发酵工程复习资料jxb.doc

绪论(红字是老师PPT上标注的) 发酵、发酵工程概念 发酵工程（ Microbial engineering ）:应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。 新产品、新品种投入生产的必经之路 实验室小型试验；中间试验规模；大型生产规模 发酵工业的发展历史 1.自然发酵时期;2.纯培养技术的建立;3.通气搅拌好气发酵过程技术的建立;4.人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立;5.发酵动力学、发酵工程连续化、自动化工程;6.微生物酶反应生物合成与化学合成反应结合工程技术 第一章 菌种与菌种扩大培养 一、微生物工业对菌种的要求 1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的代谢产物，产量高。 2、可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需酶活力高。 3、根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变株或调节突变株或野生菌株。 4、选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体。 5、菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。 6、菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。 二、菌种保藏方法及其特点 定期移植低温保藏法、液态超低温保藏法、甘油低温保藏法、沙土保藏法、麸皮保藏法、蒸馏水保藏法、冷冻干燥保藏法。 a、斜面冰箱保藏法；特点：属于短期、过渡的保藏方法，在4度的条件下，保存时长为3-6个月。 b、石蜡油封存法；特点：通用于不能利用石蜡油作碳源的细菌、霉菌、酵母等微生物的保存，保存期约为一年左右。 c、沙土管保藏法；特点:这是国内最常采用的方法。适用于产孢子或芽孢的微生物。一般保存期为一年左右。 d、真空冷冻干燥保藏法；特点：是目前最常用的较为理想的一种方法。此方法保藏效果好、保存时间长，一般为年左右，对各种微生物都适用，国内外都较为普遍的应用。 e、液氮超低温保藏法；特点：此法是近几年才发展起来，在国外已较为普遍采用，是适用范围最广的微生物保藏法。 三、工业微生物的培养类型 （一） 细菌: 枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、乳酸杆菌、丙酮丁醇梭菌、肠膜状明串珠菌、醋酸菌、棒状杆菌、短杆菌、黄单胞菌、假单胞菌、 （二） 放线菌：链霉菌属、小单胞菌属、游动放线菌属、诺卡氏菌属、孢囊链霉菌属、 （三）酵母菌: 啤酒酵母、葡萄汁酵母、汉逊酵母、球拟酵母、假丝酵母、红酵母、棉病针孢酵母、毕赤氏酵母、 （四）霉菌：根霉、毛霉、曲霉、青霉、白地霉、产黄头孢霉 影响种子质量的主要因素 主要因素：培养基、种龄与接种量、温度、PH值、通气和搅拌、泡沫、染菌的控制、种子罐级数的确定。 第二章 培养基的制备与灭菌 一、培养基的组成成分及培养基的类型 成分: 所有发酵培养基都必须提供微生物生长繁殖和产物合成所需的能源，包括碳源、氮源、无机元素、生长因子及水、氧气等。 类型：（1）按营养物质分：合成培养基、半合成培养基、天然培养基。 （2）按物理性质:固体培养基、液体培养基。 （3）按主要成分和使用目的分：选择性培养基、鉴别培养基、完全培养基、基础培养基； （4）按生产工艺分：孢子培养基、种子培养基、发酵培养基。 二、淀粉水解糖的制备方法及其特点 1、酸解法： 定义：以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法. 优点：设备要求简单，水解时间短（20min），设备生产能力大 缺点：高温高压下进行，设备要求耐腐蚀、耐高温、耐高压，副反应多，对原料要求严格，淀粉颗粒不宜过大，淀粉乳浓度不能过高 2、酶解法：（双酶水解法） 定义：用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。一般分为两步：第一步是利用α－淀粉酶将淀粉液化转为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化。第二步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程，称为糖化。也称双酶法 α-淀粉酶（液化） 葡萄糖淀粉酶（糖化） 优点：1、反应条件温和；2、酶的专一性强，副反应少；3、可在较高的淀粉乳浓度下水解；4、糖液的营养物质丰富；5、糖液色泽浅，无苦味，有利于糖液的精制； 缺点：时间长（2～3）天，要求的设备多，糖液过滤困难。 3、酸酶结合法 酸酶法、酶酸法 《是集酸法及酶法制糖的优点，而采用的结合生产工艺》 三、糖蜜前处理的方法及其特点 糖蜜前处理的方法 加酸通风沉淀法（冷酸通风处理法）：糖蜜加水稀释到500Bx；加入0.2～0.3％浓硫酸，通入压缩空气1h；静置澄清8h，取上清液。 加热加酸沉淀法（热酸通风沉淀法）：糖蜜加水稀释到40％；加适量硫酸调节pH值到4～4.5；放入澄清槽加热至80～90℃，通风30min；保温 70～80℃；8～12 小时，取上清液。 添加絮凝剂澄清处理法：糖蜜稀释至30～40 Bx