發(fā)酵工程與設(shè)備知識總結(jié)

1、1發(fā)酵工程：即是應(yīng)用生物學(xué)，化學(xué)和工程技術(shù)學(xué)原理，大規(guī)模培養(yǎng)動植物和微生物細(xì)胞，生產(chǎn)生物量或產(chǎn)物的科學(xué)。2工業(yè)化發(fā)酵過程：1)微生物生物量2）微生物酶3）微生物代謝產(chǎn)物4）基因重組產(chǎn)物5）微生物轉(zhuǎn)化3初級代謝產(chǎn)物：在對數(shù)期產(chǎn)生，供給細(xì)胞生長的物質(zhì)。（產(chǎn)生初級代謝的生長階段又稱營養(yǎng)期）4次級代謝產(chǎn)物：在指數(shù)期后期的減速期和穩(wěn)定期形成，對細(xì)胞代謝無明顯影響的物質(zhì)；在連續(xù)培養(yǎng)時，當(dāng)微生物以低生長速率即緩慢生長而不是停止生長時也產(chǎn)生次級代謝。5

2、微生物轉(zhuǎn)化：生物細(xì)胞或其產(chǎn)生的酶能將一種化合物轉(zhuǎn)化成化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但經(jīng)濟(jì)上更有價值的化合物，這個過程稱為微生物轉(zhuǎn)化。6菌種篩選的一般過程：土樣的采取—預(yù)處理—培養(yǎng)—菌落的選擇—產(chǎn)品的鑒定7菌種的選育，改造目的：1.防止菌種退化2.解決生產(chǎn)實(shí)際問題3.提高生產(chǎn)能力4.提高產(chǎn)品質(zhì)量5.產(chǎn)生新產(chǎn)品8反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)：主要包括反饋抑制和反饋?zhàn)瓒?。反饋抑制是生物化學(xué)途徑的末端產(chǎn)物抑制途徑中某個催化酶的活性（通常是第一個反應(yīng)）；反饋?zhàn)瓒羰巧锘瘜W(xué)途徑的

3、末端產(chǎn)物組織反應(yīng)途徑中某個催化酶的合成（阻遏發(fā)生在基因水平）9無分支代謝途徑：僅有一個產(chǎn)物的代謝途徑。10菌種保藏的基本原理：根據(jù)微生物的生理生化特性，人為的創(chuàng)造條件，使微生物處于代謝不活躍、生長繁殖受到抑制的休眠狀態(tài)，以減少菌種的變異。11菌種的退化：指整個菌體在多次接種傳代過程中逐漸造成菌種發(fā)酵力或繁殖力下降或發(fā)酵產(chǎn)物得率降低的現(xiàn)象12發(fā)酵工程菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)：具體指將保存砂土管或冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，

4、再經(jīng)過搖瓶及種子罐逐級擴(kuò)大培養(yǎng)，從而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。13菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)程序：實(shí)驗室種子制備（斜面菌種的培養(yǎng)、搖瓶種子培養(yǎng)）；生產(chǎn)車間種子制備14培養(yǎng)基：是提供微生物生長繁殖和生物合成各種代謝產(chǎn)物所需要的、按一定比例配制的多種營養(yǎng)物質(zhì)的混合物(滿足菌體的生長、促進(jìn)產(chǎn)物的形成）。15發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基組成成分：碳源、氮源、無機(jī)鹽及微量元素、水、生長因子、前體、產(chǎn)物促進(jìn)劑、誘導(dǎo)物和抑制劑、螯合劑、緩沖劑、需氧量、

5、消泡劑16前體：指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物利用在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高生長因子：微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物。產(chǎn)物促進(jìn)劑：是指那些非細(xì)胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。17淀粉酸水解原理：淀粉——各類糊精——麥芽糖——葡萄糖18淀粉酸水解的工藝流程：原料（淀粉、水、鹽酸）——調(diào)漿——糖化——冷卻——中和、脫

6、色——過濾除雜——糖液19培養(yǎng)基滅菌的定義：是指從培養(yǎng)基中殺滅有生活能力的細(xì)菌營養(yǎng)體及其孢子，或從中將其除去20對數(shù)殘留定律：微生物的熱死亡速率與任一瞬時殘活菌數(shù)成正比（通常的滅菌度為103）21保證分批滅菌成功的要素1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理(主要是無死角)，焊縫及軸封裝置可靠，蛇管無穿孔現(xiàn)象2.壓力穩(wěn)定的蒸汽3.合理的操作方法。22滅菌過程中以下兩種類型的反應(yīng)會使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量下降：1.培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分間相互反應(yīng)，如美拉德反應(yīng)（棕色反應(yīng)，主要由

7、碳水化合物和氨基酸類或蛋白質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生）2.熱敏感物質(zhì)的降解，如氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素在蒸汽滅菌時可被降解。23發(fā)酵培養(yǎng)基的過濾除菌機(jī)理：1.慣性作用2.擴(kuò)散作用3.靜電吸附4.攔截作用24過濾介質(zhì)類型：1.過濾介質(zhì)孔徑小于顆粒直徑2.過濾介質(zhì)孔徑大于顆粒直徑（非固定孔徑過濾主要通過慣性作用、擴(kuò)散作用和靜電吸附來阻滯顆粒；固定孔徑過濾經(jīng)攔截作用阻滯顆粒）一般地，發(fā)酵生產(chǎn)要求空氣無菌度（染菌率）為10325單根纖維過濾除菌的機(jī)理：1.慣性捕

8、集作用2.擴(kuò)散作用3.靜電吸附4.攔截捕集作用5.重力沉降作用26空氣過濾除菌設(shè)備：1粗過濾器2空氣貯罐3空氣冷卻器4氣液分離器5空氣過濾器27空氣處理流程:1、高空采風(fēng)、兩次冷卻、兩次分油水、適當(dāng)加熱流程(兩次冷卻、兩次分油水、適當(dāng)加熱。空氣第一次冷卻到30～35℃，第二級冷卻至20～25℃，經(jīng)分水后加熱到30～35℃，因為溫度升高，相對濕度下降)2、冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程(特點(diǎn)：省去一級冷卻和分離設(shè)備及空氣再加熱設(shè)備，簡化了

9、流程，使冷卻水用量也降低了。壓縮空氣從貯罐出來分兩路，一部分進(jìn)冷卻器，經(jīng)分離器分離水、油霧后與另一部分未處理過的高溫壓縮空氣混合，使混合后的空氣溫度為30～35℃，相對濕度為50～60%)28發(fā)酵動力學(xué)：是研究各種環(huán)境因素與微生物代謝活動之間的相互作用隨時間變化的規(guī)律的科學(xué)。用數(shù)學(xué)模型定量地表達(dá)發(fā)酵過程中各種與生長、基質(zhì)代謝、產(chǎn)物生成有關(guān)的因素，是發(fā)酵動力學(xué)研究的重要方法。29分批發(fā)酵：是指在一封閉培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)具有初始限制量基質(zhì)的一種發(fā)酵

10、方式。30放分批培養(yǎng)過程中菌體生長曲線：可分為調(diào)整期、對數(shù)生長期、平衡期和衰亡期四個階段31穩(wěn)定期和衰退期出現(xiàn)的原因：1、底物的消耗2、其他營養(yǎng)物質(zhì)不足3、氧的供應(yīng)不足4、抑制物的積累5、生物空間不足32得率(或產(chǎn)率，轉(zhuǎn)化率，Y)：包括生長得率(Yxs)和產(chǎn)物得率(Yps)。是指被消耗的物質(zhì)和所合成產(chǎn)物之間的量的關(guān)系。33生長得率：是指每消耗1g(或mo1)基質(zhì)(一般指碳源)所產(chǎn)生的菌體重量(g)，即Yxs=ΔXΔS。34產(chǎn)物得率：是指

11、每消耗1g(或mo1)基質(zhì)所合成的產(chǎn)物的克數(shù)(或mol數(shù))。這里消耗的基質(zhì)是指被微生物實(shí)際利用掉的基質(zhì)數(shù)量，即投入的基數(shù)減去殘留的基質(zhì)量(SoS)。35轉(zhuǎn)化率：往往是指投入的原料與合成產(chǎn)物數(shù)量之比36基質(zhì)比消耗速率[qsg(或mo1)／g菌體h]：系指每克菌體在一小時內(nèi)消耗營養(yǎng)物質(zhì)的量。它表示細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)利用的速率或效率。在比較不同微生物的發(fā)酵效率上這個參數(shù)很有用。37產(chǎn)物比生產(chǎn)速率[qp，g(或mo1)／g菌體h]：系指每克菌體在一

12、小時內(nèi)合成產(chǎn)物的量，它表示細(xì)胞合成產(chǎn)物的速率或能力，可以作為判斷微生物合成代謝產(chǎn)物的效率。38提高微生物生長得率的措施:1.要篩選優(yōu)良的菌種，其本身就應(yīng)具備高的生長得率。2.要選擇合適的培養(yǎng)基配方，提供略微過量的其它營養(yǎng)物質(zhì)，使碳源成為最終的限制性物質(zhì)。3.須選擇和控制合適的培養(yǎng)條件，使得微生物的代謝按所需方向進(jìn)行。39氣升式發(fā)酵罐：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、不易染菌、溶氧效率高和耗能低等類型：氣升環(huán)流式、鼓泡式、空氣噴射式40自吸式發(fā)酵罐：是一

13、種不需要空氣壓縮機(jī)，而在攪拌過程中自吸入空氣的發(fā)酵罐。結(jié)構(gòu)大致上與通用式發(fā)酵罐相同，主要區(qū)別在于攪拌器的形狀和結(jié)構(gòu)不同414.在發(fā)酵的操作過程中要盡量防止雜菌污染42發(fā)酵周期：實(shí)驗周期是指接種開始至培養(yǎng)結(jié)束放罐這段時間。但在工業(yè)生產(chǎn)上即從第一罐接種經(jīng)發(fā)酵到結(jié)束至第二次接種為止這段時間為一個發(fā)酵周期43連續(xù)發(fā)酵:把新鮮的培養(yǎng)基連續(xù)地供給均勻混合的發(fā)酵系統(tǒng)，同時又以相同的速度把含有細(xì)胞和產(chǎn)物的發(fā)酵液從發(fā)酵系統(tǒng)中抽出便可使發(fā)酵過程連續(xù)化，并且

14、使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定不變，使培養(yǎng)物在近似恒定狀態(tài)下生長的培養(yǎng)方法44固態(tài)發(fā)酵：微生物在具有一定溫度和濕度的固體培養(yǎng)基的表面進(jìn)行生長、繁殖、代謝的發(fā)酵過程稱作為固態(tài)發(fā)酵45氧的傳遞速率：通入發(fā)酵液中的氣泡愈小，氣泡與液體的接觸面積就愈大，液體中氧的溶解速率也就愈快。46增加溶氧速率的方法：a）采用攪拌槳分散和打碎氣泡b）利用循環(huán)管中的泵或螺旋槳增加液體的循環(huán)量，并使噴入或吸入的氣體細(xì)化，增加氣液兩相的接觸面積47發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)：主要包括

15、罐體、攪拌器、軸封、消泡器、聯(lián)軸器、中間軸承、空氣吹泡罐、擋板、冷卻裝置、入孔、視鏡以及管路48罐體：1.防腐蝕，不銹鋼2.清洗、滅菌要求3.安裝、檢修、觀察要求4.各種用途的接管49機(jī)械消泡裝置類型：1.耙式消泡器2.渦輪式消泡器3.離心式消泡器4.碟片式消泡器50空氣分布裝置：吹入無菌空氣，并使空氣均勻分布。有單管和環(huán)形管51動物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器：52描述微生物需氧的物理量1.比耗氧速度或呼吸強(qiáng)度（QO2）：單位時間內(nèi)單位重量的細(xì)胞所

16、消耗的氧氣，mmolO2g菌1h12.攝氧率(r)：單位時間內(nèi)單位體積的發(fā)酵液所需要的氧量。mmolO2L1h1。CCr:臨界溶氧濃度指不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度（一般對于微生物：CCr:＝1～15%飽和濃度）。定義：氧飽和度＝發(fā)酵液中氧的濃度臨界溶氧溶度。所以對于微生物生長，只要控制發(fā)酵過程中氧飽和度1.53影響需氧的因素：1.菌體濃度2.QO2中1）遺傳因素2）菌齡3）營養(yǎng)的成分與濃度4）有害物質(zhì)的積累5）培養(yǎng)條件54氧從空氣傳

17、到細(xì)胞以下3個步驟：1.氧從細(xì)胞傳遞到溶液2.溶氧從發(fā)酵液傳遞到微生物細(xì)胞3.細(xì)胞吸收溶氧55補(bǔ)料分批發(fā)酵:補(bǔ)料分批發(fā)酵也叫半連續(xù)發(fā)酵、半連續(xù)培養(yǎng)，流加發(fā)酵它是以分批培養(yǎng)為基礎(chǔ)，間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的一種發(fā)酵方法。56補(bǔ)料分批培養(yǎng)特點(diǎn):與分批發(fā)酵相比，發(fā)酵系統(tǒng)可維持很低的基質(zhì)濃度。低基質(zhì)濃度的優(yōu)點(diǎn):571.可以除去快速利用碳源的阻遏效應(yīng)，并維持適當(dāng)?shù)木w濃度，使不致于加劇供氧矛盾2.避免在培養(yǎng)基中積累有毒代謝物，即代謝阻遏3.不需

18、要嚴(yán)格的無菌條件，也不會產(chǎn)生菌種老化和變異等問題適用范圍：補(bǔ)料分批發(fā)酵廣泛應(yīng)用于抗生素、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有機(jī)酸及高聚物等的生產(chǎn)58供養(yǎng)和耗氧的平衡：1）控制生物量濃度2）控制比耗氧速率3）既控制生物量濃度也控制比耗氧速率59PH對發(fā)酵的影響及控制：1.PH對發(fā)酵的影響：1）影響酶活性2）影響微生物110樣品預(yù)處理的方法:1)物理方法：熱處理，膜過濾，離心法2）化學(xué)方法：添加某些化學(xué)成分3）誘餌法：誘餌富集菌種111設(shè)計過量生產(chǎn)產(chǎn)

19、物的培養(yǎng)基的基本原則：1.配制一系列培養(yǎng)基，使其中某類型營養(yǎng)物質(zhì)（如CNPO）為限制性基質(zhì)2.對生長所需的每類營養(yǎng)物質(zhì)用其不同形式的物質(zhì)來提供3.用一種聚合的或絡(luò)合形式的營養(yǎng)物質(zhì)作為生長限制性基質(zhì)4.避免使用容易吸收的碳源（葡萄糖）或氮源（NH4），這些能導(dǎo)致分解阻遏5.提供輔助因子（CO3Mg2Mn2Fe2等）6.使用能減緩PH變化的物質(zhì)112菌種的選育，改造方法：1）誘變育種（利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，使其突變

20、頻率大幅提高，然后采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合育種目的的突變菌株，以供生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究用。此法有簡單、快速、收效顯著等特點(diǎn)，能提高產(chǎn)量、改善產(chǎn)品質(zhì)量、增加品種、簡化工藝）2）雜交育種(兩個基因型不同的菌株通過接合，使遺傳物質(zhì)重新組合，從中分離和篩選具有新性狀的菌株)3）原生質(zhì)體融合(首先用酶分別酶解兩個出發(fā)菌株的細(xì)胞壁，在高滲環(huán)境中釋放出原生質(zhì)，將他們混合，在助溶劑或電場作用下，使他們相互融合，促使兩套基因間接觸、

21、交換、遺傳重組，在適宜條件下細(xì)胞壁再生，在再生的細(xì)胞中獲得重組體。此法打破了種屬間的界、提高重組頻率、擴(kuò)大重組幅度)4）基因工程育種（是指按照人們的愿望將某一生物的遺傳信息在細(xì)胞外與載體連接，構(gòu)建一個新的重組DNA分子，然后將其轉(zhuǎn)入另一些生物體細(xì)胞中，使其在受體細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯，從而使生物體的遺傳性狀發(fā)生定向編譯，以最大限度滿足人類活動的需要。此法可大量發(fā)酵生產(chǎn)特定的基因產(chǎn)物和藥物，還可改進(jìn)傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝，提高菌種的發(fā)酵性能）11

22、3分支代謝途徑：1.順序反饋抑制:當(dāng)代謝途徑有兩個末端產(chǎn)物時，他們都不直接抑制途徑中第一個酶的活性，而是分別抑制各自分支的反應(yīng)，造成中間產(chǎn)物的累積，然后中間產(chǎn)物再反饋抑制主反應(yīng)（只有當(dāng)兩個末端產(chǎn)物都過量存在時，才會對途徑中的第一個酶有一只作用）。1142.同工酶的反饋抑制：代謝途徑的第一個反應(yīng)有兩個同工酶，他們分別被兩種末端產(chǎn)物抑制，只有這兩種末端產(chǎn)物同時過量，反應(yīng)才會被抑制。3.協(xié)同反饋抑制：在分支代謝途徑中，幾種末端產(chǎn)物同時過量時，

23、才對途徑中的第一個酶產(chǎn)生抑制作用，如果某個末端產(chǎn)物單獨(dú)過量，則對代謝途徑的第一個酶無抑制作用或抑制作用很小。4.累積反饋抑制：在分支代謝途徑中，各種末端產(chǎn)物單獨(dú)過量時，他們各自能對催化代謝途徑中第一個反應(yīng)的酶產(chǎn)生一定得抑制作用，總的抑制效果是累加的，并且各個末端產(chǎn)物所產(chǎn)生的抑制作用互不影響。5.增效反饋抑制：在一個分支代謝途徑中，幾種末端產(chǎn)物單獨(dú)過量時，也僅對途徑的第一個酶產(chǎn)生部分的抑制。但當(dāng)每種末端產(chǎn)物都過量時，其抑制作用則超過各種各

24、種末端產(chǎn)物單獨(dú)過量時抑制的總和。115菌種保藏的方法：1.斜面保藏法是將微生物在適宜的斜面培養(yǎng)基和溫度條件下培養(yǎng)并長勢良好后，放入4~5℃冰箱中國保藏，一般保存期為3到6個月，到后期需重新傳種再行保藏2.定期移植低溫保藏法是把培養(yǎng)好的斜面菌種放在低溫干燥處保存，間隔一定時間需重新進(jìn)行移植培養(yǎng)，依菌種特性而定（少數(shù)用冷凍保存易死亡的菌種可采用本法）3.穿刺保藏法是低溫保藏法的一種改進(jìn)，用于各好氣型細(xì)菌的保藏。方法是將含0.6%~0.8%瓊

25、脂的培養(yǎng)基試管，滅菌直立放置冷凝后，用接種針挑取少量菌體、垂直刺入瓊脂培養(yǎng)基中心，經(jīng)培養(yǎng)后，微生物在穿刺處和培養(yǎng)基表面均可生長，然后覆蓋2~3mm的無菌液體石蠟，放入冰箱保存，可至612個月4.液氮保藏法是將濃的菌懸液加入滅菌的保護(hù)劑中5.甘油低溫保藏法是利用微生物在甘油中生長和代謝受到抑制的原理達(dá)到保藏目的6.沙土保藏法適于芽孢桿菌、放線菌、曲霉等的保藏7.冷凍干燥保藏法采用干燥、低溫、缺氧的條件保藏菌種8.麩皮保藏法9.懸液保藏法原

26、理是寡營養(yǎng)保藏，即微生物懸浮在不含養(yǎng)分的溶液中116菌種的退化原因：一是保藏不妥；二是菌種生長的要求未得到滿足117菌種的復(fù)壯（防止菌種退化）：1.菌種的提純2.通過寄主體進(jìn)行復(fù)壯3.淘汰已衰退個體4.選擇適合的培養(yǎng)條件118種子需具備的條件：①菌種細(xì)胞的生長活力強(qiáng)，接種后在發(fā)酵罐中能迅速生長②生理性狀穩(wěn)定③菌體總量和濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求④無雜菌污染（不帶雜菌）⑤生產(chǎn)能力穩(wěn)定119發(fā)酵過程中的種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異?，F(xiàn)象：菌體生長緩

27、慢、菌絲結(jié)團(tuán)、菌體老化、代謝不正常120影響種子質(zhì)量的主要因素：1.培養(yǎng)基2.接種齡和接種量3.溫度4.PH5.通氣與攪拌6.泡沫7.染菌的控制8.種子罐級數(shù)的確定121發(fā)酵培養(yǎng)基的要求：①培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成②發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少③培養(yǎng)基的原料應(yīng)因地制宜，價格低廉；且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于采購運(yùn)輸，適合大規(guī)模儲藏，能保證生產(chǎn)上的供應(yīng)④所選用的培養(yǎng)基應(yīng)能滿足總體工藝的要求，如不應(yīng)該影響通氣、提取、純化及廢物處理等1

28、22發(fā)酵培養(yǎng)基的配制原則：1)必須提供合成微生物細(xì)胞和發(fā)酵產(chǎn)物的基本成分2)有利于減少培養(yǎng)基原料的單耗，即提高單位營養(yǎng)物質(zhì)所合成產(chǎn)物數(shù)量或最大產(chǎn)率3)有利于提高培養(yǎng)基和產(chǎn)物的濃度，以提高單位容積發(fā)酵罐的生產(chǎn)能力4)有利于提高產(chǎn)物的合成速度，縮短發(fā)酵周期5)盡量減少副產(chǎn)物的形成，便于產(chǎn)物的分離純化6)原料價格低廉，質(zhì)量穩(wěn)定，取材容易7)所用原料盡可能減少對發(fā)酵過程中通氣攪拌的影響，利于提高氧的利用率，降低能耗8)有利于產(chǎn)品的分離純化，并盡

29、可能減少產(chǎn)生“三廢”的物質(zhì)123發(fā)酵過程中泡沫產(chǎn)生的模式：1.在整個發(fā)酵過程泡沫量保持穩(wěn)定，起初取決于培養(yǎng)基，然后取決于微生物的活動2.發(fā)酵前期泡沫持續(xù)減少，然后保持穩(wěn)定。起初泡沫與培養(yǎng)基有關(guān)，之后微生物活動不再影響起泡3.起初泡沫輕微下降，然后上升。培養(yǎng)基隊泡沫影響較小，主要是微生物活動影響4.發(fā)酵開始泡沫有一個較低水平，然后上升，主要取決于微生物活動5.較復(fù)雜的泡沫生產(chǎn)模式，可能是以上兩種或兩種以上的混合模式124泡沫解決辦法：1.

30、改用合成培養(yǎng)基和改進(jìn)某些物理參數(shù)2.利用消泡劑3.利用機(jī)械消泡器125理想消泡劑應(yīng)具有的特性：1.易于分散，作用迅速2.用量少3.作用時間長，能防止新泡沫的產(chǎn)生4.不被微生物代謝利用5.對微生物無毒6.對人和動物無毒7.對產(chǎn)物提取或純化沒任何影響8.對操作不產(chǎn)生任何危害9.價格便宜10.不影響溶氧11.可進(jìn)行加熱滅菌126淀粉水解糖的制備方法：1.酸解法以酸為催化劑，在高溫高壓下將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法。2.酸酶法先將淀粉用酸水解成糊精

31、或低聚糖，再用糖化劑水解成葡萄糖。3.酶酸法將淀粉先用α—淀粉酶液化，然后用酸水解成葡萄糖。4.雙酶法用淀粉酶和糖化酶將淀粉水解成葡萄糖的工藝。127滅菌的必要性（目的）：1.使生物反應(yīng)的基質(zhì)或產(chǎn)物，因雜菌的消耗而損失，造成生產(chǎn)能力的下降。2.雜菌也會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，這就使產(chǎn)物的提取更加困難，造成得率降低，產(chǎn)品質(zhì)量下降。3.有些雜菌會分解產(chǎn)物，使生產(chǎn)失敗4.雜菌大量繁殖后，會改變反應(yīng)液的pH值，使反應(yīng)異常5.如果發(fā)生噬菌體污染，生產(chǎn)菌細(xì)胞

32、將被裂解，使生產(chǎn)失敗。128培養(yǎng)基滅菌的目的：1.生產(chǎn)菌和雜菌同時生長，生產(chǎn)菌喪失生產(chǎn)能力；2.在連續(xù)發(fā)酵過程中，雜菌的生長速度有時會比生產(chǎn)菌生長得更快，結(jié)果使發(fā)酵罐中以雜菌為主3.雜菌及其產(chǎn)生的物質(zhì)，使提取精制發(fā)生困難4.雜菌會降解目的產(chǎn)物；5.雜菌會污染最終產(chǎn)品，雜菌會污染最終產(chǎn)品；6.發(fā)酵時如污染噬菌體，可使生產(chǎn)菌發(fā)生溶菌129滅菌方式：分批滅菌（將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，達(dá)到滅菌溫度后維持一段時間，再冷卻到發(fā)酵額溫度，然后

33、接種發(fā)酵。優(yōu)點(diǎn)：1.能極大地保持培養(yǎng)基的質(zhì)量2.易于放大3.易于自動化控制4.減少蒸汽用量5.降低蒸汽量的波動6.在一定程度上可減緩發(fā)酵罐的腐蝕缺點(diǎn)：滅菌過程中蒸汽用量變化大，造成鍋爐負(fù)荷波動大，一般只限于中小型發(fā)酵裝置）連續(xù)滅菌（將配置制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時加熱、保溫和冷卻。優(yōu)點(diǎn)：1.設(shè)備成本低2.染菌風(fēng)險低3.易于人工控制4.易于處理含高比例固體物質(zhì)的培養(yǎng)基缺點(diǎn)：設(shè)備比較復(fù)雜，投資較大）130連續(xù)滅菌流程：1.間接加熱連續(xù)

34、滅菌（優(yōu)點(diǎn)：滅菌溫度高，時間短，對營養(yǎng)物質(zhì)破壞少，可有效節(jié)約能源。缺點(diǎn)：投資費(fèi)用高）2.直接加熱連續(xù)滅菌流程（優(yōu)點(diǎn)：加熱時間短、可用于含懸浮顆粒的培養(yǎng)基、成本低、易清潔維護(hù)、蒸汽利用高；缺點(diǎn)：加熱過程易產(chǎn)生泡沫，與培養(yǎng)基直接接觸的蒸汽要求允許對滅菌對象進(jìn)行稀釋且要求是不含腐蝕性添加劑）131空氣除菌的方法：1、熱殺菌（將空氣加熱到一定溫度后保溫一定時間使微生物蛋白熱失活而致死。）2.輻射殺菌（高能陰極射線、X射線、γ、β射線、紫外線都能

35、破壞蛋白質(zhì)活性而起到殺菌作用。其中紫外線用的較多，它在波長226.5nm328.7nm時殺菌最強(qiáng)。一般用于無菌室、手術(shù)室殺菌）3.靜電除菌（利用靜電引力來吸附帶電粒子而達(dá)到除菌除塵的目的。靜電除菌對很小的微粒效率很低）4.過濾除菌（①絕對過濾是介質(zhì)之間的孔隙小于被濾除的微生物，當(dāng)空氣流過介質(zhì)層后，空氣中的微生物被濾除。②介質(zhì)過濾是目前工業(yè)上用的較多的空氣除菌方法，它是采用定期滅菌的介質(zhì)來阻截流過的空氣所含的微生物，而取得無菌空氣。常用的

36、過濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維等。）132常用過濾介質(zhì)（要求吸附性、阻力小、空氣流量大、能耐干熱）：1.傳統(tǒng)過濾介質(zhì)：棉花、活性炭、玻璃纖維（更換過濾介質(zhì)時將造成碎末飛揚(yáng)，使皮膚發(fā)癢，甚至過敏）、超細(xì)玻璃纖維紙（有較高過濾效率和較低過濾阻力，但機(jī)械強(qiáng)度差，容污量小）、石棉濾板（耐濕，受潮不易穿孔或折斷，能耐受蒸汽反復(fù)殺菌，使用時間長）2.新型過濾介質(zhì)：燒結(jié)材料過濾介質(zhì)、微孔濾膜（是由高分子聚合物經(jīng)壓制、熱熔黏結(jié)或在適當(dāng)溶劑、添加劑和成

37、孔劑中成膜而制成的薄膜，孔徑均勻，過濾精度高）133分批發(fā)酵的特點(diǎn):1.微生物所處的環(huán)境是不斷變化的2.可進(jìn)行少量多品種的發(fā)酵生產(chǎn)3.發(fā)生雜菌污染能夠很容易終止操作.4.當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化或需要生產(chǎn)新產(chǎn)品時，易改變處理對策5.對原料組成要求較粗134連續(xù)培養(yǎng)的特點(diǎn)：1.恒定狀態(tài)可以有效地延長分批培養(yǎng)中的對數(shù)生長期2.在連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)中，微生物細(xì)胞的濃度、比生長速率和環(huán)境條件（如營養(yǎng)物質(zhì)濃度和產(chǎn)物濃度）均處于不隨時間而變化的穩(wěn)定狀態(tài)之下，甚