发酵工程期末复习重点.docVIP

《发酵工程》 第二章 发酵工程菌种 1、发酵工程菌：发酵工业的微生物种类很多，可分为两二类，即可培养微生物和未培养微生物。其中，可培养微生物包括四大类：1）细菌：单细胞原核微生物，分布最广、数量最多，工业上常用的有枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等，用于各种酶制剂、有机酸、氨基酸等； 2）放线菌：单细胞原核，因菌落呈放线状而得名，最大的经济价值在于能产生多种抗生素，常用的放线菌主要来自链霉菌属、小单孢菌属和诺卡菌属，如链霉素、红霉素、金霉素； 3）酵母菌：一类单细胞，兼性厌氧，出芽生殖真核微生物，啤酒酵母、假丝酵母、类酵母用于生产啤酒、制造面包、生产脂肪酶和可食用、药用和饲料用酵母菌体蛋白； 4）霉菌：发霉的真菌，根霉、毛霉、红曲霉、青霉，它们广泛用于生产酶制剂等。 2、发酵工程菌种的分离筛选：发酵工业对菌种的要求：1）能在廉价原料制成的培养基上生长，目的产物产量高、易回收；2）生长快，发酵周期短；3)培养条件易于控制；4）抗噬菌体和杂菌污染能力强；5）菌种不易变异退化；6）对放大设备的适应性强；7）菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。 菌种的获得途径：1）从菌种保存机构直接购买（CCCCM中、ATCC美）；2）从自然届分离筛选；3）从发酵水平高的批号中重新进行分离筛选。 菌种的分离筛选过程：样品的采集（土壤、海洋、空气、极端环境微生物、动植物中，总原则是来源越广泛，获得新菌种的可能性越大）------材料的预处理（热处理、膜过滤、离心法、添加几丁质分离放线菌）--------富集培养（控制营养成分和条件筛选目的菌）------菌种分离（平板划线分离法、涂布分离法）见P18-------菌种的初筛和复筛----菌种鉴定，确定菌种类型。 3、菌种的代谢：1）初级代谢产物：把微生物产生的对自身生长和繁殖必需的物质称为初级代谢产物。2）次级代谢产物：由生物体合成，但对其自身的生长、繁殖和发育并没有影响的一类物质，如抗生素、生物碱、色素、毒素等。 代谢控制机制包括酶合成的调节（诱导和阻遏）和酶活性的调节。 4、菌种的选育方法：自然选育（利用菌种的自然突变而进行菌种的筛选）、诱变育种（理论基础是基因突变，诱变和筛选不断重复）、细胞工程育种、杂交育种（将两个基因型不同的菌株接合）、原生质体融合（去除细胞壁后选PEG作为助融剂）、基因工程育种、蛋白质工程育种、组合生物合成育种（利用重组工程酶对一些药物和化合物直接进行衍生化）、反向生物工程育种。 5、以抗生素为例简述筛选菌种的方法和过程：对象确定----采集样本----富集培养（投其所好、取其所抗之原则）-----初筛-----复筛----较优菌株斜面------性能测定-----菌种保藏 6、接种龄：种子罐中培养的菌体从开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间； 接种量：移入的种子悬浮液体积和接种后培养液体的体积的比例。 培养基 1、培养基的分类：1）按纯度分：合成培养基、天然培养基； 2）按状态分：固体培养基、半固体培养基、液体培养基；3）按用途分：孢子培养基、种子培养基、发酵培养基； 2、选择性培养基：是指根据某种微生物的特殊营养要求或其对某种化学、物理因素的抗性而设计的培养基。其功能是使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高改菌的筛选效率。 3、培养基的成分： 1）碳源：常用的碳源有糖类（葡萄糖、糖蜜、淀粉糊）、油脂（豆油、菜油、鱼油）、有机酸（乳酸、柠檬酸、乙酸）和烃醇（正烷烃）等。 2）氮源：有机氮源（花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉）、无机氮源（NH4Cl、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、氨水） 3）无机盐及微量元素：P、S、Mg、Fe、K、Na、Cu、Zn、Mn、Gu等。 4）水： 5）生长因子（氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等）、前体、产物促进剂和抑制剂（在次级代谢产物发酵过程中，往往抑制某一代谢途径就会使另一代谢途径活跃） ● 生理酸性物质：经微生物生理作用后能形成酸性物质的无机氮源。如硫酸铵；如菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。 ● 前体：能被微生物直接利用，以构成次级代谢产物结构的一部分，而其本身结构没有大的变化，这种物质称为前体，如玉米浆中的苯乙胺。 4、发酵培养基的配制条件：1）都必须含有合成细胞组成所必需的原料；2）满足一般生化反应的基本条件；3）一定的pH条件等；4)工业生产上选择的培养基俗称发酵培养基，还应包括能够促进微生物合成产物所必需的成分。 第四章 灭菌 1、灭菌：用物理或化学的方法杀灭或去除物料或设备中所有生命物质的过程。包括化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌（原理是高温下微生物细胞的蛋白变性而死亡）和过滤除菌。 2、对数残留