发酵工程期末总复习..docVIP

发酵工程-期末总复习 第一章 概论 1.现代发酵工业发酵定义是:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制造微生物菌体本身,或其直接代谢产物及次级代谢产物的过程. 2.应用范围 微生物菌体:面包酵母,SCP 微生物酶：糖化酶、蛋白酶、脂肪酶等。 直接代谢产物(初级代谢产物):微生物生命活动中必需的代谢物.如氨基酸,维生素等. 次级代谢产物:代谢过程中产生的,对一般生长活动并不必需的代谢物质,常在微生物停止生长以后才产生.如色素,毒素,抗生素等. 微生物的生物转化：利用微生物产生的酶作用于化合物的局部结构。 微生物消除环境污染 微生物湿法冶金：利用微生物对某些金属氧化物的氧化还原反应。 3.发酵的特点=微生物的特点+发酵工程的特点 微生物的特点：体积小,面积大；吸收多,转化快；生长旺,繁殖快；适应强,易变异；分布广,种类多。 发酵工程的特点：反应条件温和（常温常压）；原料来源广泛并无需 精制；众多反应都在同一发酵罐内完成。 4.发酵的基本条件 要有某种合适的微生物或其它生物细胞； 保证微生物能够进行代谢的各种条件(培养基,温度,溶解氧)；微生物发酵的场所；目的产物的提取和精制。 5.发酵工艺组成部分 种子培养、培养基制备、产物的提取精制、无菌空气、发酵罐。 6.发展历程 ①古代发酵：只知现象,不知本质。米酒 啤酒 ②近代发酵—纯培养技术的建立。酒精 甘油 丙酮-丁醇 巴斯德发现了发酵是由微生物引起的,从而使传统的经验发酵变成了一门科学. 布雷费尔德1872年创立了霉菌纯培养技术. 汉逊1878年创立了酵母纯培养技术。 科赫1881年创立了细菌纯培养技术. ③现代发酵： 通气搅拌发酵1929弗莱明 完成了发酵技术的第二次技术转折；青霉素。 代谢控制发酵1959木下祝郎 发展完成了发酵技术的第三次转折；氨基酸、核苷酸。 基因工程菌发酵1970以来 引起发酵工程的技术革命；技术特点:可定向改造生物基因,按人们的意志生产产品；人生长素,干扰素,疫苗 7.展望 利用基因工程技术选育优良菌种； 采用发酵技术大量培养高等动植物细胞； 开发大型节能发酵装置,自动化将成为生产控制的主要手段； 应用代谢控制技术生产各种代谢产物； 发酵发生产单细胞蛋白，解决粮食危机。 第二章 工业微生物菌种选育 1.育种的必要性 发酵工业的目的是为人们提供各种各样的发酵产品，菌种的特性是发酵能否成功的关键，野生菌株不会积累过多的代谢产物，我们需要对野生菌株改造，使其符合人们的要求（高代谢产物及其它特性等）。 2.育种方法 自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程育种。 3.菌种的筛选步骤 采样 ﹑富集﹑分离﹑筛选﹑产物鉴别。 ①出发菌株采样：向菌中保藏机构购买或索取、向其它机构购买或索取、从自然界采样（包括从土壤中采样、根据微生物特点采样）。 A.土壤采样：根据 土壤有机质状况、土壤酸碱度和植被状况、地理条件、季节变化。 除去表层5CM左右的土层,取5~25CM的土样10~15克(北方土壤干燥,可在10-30CM处取样),装入事先准备好的容器内,编号并记录地点﹑ 土壤质地 ﹑植被状况﹑取样时间及其它环境条件等. B.根据微生物的生理特点：产纤维素酶、产蛋白酶、产淀粉酶,糖化酶、以碳氢化合物为底物的菌种等。 ②富集培养：根据微生物的生理特点,设计一种选择性培养基,取样品少许加入培养基中,给目的微生物一个最适的生长环境,经过一定时间的培养,目的微生物在数量上占绝对优势,可有效地分离出所需要的菌株. ③分离 纯化分离,包括稀释分离法和划线分离法； 组织分离法（常用于病变组织或特殊组织）； 控制营养和培养条件。 ④诱变育种：包括诱变、筛选、优化环境条件。 A.人工诱变育种的目的 提高有效产物的产量; 改善菌种特性 提高产品质量; 开发新品种. B.人工诱变育种的优点:能加速基因突变,可大大地提高突变株的数量.速度快 ﹑收效大 ﹑方法简单. C.诱变育种方法与步骤 出发菌株的选择. 菌悬液制备. 诱变. 突变株纯化及分离. 产物活性测定. a.出发菌株的选择: 选择具有一定生产能力或某种特性的菌株作出发菌株. 选择纯种作出发菌株. 选择菌株应考虑稳定性. 采用多出发菌株. b.出发菌株的纯化 将液体培养物或从斜面移接菌体细胞到0.9%生理盐水中,按10倍稀释法,逐一稀释到10-6~10-5,从适当浓度的稀释管中吸取0.1毫升,于事先准备好的琼脂平板上均匀涂抹,培养后,挑取一定数量(30~50个)菌落,进一步培养鉴定,最后确定遗传性状稳定菌株供诱变处理. c.单孢子菌悬液制备 菌悬液要求:对进行诱变的菌体要保持同步,同时又要处在最旺盛的对数期. 菌悬液制备方法(细菌):把经过20~24小时培养的新鲜斜面,移到装有