部分來源于發(fā)酵罐。 第六章 種子擴(kuò)大培養(yǎng)一、什么是種子擴(kuò)大培養(yǎng)指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴(kuò)大培養(yǎng),最終獲得一定發(fā)酵產(chǎn)量高、數(shù)量充足、無污染的生產(chǎn)菌種的過程。二、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的和要求答：目的：接種量的需要、菌種的馴化、縮短發(fā)酵時(shí)間、保證生產(chǎn)水平。要求：應(yīng)根據(jù)菌種的生理特性選擇合適的培養(yǎng)條件獲得代謝旺盛、數(shù)量足夠的種子。三、制備種子的準(zhǔn)則答：，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，遲緩期短； ； ；； 。 第七章 發(fā)酵工藝控制一、分批發(fā)酵：指在一封閉系統(tǒng)一次性投料、接種直到發(fā)酵結(jié)束的發(fā)酵方式分批發(fā)酵過程中，微生物生長通常要經(jīng)歷延滯期、對數(shù)生長期、衰減期、穩(wěn)定期（靜止期）和衰亡期五個(gè)時(shí)期。二、分批發(fā)酵優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作簡單、投資少；運(yùn)行周期短；染菌機(jī)會減少；生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量較易控制缺點(diǎn)：不利于測定過程動力學(xué)，存在底物限制或抑制問題，會出現(xiàn)底物分解阻遏效應(yīng)及二次生長現(xiàn)象。對底物類型及初始高濃度敏感的次級代謝物如一些抗生素等就不適合用分批發(fā)酵（生長與合成條件差別大）養(yǎng)分會耗竭快，無法維持微生物繼續(xù)生長和生產(chǎn)非生產(chǎn)時(shí)間長，生產(chǎn)率較低 三、連續(xù)發(fā)酵：在發(fā)酵過程中，連續(xù)向發(fā)酵罐流加培養(yǎng)基，同時(shí)以相同流量從發(fā)酵罐中取出培養(yǎng)液。連續(xù)培養(yǎng)與發(fā)酵的特點(diǎn)①屬于穩(wěn)定狀態(tài)下發(fā)酵方法，環(huán)境條件（溫度、 pH、培養(yǎng)物濃度、產(chǎn)物濃度、溶解氧、氧化還原電位）不發(fā)生變化，可以無限期延長分批培養(yǎng)中微生物的對數(shù)生長期，保持微生物穩(wěn)定的生長速率和比生長速率，維持發(fā)酵罐中細(xì)胞濃度、總菌體量和培養(yǎng)基的體積恒定不變；②可以減少分批培養(yǎng)與發(fā)酵中每次清洗、裝料、消毒、接種、放罐等作業(yè)時(shí)間，節(jié)省人力物力，降低成本，提高生產(chǎn)效率；③設(shè)備體積縮小，投資減少，可采用多級連續(xù)培養(yǎng)與發(fā)酵，便于機(jī)械化、自動化控制；④產(chǎn)品性能穩(wěn)定；⑤便于進(jìn)行微生物生理生化和遺傳特性的研究；⑥易發(fā)生菌種變異、退化、雜菌污染；單級連續(xù)培養(yǎng)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)方程是： 優(yōu)點(diǎn)：添加新鮮培養(yǎng)基，克服養(yǎng)分不足所導(dǎo)致的發(fā)酵過程過早結(jié)束，延長對數(shù)生長期，增加生物量等；缺點(diǎn)：在長時(shí)間發(fā)酵中，菌種易于發(fā)生變異，并容易染上雜菌；如果操作不當(dāng)，新加入的培養(yǎng)基與原有培養(yǎng)基不易完全混合。四、補(bǔ)料分批發(fā)酵：分批發(fā)酵過程中補(bǔ)充培養(yǎng)基，不從發(fā)酵體系中排出發(fā)酵液，使發(fā)酵液的體積隨著發(fā)酵時(shí)間逐漸增加 。優(yōu)點(diǎn)：可以解除底物的抑制、產(chǎn)物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應(yīng)。避免在分批發(fā)酵中因一次性投糖過多造成細(xì)胞大量生長，耗氧過多，以至通風(fēng)攪拌設(shè)備不能匹配的狀況。菌體可被控制在一系列連續(xù)的過渡態(tài)階段，可用來作為控制細(xì)胞質(zhì)量的手段。與連續(xù)發(fā)酵相比，補(bǔ)料分批發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)在于：①無菌要求低；②菌種變異，退化少；③適用范圍更廣。稀釋率：表示單位時(shí)間內(nèi)新鮮培養(yǎng)基流入培養(yǎng)器的體積與培養(yǎng)器中培養(yǎng)基總體積之比。分批發(fā)酵過程中，微生物生長通常要經(jīng)歷延滯期、對數(shù)生長期、衰減期、穩(wěn)定期（靜止期）和衰亡期五個(gè)時(shí)期。分批發(fā)酵動力學(xué)細(xì)胞生長動力學(xué)基質(zhì)消耗動力學(xué)產(chǎn)物形成動力學(xué)率系數(shù):指得消耗單位營養(yǎng)物所生成的細(xì)胞或產(chǎn)物數(shù)量。其大小取決于生物學(xué)參數(shù)（181。,x ）和化學(xué)參數(shù)（DO,C/N,磷含量等）產(chǎn)物得率系數(shù)：消耗每克營養(yǎng)物（s）或每克分子氧(O2)生成的產(chǎn)物(P)、ATP或CO2的克數(shù)。 專一性得率 專一性用于生長的底物量△S’不含用于維持能耗及產(chǎn)物形成部分的用量。 根據(jù)發(fā)酵時(shí)間過程分析，微生物生長與產(chǎn)物合成存在以下三種關(guān)系：l 與生長相關(guān)→生長偶聯(lián)型l 與生長部分相關(guān)→生長部分偶聯(lián)型l 與生長不相關(guān)→無關(guān)聯(lián) 初級代謝物：一類低分子量的終點(diǎn)產(chǎn)物及這些終點(diǎn)產(chǎn)物的生物合成途徑中的中間體。 次級代謝產(chǎn)物:是指生物生長到一定階段才產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、對該生物無明顯生理功能，或并非是該生物生長和繁殖所必需的物質(zhì)，如抗生素、毒素、激素、色素等。不同種次級代謝的特點(diǎn)及與初級代謝的關(guān)系次級代謝酶的特異性較初級代謝酶的特異性低，故受遺傳及環(huán)境因素的影響大。 次級代謝物的合成途徑比初級代謝的種類多，但大多數(shù)次級代謝物都是由少數(shù)關(guān)鍵中間代謝物組裝的。次級代謝產(chǎn)物的合成一般是在生長期后，即培養(yǎng)基中的養(yǎng)分快耗盡，菌的比生長速率降低時(shí)才合成類的生物所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物不相同，它們可能積累在細(xì)胞內(nèi)，也
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