第42章生物技术概论抗生素发酵生产技术(免费阅读).pptVIP

典型产品的发酵生产 抗 生 素 发 酵 生 产 技 术 控制细胞通透性的方法： 1、控制磷脂的形成 使用生物素缺陷性菌株进行谷氨酸发酵，通过限制发酵培养至中生物素的浓度控制脂肪酸生物合成从而控制磷脂的合成。 作用机制：生物素是乙酰COA羧化酶得辅酶，参与了脂肪酸的合成，进而影响磷脂的合成。 控制关键：控制生物素亚适量：5-10ug/L 5. 发 酵 控 制　Fermentation Control Sample Analysis pH DO Sugar Ammonia Phosphate Sulphate Products Precursors Contamination Pressure probe Level probe pH probe Temp. probe DO probe Antifoam Acid/Base Cooling Air/agitation Sugar/Oil feed Scale Weight Signal Pump Speed Amplifier Controller Supervisory Computer Flow Rate Control 流量控制 发 酵 控 制 Fermentation control 菌种 (strain)：产黄青霉菌 (Penicillium chrysogenum) 孢子培养 (spore cultivation)：25 oC, 6-7 d 种子培养 (seed cultivation)： 25 oC， 2-3 d 发酵培养 (fermentation)： 22-26 oC, 6-7 d 加糖控制 (sugar feeding)：残糖降至0.6％ 青 霉 素 发 酵 (1) Penicillin Fermentation 补氮 (nitrogen feeding)：氨控制在 0.01-0.05％ 前体 (precursor)：残余苯乙酰胺 0.05-0.08％ 温度控制 (temperature)：前期 25-26 oC 后期 23 oC 通气与搅拌 (aeration stir)：1 : 0.8 VVM 泡沫 (foam)：天然油脂, 如豆油 青 霉 素 发 酵 (2) Penicillin Fermentation Penicillin Fermentation Profile 变化曲线 第二节 氨基酸生产工艺 目前世界上可用发酵法生产的氨基酸已有20多种（包括酶法生产的氨基酸），发酵法已成为氨基酸生产的主要方法。 一、氨基酸的用途 食品工业 饲料工业 医药工业 化学工业 农业 目前生产的20多种氨基酸中，产量最大的是谷氨酸，约占总产量的75％，其次为赖氨酸（约为总产量10％），其他约占15％左右。 从消费构成来看，食品行业的用量约占66％，饲料占30％，其他4％。 二、氨基酸的生产方法 抽提法 发酵法 合成法 酶法 生产氨基酸最早采用的生产方法。 将蛋白质原料(小麦面筋、大豆蛋白质)酸水解， 然后从水解液中抽提出氨基酸。 目前最常用的生产方法。 直接发酵：利用微生物的作用直接将粮食原料经过发酵生产氨基酸； 添加前体发酵：在发酵中添加氨基酸代谢途径上的中间产物，利用微生物的作用转化为相应的氨基酸。 用化学合成的方法制造氨基酸。 碳化物、丙烯晴、丙烯酸、糖醛等 利用微生物产生的酶来制造氨基酸。 2 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径 葡萄糖 中间产物 a－酮戊二酸 谷 氨 酸 谷氨酸脱氢酶 NH4＋ 抑 制 2、控制细胞壁得合成 形成不完成细胞壁，进而导致形成不完整细胞膜，间接控制细胞膜通透性。 作用机制：添加青霉素抑制糖肽转肽酶，影响细胞壁的糖肽生物合成。青霉素是肽聚糖单体五肽末端的D-丙氨酰-D-丙氨酸得结构类似物。 肽聚糖存在于原核生物细胞壁的大分子聚合物，是由乙酰氨基葡萄糖、乙酰胞壁酸与四五个氨基酸短肽聚合而成得多层网状大分子结构。 三、谷氨酸发酵 利用淀粉水解糖为原料通过微生物发酵生产谷氨酸的工艺，是最成熟、最典型的一种氨基酸生产工艺。 1. 淀粉水解糖的制备 淀粉水解糖的制备方法 酸水解 酶水解 国内味精厂多数采用淀粉酸水解工艺 国外味精厂淀粉水解糖的制备方法一般采用酶水解法，则在水解液中的色素等杂质明显减少，并简化了脱色工艺。 原料（淀粉、水、盐酸）→调浆（液化）→糖化→冷却→中和、脱色→过滤→糖液 2. 菌种扩大培养 斜面培养→一级种子培养→二级种子培养→发酵 （1）斜面培养 谷氨酸产生菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属的细菌。 这些菌都是需氧微生物，都需要以生物素