微生物发酵生产乳链菌肽的分离技术研究进展
吉玉强１，吴兆亮１，郭雅楠１，于广和２
（１．河北工业大学生物工程系，天津 ３００１３０；２．天津康益生物技术有限公司，天津 ３０１８０１）
摘 要： 乳链菌肽（ｎｉｓｉｎ）是一种由乳链球菌产生的乳酸菌素，为一种天然生物防腐剂，广泛应用于食品工业中。目前，文献报道中有关乳链菌肽的分离纯化方法很多，但是否适合工业化生产有待于进一步研究。本文在评述微生物发酵生产乳链菌肽过程中分离纯化技术基础上，分析了其难于实现工业生产的原因并提出了需要解决的问题。关键词：乳链菌肽；分离；进展
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ Ｎｉｓｉｎ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｏｍ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｂｒｏｔｈ
ＪＩ Ｙｕ－ｑｉａｎｇ１，ＷＵ Ｚｈａｏ－ｌｉａｎｇ１，ＧＵＯ Ｙａ－ｎａｎ１，ＹＵ Ｇｕａｎｇ－ｈｅ２
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３０， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｋａｎｇｙｉ Ｃｏ． Ｌｔｄ．， ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０１８０１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｓｉｎ ｉｓ ａ ｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ． Ｉｔ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｓａｆｅ ａｎｄ ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｏｄ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｎ ｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｂｏｕｔ ｎｉｓｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ， ｂｕｔ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅｙ ａｒｅｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｓｉｎ ａｆｔｅｒ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ ｅｎｖｉｓａｇｅｄｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｉｓｉｎ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
中图分类号：ＴＱ４６５．９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００７）０２－０３６９－０４
乳链菌肽（ｎｉｓｉｎ）亦称乳酸链球菌素，是由乳酸乳球菌乳酸亚种（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ ｓｕｂｓｐ． Ｌａｃｔｉｓ）菌株产生的一种肽类细菌素［１］，由３４个氨基酸组成，分子量约３５００道尔顿，通常以二聚体的形式存在，分子量约７０００道尔顿［２］。首次发现于１９２８年，是唯一被ＦＤＡ确认为ＧＲＡＳ的细菌素产品。由于它可用作人类食品的天然生物防腐剂，从而引起世界许多国家重视。近年来，对于乳链菌肽的研究，虽然在分子水平和应用上取得很大进展，但因其容易失活，从微生物发酵液中分离纯化的难度较大，造成目前分离纯化效率仍不理想，尤其是在工业化生产中，由于分离成本高，从而使产品价格昂贵，成为乳链菌肽广泛应用的限制因素。本文在评述目前文献报道的乳链菌肽分离纯化技术基础上，分析了其难于实现工业生产的原因并提出了当前需要解决的问题。１乳链菌肽的分离纯化１．１乳链菌肽的分离提取
１．１．１
有机溶剂法
Ｃｈｅｓｅｍａｎ和Ｂｅｒｒｉｄｇｅ［３］利用正丙醇和氯化钠的组合
收稿日期：２００５－１１－１６
作者简介：吉玉强（１９８１－），男，硕士研究生，研究方向为生物分离工程与工艺。
物从发酵液中回收乳链菌肽，包括正丙醇抽提和丙酮沉淀。首先将丙醇溶解在酸化肉汤中，然后再加入ＮａＣｌ，以减小丙醇和乳链菌肽的溶解性。正丙醇层含有从肉汤中分离出来的绝大部分乳链菌肽，用虹吸管将其吸出。将这一步骤再次重复，最后混合的丙醇层含有乳链菌肽的８５％～１００％。将正丙醇层溶解在０．１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ中，再用过量的ＮａＣｌ盐析出来，形成相对较小体积的两层。上层富含正丙醇，并且含有１／２的乳链菌肽，而夹在上层和水溶性ＮａＣｌ盐之间的灰色沉淀物中含有另外一半。二表面间的沉淀物用丁醇分成几部分，再用正丙酮沉淀。得到的乳链菌肽干粉活性大约为３．０×１０７ＩＵ／ｇ。对于富含丙酮层的处理步骤则是很复杂的，包括在丁醇乙酸系统的分离和大量丙酮沉淀步骤，这样得到的乳链菌肽活性是２．８×１０７ＩＵ／ｇ。此方法的缺点主要是丙酮往往不能使乳链菌肽沉淀完全，收率较低。
陈秀珠等［４］也是利用正丙醇从ＮａＣｌ饱和的发酵液中提取２次，再用丙酮沉淀得到乳链菌肽粗制品，然后将粗制品溶于０．０５ｍｏｌ／Ｌ ＨＡＣ－ＮａＡｃ（ｐＨ３．６）缓冲液，并用缓冲液透析２４ｈ，离心分离，再经ＣＭ－ＳｅｐｈａｄｅｘＣ－２５柱层
析，得到聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的乳链菌肽组分。最终比活力提高１．６３倍，活率回收为４１．７％。
尽管从产量和纯化上来看，这样得到的乳链菌肽具有很高的纯度，但对于大规模的回收和纯化却是不实用的。它需要使用大量的正丙醇、丙酮等有机溶剂，存在着有机溶剂的后处理及对环境的污染问题。１．１．２菌体吸附法
一般来说，细菌素产生菌的细胞都能吸附它所产生的细菌素分子［５］，１９９１年Ｂｈｕｎｉａ等首次发现这种吸附是ｐＨ依赖性的［６］。Ｙａｎｇ等［７］利用这个特性建立了菌体吸附法提取乳链菌肽的方法。他们发现乳链菌肽对产生菌细胞的最大吸附出现在ｐＨ６．５，完全解吸出现于ｐＨ＜３．０。将Ｌ． ｌａｃｔｉｓ ＡＴＣＣ１１４５４稳定期早期细胞调至ｐＨ６．５吸附乳链菌肽，然后７０℃加热２５ｍｉｎ杀死细胞和使蛋白水解酶失活，离心回收细胞，洗涤，将菌体重新悬浮于ｐＨ２．５的冷ＮａＣｌ中释放乳链菌肽，离心出去细胞碎片，将含有乳链菌肽的上清液放入截流相对分子质量为１０００透析袋透析，收率将达９３．３％。Ｖａｎ｀ｔ Ｈｕｌ和Ｇｉｂｂｏｎｓ［８］研究发现，如果上述过程不经７０℃加热处理，直接离心，可提高乳链菌肽的回收率。国内，吴琼等［９］和叶嗣颖等［１０］也对乳酸乳球菌随ｐＨ的改变吸附乳链菌肽的规律进行了研究，通过调整ｐＨ，使乳酸乳球菌选择性地吸附、释放乳链菌肽，并达到了较好的分离效果。虽然此法为工业化高效、简便、无污染地分离乳链菌肽提供了理论依据，但同时也存在着损失率偏高的问题，并且上述吸附率的测定是专门制备的吸附细胞及乳链菌肽标准品得出的结论，与发酵液的真实情况是否相符也还有待于进一步研究，具体应用到大规模工业生产中，是否仍能适用，也存在疑问。
１．１．３其他吸附法
由于乳链菌肽为一种阳离子型的疏水肽类，所以可以通过离子交换和吸附／解吸的方法对发酵液中的乳链菌肽进行分离纯化。
刘稳等［１１］主要利用树脂吸附法来进行乳链菌肽的提取纯化，包括超滤，大孔树脂ＸＡＤ－２吸附，ＣＭ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｃ－２５层析和Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－５０层析。具体步骤为先将发酵液调至ｐＨ２．０左右，离心去除细胞，上清液经中空纤维超滤器超滤，收集Ｍｒ３００００以下的滤液，然后用非极性大孔树脂ＸＡＤ－２吸附，ＣＭ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｃ－２５柱层析和Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－５０柱层析，最后得到乳链菌肽。虽然这种方法没有使用有机溶剂，得到的产品纯度也很高，但去除细胞以后的发酵液成分很复杂，有培养基的降解物、细菌的各种代谢产物等等，须经多个步骤才能分离纯化乳链菌肽，因而使该项工作变得非常繁琐，乳链菌肽的回收率难以提高。
Ｃｏｖｅｎｔｒｙ等［１２］ 利用商品名为“Ｍｉｃｒｏ－Ｃｅｌ”的硅酸钙抗粘剂，从乳酸乳球菌的发酵液中吸附乳链菌肽，但是，使用该方法得到的吸附复合物。欲解吸附非常困难，因为在ｐＨ１．０～１２．０的范围内都不能使吸附的乳链菌肽被解吸附，经过反复地实验，加入约１％十二烷基磺酸钠（ＳＤＳ）可以解吸附。但是ＳＤＳ是一种去垢剂，用此法制备的乳链菌肽不宜在食品中使用。
还连栋等［１３］筛选出了一种廉价的吸附剂，利用它从乳酸乳球菌的发酵液中分离提取乳链菌肽。具体步骤为释放乳链菌肽、吸附、解吸附和喷雾干燥，最后得到乳链菌肽产品。最终收率在６０％左右。但在这个专利中，没有明确指出采用何种吸附剂和解吸剂，因此有待于进一步对其进行研究。
Ｃｈｅｉｇｈ Ｃｈａｎ－Ｉｃｋ［１４］等采用离子交换层析来一步纯化ｎｉｓｉｎ Ｚ。他们在表面速率为３６７ｃｍ／ｈ时获得了最高动态吸附率（０．９２），浓缩倍数为２．７倍。获得最大吸附的ｐＨ范围为ｐＨ３～４，然后利用０．１５ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ进行等度洗脱。最终，纯化倍数为３１倍，收率为９０％。
总之，虽然吸附法可以使Ｎｉｓｉｎ达到很高的纯度，并且还有很好的脱色作用，但相对来说处理时间比较长，并且成本较高，能否应用到工业化有待于进一步研究。
１．１．４蒸发浓缩法
由乳链菌肽的理化性质［１５］知道乳链菌肽的活性在室温及酸性加热条件下均稳定，如它溶于ｐＨ３．０的ＨＣｌ中经１２１℃、１５ｍｉｎ高温灭菌仍能保持１００％的活性。对于发酵结束后，经过预处理的发酵液，其ｐＨ在３．０左右。故可利用此性质将经过膜分离除去菌体及残留培养基后得到的膜清液，采取减压薄膜蒸发的方法进行浓缩。此方法在实验室进行了初步实验，结果证明具有可行性，可以达到很高的浓缩比和收率，但具体扩大到大规模工业生产中，由于水的蒸发潜热较大，还需要维持较高真空度，能耗必定很大，并且发酵液微酸性，这就对设备有很高的要求。这时此种方法从成本考虑必然很高，是否仍实用，需要进一步研究。
１．１．５膜分离法
膜分离技术具有设备简单，常温操作，无相变及化学变化，选择性高及能耗低等优点，日益受到人们的重视，选择适当的分离膜、操作参数和操作模式，即可实现蛋白质的浓缩、分离、纯化［１６］。而乳链菌肽为一种多肽物质，也可以通过膜分离的方法达到分离浓缩的目的。Ｄａｏｕｄｉ Ｌ．等［１７］利用分子截流量为１０００道尔顿的中空纤维膜对经过离心处理除过菌体的发酵液进行了超滤，最终浓缩率达到５，收率达到７４．２％，纯化程度为１．３。利用膜分离的方法对乳链菌肽进行浓缩具有非常广阔的应用前景，并向工业化发展。当然，它也存在一定的问题，如在操作中膜面会发生污染，使膜性
能降低。故又必须采用与工艺相适应的膜面清洗方法，而且单采用膜分离技术效果有限，因此有时需将膜分离工艺与其他分离工艺组合起来应用。
１．１．６盐析法
Ｄａｏｕｄｉ Ｌ．等［１７］在４℃将通过超滤浓缩的发酵液中加入６０％饱和度的硫酸铵，恒速搅拌，然后在１００００ｘｇ离心力离心，收集沉淀得到乳链菌肽粗制品。此法收率达到６０％，纯化程度为２０．０。此法简便安全，而且所得的蛋白质并不丧失活性，是分离纯化中较佳的一种方法，并且也容易实现大规模的生产。但使用该方法培养基中的杂蛋白也随之沉淀，所得产品不尽如人意。另外硫酸铵用量大，废水中含盐量高，对环境造成严重的污染。
１．１．７泡沫分离法
泡沫分离技术是二十世纪新开发的一种分离技术，１９７７年被引入生物分离领域，并应用于多种具有表面活性的蛋白质及酶的分离纯化，在实验室阶段取得良好的分离效果［１８－１９］。乳链菌肽是一种由３４种氨基酸组成的多肽［２］，它的结构由亲水端和疏水端组成，是一个名副其实的表面活性剂，因此理论上能够采用泡沫分离技术将乳链菌肽由发酵液中提取出来。Ｈｉｒｓｈ［２０］提出利用泡沫技术回收乳酸菌肽，其将含５％ＣＯ２的氮气被鼓入培养液中，所形成的泡沫微微地移动到３０°角置于培养基表面直径１英寸的玻璃管中，最终收集到这个容器中的泡沫含有９０％的乳链菌肽，而这些泡沫含有生长培养基体积的１／１０。在 Ｈａｕｌｅｙ和Ｈａｌｌ［２１］的专利阐述中Ａｐｌｉｎ和Ｂａｒｒｅｔｔ认为，通过Ｈｉｒｓｈ在１９５１年提出的泡沫技术可以回收乳链菌肽。目前我们与天津康益生物工程有限公司合作对此技术进行了深入研究，并且已经完成了从小试到中试的实验。实验结果表明此法能很好的分离发酵液中的乳链菌肽，收率在８０％左右，富集率达到１０以上。此法效率高，能耗少，操作简便，无污染，并且易于扩大到大规模的工业生产中，是一种很有前景的提取工艺。１．１．８其它方法
近几年，一些利用新枝术进行的提纯工艺也发展起来，如Ｓｕａｒｅｚ等［２２］采用免疫亲和层析法分离纯化乳链菌肽，其可以一步提纯乳链菌肽。而Ｇｕéｎｏｌéｅ等［２３］则是采用免疫磁珠分离法来分离纯化乳链菌肽。
１．２乳链菌肽的纯化
对于乳链菌肽的纯化，一般采用ＣＭ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｃ－２５层析和Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－５０层析的方法，这样可以得到聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的乳链菌肽组分。对于近几年来研究的一些采用新技术进行的分离方法，如免疫亲和层析和免疫磁珠分离等同时可以达到分离和提纯的目的，是研究的热点。李孱等［２４］采用ＰＥＧ／Ｓａｌｔ双水相体系提取发酵液中的乳链菌肽，通过此法也可以同时达到分离和纯化的目的。
２研究展望
对于乳链菌肽的分离纯化，主要存在下面一些问题亟待解决：一是分离过程中，如何减少乳链菌肽活性损失的问题。由于乳链菌肽是一种具有生物活性的物质，随着时间的延长，存在失活的现象。这就要求对于大规模的工业生产，分离工艺要尽可能简单，分离时间短；二是解决分离过程中乳链菌肽收率和富集率之间的矛盾。在最后的乳链菌肽产品喷雾干燥单元操作中，希望富集率尽可能高，但富集率越高，相应乳链菌肽收率越低，特别是不同的分离工艺之间的差别很大。因此不仅需要研究合适的分离工艺，而且要确定最佳的富集率；三是尽可能减小对环境的污染，以至对环境无污染。目前有的分离工艺对环境污染大，比如盐析产生大量的高浓度废盐水很难处理；四是有利乳链菌产品的质量。比如产品颜色等指标，当然要保证乳链菌产品的颜色达到要求，可以进行脱色，但在分离过程中增加分离单元操作，必然降低乳链菌产品收率，因此应研究在最简单的分离工艺中，完成分离任务，使乳链菌产品达到质量要求。总之，乳链菌肽的分离纯化是目前的一个瓶颈。应寻找到一种工艺简单、收率高并且无污染的分离纯化方法，是提高产率，降低成本的关键。
参考文献：
［１］ＢＲＡＮＥＮ Ｊ Ｋ， ＤＡＶＩＤＳＯＮ Ｐ Ｍ． Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｎｉｓｉｎ， ｌｙｓｏｚｙｍｅ， ａｎｄｍｏｎｏｌａｕｒｉｎ ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｂｙ ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ
ａｎｄ ｌｓｃｔｏｆｅｒｒｉｎ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００４，９０：
６３－７４．
［２］汤凤霞， 蔡慧农． 微生物防腐剂Ｎｉｓｉｎ的研究与应用［Ｊ］． 食品科技，２００２（１１）： ４６－４８．
［３］ＣＨＥＥＳＥＭＡＮ Ｇ Ｃ， ＢＥＲＲＩＤＧＥ Ｎ Ｊ． Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｅｐａｒ－ｉｎｇ ｎｉｓｉｎ［Ｊ］． Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｊｏｕｒｎａｌ， １９５７， ６５： ６０３－６０８．
［４］陈秀珠， 何松， 龙力红， 等． 乳酸乳酸球菌ＡＬ２产生的乳链菌肽的提纯和性质［Ｊ］． 微生物学通报， １９９６， ３６（４）： ２６９－２７５．
［５］ＧＯＮＺＡＬＥＺ Ｃ Ｆ， ＫＵＮＫＡ Ｂ Ｓ． Ｐｌａｓｍｉｄ－ａｓｓｏｓｉａｔｅｄ ｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎ ｐｒｏｄｕｃ－ｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｃｒｏｓｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ａｃｉｄｉｌａｃｔｉｃｔ［Ｊ］． Ａｐｐｌ Ｅｎｖｉｒｏｎ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ， １９８７， ５３： ２５３４－２５３８．
［６］ＢＨＵＮＩＡ Ａ Ｋ，ＪＯＨＮＳＯＮ Ｍ Ｃ， ＲＡＹ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｍｏｄｅ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ ｏｆｐｅｄｉｏｃｉｎ ＡｃＨ ｆｒｏｍ ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ａｃｉｄｉｌａｃｔｉｃｔ ｈｏｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ｓｔｒａｉｎｓ
［Ｊ］． Ｊ Ａｐｐｌ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ， １９９１， ７０： ２５－３０．
［７］ＹＡＮＧ Ｒ， ＪＯＨＮＳＯＮ Ｍ Ｃ， ＲＡＹ Ｂ． Ｎｏｖｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎｓ ｆｒｏｍ ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｂａｃｔｅｒｉａ［Ｊ］． Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍｉｒｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ， １９９２， ５８： ３３３５－３３５９．
［８］ＶＡＮ’ｔ Ｈ Ｊ， ＧＩＢＢＯＮＳ Ｗ Ｒ． Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｔｈｅｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎ ｎｉｓｉｎ ｆｒｏｍ Ｌａｃｔｏｃｃｏｕｓ Ｌａｃｔｉｓ［Ｊ］． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｅ， １９９６， ２４： ２５１－２５６．
［９］吴琼， 生英涛， 唐名山， 等． 乳酸乳球菌发酵液中乳链菌肽的分离纯化［Ｊ］． 食品科学， ２００３， ２４（９）： １０３－１０６．
高速逆流色谱在保健食品功能成分
纯化中的应用
毛立新１，刘 诚２，＊，杨小兰１
（１．山西大学生命科学与技术学院，山西 太原 ０３０００６；２．北京市食品研究所，北京 １０００７６）
摘 要：高速逆流色谱（ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，简称ＨＳＣＣＣ）是一种快速、高效、连续的液－液色谱分离技术，在中药、生化、保健食品、天然产物化学、环境分析等领域有着广泛的应用，本文综述了高速逆流色谱在食品功能成分分离纯化领域的应用，并对高速逆流色谱今后的研究方向提出了一些建议。
关键词：高速逆流色谱；液－液色谱；功能成分
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｖｉｅｗ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ Ｃｏｕｎｔｅｒ－ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ
ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈｅｒｂ Ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ ａｎｄ Ｆｏｏｄｓｔｕｆｆｓ
ＭＡＯ Ｌｉ－ｘｉｎ１，ＬＩＵ Ｃｈｅｎｇ２，＊，ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｌａｎ１
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｏｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ （ＨＳＣＣＣ） ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ–ｌｉｑｕｉｄ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， ｗｈｉｃｈｈａｓ ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ， ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ． Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｈｅｒｂａｌ ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ， ｎａｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｈｅａｌｔｈｙ ｆｏｏｄｓ， ａｓ ｉｎ ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ｉｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎａｌｙｓｉｓ ａｓ ｗｅｌｌ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ｈｅａｌｔｈｙ ｆｏｏｄｓｔｕｆｆｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｕｓｅ ｏｆ ＨＳＣＣＣ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｈａｖｅ ａｌｓｏ
［１０］叶嗣颖， 谢昕， 黄庆华， 等． 乳链菌肽ｎｉｓｉｎＺ的ｐＨ吸附法分离纯化技术研究［Ｊ］．同济医科大学学报， ２０００， ２９ （２）： １２４－１２６．
［１１］刘稳， 朱文， 马贵荣． 乳链菌肽的分离纯化和部分生物学性质［Ｊ］． 生物化学杂志， １９９６， １２（５）： ５８８－５９２．
［１２］ＣＯＶＥＮＴＲＹ Ｍ Ｊ， Ｇｏｒｄｏｎ Ｊ Ｂ， Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｆｏｏｄ－ｇｒａｄｅ ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｒｔｉａｌ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎｓ ｏｆ ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｂａｃｔｅｒｉａｔｈａｔ ｕｓｅｓ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ［Ｊ］． Ｊ Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＭｉｒｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ， １９９６， ６２： １７６４－１７６９．
［１３］还连栋， 陈秀珠， 王明华， 等． 从发酵液中提取乳链菌肽的方法： 中国， ＣＮ ００１２９９２８． Ｘ［Ｐ］． ２００１－０５－０２．
［１４］ＣＨＥＩＧＨ Ｃ Ｉ， ＫＯＯＫ Ｍ Ｃ， ＫＩＭ Ｓ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｓｉｍｐｌｅ ｏｎｅ－ｓｔｅｐ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ ｎｉｓｉｎ Ｚ ｆｒｏｍ ｕｎｃｌａｒｉｆｉｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｂｒｏｔｈ ｏｆ Ｌａｃｔｏｃｃｏｕｓ Ｌａｃｔｉｓ Ｓｕｂｓｐ．Ｌａｃｔｉｓ Ａ１６４ ｕｓｉｎｇ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｂｅｄ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ２００４， ２６： １３４１－１３４５．
［１５］郭本恒． Ｎｉｓｉｎ的物理化学性质［Ｊ］． 农牧产品开发， ２００１（２）： ４－６．［１６］姚红娟， 王晓彬， 丁宁． 膜分离在蛋白质分离纯化中的应用［Ｊ］． 食品科学， ２００３， ２４（１）： １６７－１７１．
［１７］ＤＡＯＵＤＩ Ｌ， ＴＵＲＣＯＴＴＥ Ｃ， ＬＡＣＲＯＩＸ Ｃ， ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｔｉ－ｎｉｓｉｎ ｚｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ： ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｄｉｓ－
ｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ａｃｔｉｖｅ ｆｒｏｍ ｉｎａｃｔｉｖｅ ｆｏｒｍｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃｏｍｐｒｅｔｉｔｉｖｅ ｅｎｚｙｍｅｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ［Ｊ］． Ａｐｐｌｉｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， ２００１， ５６： １１４－１１９．［１８］殷钢， 周蕊， 李琛， 等． 糖－蛋白质混合体系泡沫分离过程研究［Ｊ］．化学工程， ２００２， ２８（６）： ３４－３７．
［１９］杨博，王永华，姚汝华． 蛋白质的泡沫分离［Ｊ］．食品与发酵工业，２００１， ２７（２）： ７６－７８．
［２０］ＨＩＲＳＣＨ Ａ． Ｔｈｅ ａｓｓａｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｎｉｓｉｎ［Ｊ］． Ｇｅｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ， １９５０（４）： ７０－７４．
［２１］ＨＡＷＬＥＹ Ｈ， ＨＡＬＬ Ｒ． ＵＫ， ８４４７８２［Ｐ］． １９５７．
［２２］ＳＵＡＲＥＺ Ａ Ｍ， ＡＺＣＯＮＡ Ｊ Ｉ， ＲＯＤＲＩＧＵＥＺ Ｊ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｏｎｅ－ｓｔｅｐｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｓｉｎ Ａ ｂｙ ｉｍｍｕｎｏａｆｆｉｎｉｔｙ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］． Ａｐｐｌｉｅｄａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍｉｒｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ， １９９７， ６３： ４９９０－４９９２．
［２３］ＧＵＥＮＯＬＥＥ Ｐ， ＣＡＲＬ Ｔ， ＬＹＮＤＡ Ｌ， ｅｔ ａｌ． Ｒａｐｉｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｓｉｎＺ ｕｓｉｎｇ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ ａｎｔｉｂｏｄｙ－ｃｏａｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｂｅａｄｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａ－ｔｉｏｎａｌ Ｄａｉｒｙ Ｊｏｕｒｎａｌ， ２０００（１０）： ６２７－６３３．
［２４］ＬＩ Ｃｈａｎ， ＢＡＩ Ｊｉｎｇ－ｈｕａ， ＬＩ Ｗｅｉ， ｅｔ ａｌ． Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒｂａｃｔｅｒｉｏｃｉｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｎ ＰＥＧ／ｓａｌｔ ａｑｕｅｏｕｓ ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ［Ｊ］． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｐｒｏｇ， ２００１， １７： ２６６－３６８．
收稿日期：２００５－１１－２０ ＊通讯作者
作者简介：毛立新（１９６３－），男，高级工程师，博士研究生，研究方向为食品生物技术。
生物发酵饲料 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
1. 微生物发酵饲料的目的及主要方法 微生物发酵饲料的主要目的是：在人为的可控制的条件下，以植物性农副产品为主要原料，通过微生物的代谢作用，降解部分多糖、蛋白质、和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性多肽等小分子物质，形成营养丰富、适口性好、有益活菌含量高的生物饲料或饲料原料，从而使饲料成分变得丰富、营养易于动物吸收，使动物更好的成长。同时将廉价的农业或轻工业副产物变废为宝，生产出高质量的饲料蛋白原料，并且还可以通过微生物发酵饲料获得高活性的有益微生物。 微生物发酵饲料的主要方法有四类： 第一，固态发酵饲料，就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原料的理化性状，或提高消化吸收率、延长贮存时间，或变废为宝，将秕壳残渣变为饲料，或解毒脱毒，将有毒饼粕转变为无毒、低毒的饲料，这一类发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料与担子菌发酵、畜禽粪与动物性下脚料发酵、饼粕类发酵脱毒饲料以及固态菌体发酵蛋白饲料； 第二，利用微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以及生产单细胞蛋白（SCP）如酵母饲料、细菌饲料，以及菌体蛋白（MBP），如丝状真菌菌体、食用菌菌丝体及光合细菌、微型藻饲料等； 第三，利用现代化的微生物工程，发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物，以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等；
第四，是培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂（又称微生态制剂、益生素等）。有益菌通过竞争性抑制作用（包括定殖位点和夺取营养物质）阻止有害微生物在肠粘膜附着与繁殖。 微生物发酵饲料大体有以下几步： （1）选育优良的菌种，如菌体本身不产生有毒有害物质，菌体本身有很好的生长代谢活力，能有效降解大分子合成有机酸、小肽等小分子物质。 （2）活化菌种、制备种子液。 （3）二次扩大培养或三次扩大培养。将种子液接入二次扩大培养基中进行发酵培养。二次扩大培养结束后再接入三次扩大培养基中培养。 （4）发酵饲料，将扩大培养的培养基接入发酵罐中培养一定时间。 2、饲料的分析与检验项目、方法 饲料分析检验的基本程序： （1）检验采样 （2）饲料感官检验 （3）样品处理及制备 （4）实验测定分析，包括营养分析、有害物质检测等。 （5）数据处理，记录检验报告 发酵饲料的检验项目包括： 1）水分测定：试样在105±2℃烘箱内，在大气压下烘干，直至恒重，逸失的重量为水分。 2）粗蛋白：凯氏定氮法
第六章微生物发酵制药工艺 6.1 微生物发酵与制药 6.2 微生物生长与生产的关系 6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备 6.4 发酵培养基制备 ? 概念（medium）供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要 的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 ? 培养基的组成和比例是否恰当，直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。 6.4.1 培养基的成分 碳源 氮源无机盐水生长因子 前体与促进剂 消泡剂 1、碳源(carbon sources) 概念： 构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。作用：为正常生理活动和过程提供能量来源，为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。 碳源种类 糖类：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜 脂肪：豆油、棉籽油和猪油醇类：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖类、有机酸 迟效碳源：酪蛋白水解产生的脂肪酸 2、氮源（nitrogen sources） 概念：构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。 作用：为生长和代谢主要提供氮素来源。种类：无机氮源、有机氮源 有机氮源 几乎所有微生物都能利用有机氮源 黄豆饼粉、花生饼粉 棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素 无机氮源 氨水、铵盐和硝酸盐等。氨盐比硝酸盐更快被利用。 工业应用：主要氮源或辅助氮源；调节pH值生理酸性物质：代谢后能产生酸性残留物质。（NH4）2SO4利用后，产生硫酸 生理碱性物质：代谢后能产生碱性残留物质。硝酸钠利用后，产生氢氧化钠。 3、无机盐和微量元素 ? 概念：组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质 ? 作用方式：低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。? 种类：盐离子 磷、硫、钾、钠、镁、钙，常常添加 铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯，一般不加。 4、水 菌体细胞的主要成分。 营养传递的介质。良好导体，调节细胞生长环境温度。培养基的主要成分之一。 5、生长因子（growth factor）
猪专用微生物发酵饲料—益生源：是研发中心的专家和教授经多年潜心研究开发而成的，是目前国内应用菌种最全、最优化的发酵饲料产品。本产品由5中特异性乳酸菌、3种高产能产酶芽孢杆菌、布拉氏酵母、产朊假丝酵母、酿酒酵母，并运用公司专利菌种-蟾酥抗菌肽芽孢杆菌、双歧杆菌、丁酸梭菌进行液体、固体9步发酵而成的高活性发酵饲料产品。本产品是国内唯一使用双歧杆菌和丁酸梭菌的发酵饲料。 主要成分 枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、丁酸梭菌、酿酒酵母、淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶、植酸酶、促生长因子、香味素、VA、VC、VD3等。 主要载体 豆粕、进口鱼粉、玉米粉、玉米胚芽、小麦次粉及核心原料 规格指标 粗蛋白16%-18%；粗脂肪≥5%；粗灰分≤6%；菌体原液≥30%； 生物特性 1、产品所选微生物菌群，可增强肠道内多种内源酶的活性，同时可合成大量的有机酸及B 族维生素，起到修复和保护肠粘膜的作用。 2、经过特殊发酵工艺，有益微生物菌群代谢产生大量的卵磷脂、氨基酸、促生长因子、有机酸、香味素等，可有效提高猪的采食量和日增重量。 3、所选益生菌能代谢产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、葡聚糖酶、植酸酶、果胶酶和木聚糖酶等极大提高饲料的利用率。 4、添加的微生物菌群能迅速建立猪肠道的微生态体系，构建肠道菌膜屏障，促进粘膜免疫系统的发育，抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌在肠道上的定植。 5、添加多种维生素、品质高、易吸收，促进骨骼生长有益物质的吸收，促生长，提高机体免疫力。 6、独家添加丁酸梭菌可有效修复受损肠粘膜，并抑制魏氏梭菌、产气荚膜梭菌等有害菌的生长，防治胀气、拉稀的发生 7、含有公司的专利产品蟾酥抗菌肽芽孢杆菌，有效抑制霉菌的生长并降解霉菌毒素，起到解毒的效果。 产品功效 1、有效预防和治疗仔猪黄、白痢、提高猪的抗病力，减少发病率。 2、维护肠道粘膜健康，促进猪对营养物质的吸收，提高猪的日增重。 3、所选的有益菌的代谢产物可迅速弥补消化道中内源酶的不足，降低肠道负担，利于营养的吸收，防止猪营养性腹泻的发生。 4、本品可有效预防仔猪由于添加饲料、抓捕、运输等刺激性因素造成的应激反应。 5、提高钙、磷、铁等元素与有机微量元素的吸收，增加母猪排卵数量，提高母猪的产仔数量。 6、改善母猪肠道微生态平衡，解决母猪便秘问题。 7、减少仔猪内毒素的生成，增强仔猪营养代谢、促进采食和消化，显著提高日增重量和增强免疫力。 8、有效降低仔猪肠道PH值，预防因断奶、应激反应和致病菌而产生的腹泻，提高仔猪抵抗力。 9、提高饲料消化利用率，促进饲料中碳水化合物的分解，促进饲料中非蛋白氨转化为高品质蛋白质，提高饲料利用率，提高增重10%，料肉比降低4%。 10、提高瘦肉率，降低猪的背膘厚度，使生猪臀肌、腿肌饱满发达，形体丰满结实，改善酮
发酵技术指标 沃蒙特发酵技术服务平台 NO 项目英文技术名称名称指标 1他克莫司Tacrolimus 发酵单位：大于 1.0g/L, 发酵周期： 240 小时 , 提取收 率： 60-70% 2西罗莫司Sirolimus\Rapamyci 发酵单位： 1000±200 mg/L，发酵周期： 192hrs ，收率：35- 40% n产品含量：≥ 98% 3乳酸链球菌素Nisin 发酵水平 : 12-15g /L ，发酵时间：16-20小时，收率 :65% 以上。 4霉酚酸mycophenolate 发酵单位： 12g/L 以上，发酵时 间：160 小时，提取得率：mofetil, MMF 75% 5去甲金霉素DMCT,Demethylchlor 发酵单位： 10± 2g/L ，发酵时间： 200 小时，产品收率： 75％ tetracycline 6雄烯二酮Androstenedione 发酵时间 96 ± 24 hrs ，每 3- 3.3 公斤植物甾醇可获 得 1 公斤雄烯二酮。 7利福霉素Rifamycin 发酵周期 220 小时，发酵单位大于 20g/L ，收率 65% 86- 羟基烟酸6-Hydroxynicotinic 纯度：≥ 98%，用途说明：用于合成维 生素 A Acid 9L- 缬氨酸Valine 发酵产酸： 60±5 克 /L ，发酵周 期： 60 ± 5 小时，提取 收 率： 65%（医药级） 10 L- 异亮氨酸Isoleucine 发酵产酸： 25-30 克 / 升，发酵周期 : 60-72 小时， 提取收 率： 80% 发酵单位 :35 ± 3g/L ，发酵时间 :33-35 小时，产品 得率 : 饲 11 L- 色氨酸Tryptophan 料级≥ 85%，药品级 ≥ 70%，产品质量 :>98.0%( 纯度 ) ， 糖转化率： 18% 12 糖化酶Glucoamylase 发酵周期： 6～7 天，酶 活： 8 万- 10 万 U 13 耐高温淀粉酶Amylase 发酵周期： 140h，酶活： 17 万单位 14 纤维素酶Cellulase 发酵周期： 6～7 天，酶活： 80-100IU 15 超级泰乐菌素Super tylosin 发酵单位： 14000- 16000U/ml 发酵时间： 130-150 小时提 取 收率： 70-75%
饲料生产发酵技术 引言： 微生物发酵饲料生产形式多种多样。应用微生物可利用廉价农业和轻工副产物生产高质量饲料蛋白原料，同时使饲料富含高活性有益微生物及其活性代谢产物。笔者所在微生物发酵课题研究小组经过8年多研究，在前人微生物发酵生产研究基础上不断获得突破进展，最终形成独特的可移动式饲料发酵生产技术，本文即对传统发酵及该课题组最新发酵技术成果分述于下。 1、生产菌种选用基本原则 1.1、安全性 ①菌体本身不产生有毒有害物质； ②不会危害环境固有的生态平衡。 1.2、有效性 ①菌体本身具有很好生长代谢活力，能有效地降解大分子和抗营养因子，合成小肽和有机酸等小分子物质； ②能保护和加强动物体微生物区系平衡，促进动物健康。这种功效主要指能有效地提高和维护有益微生物在动物消化道中数量优势。它可以通过2种方式来达到目标：发酵饲料所用菌种本身就是从目标动物消化道中分离出来的有益菌，通过饲喂高比例发酵饲料可以直接提高动物消化道中有益微生物数量，使有益微生物形成优势。另一种方式是生产菌种或代谢产物可以选择性地杀灭或者抑制有害微生物，从而造成有益菌数量优势。实现这种途径的方式可以多种多样，比较
常用的有：耗尽氧气，降低体系氧化还原电位；降低环境pH值；代谢物中含有能选择性杀灭大肠杆菌和沙门氏菌等有害微生物的抗菌物质。 2、发酵饲料生产技术 除了生产菌种以外，生产工艺也是决定发酵技术成败的要素。到目前为止，国内外关于发酵饲料生产技术或生产工艺的内容主要包括以下几种： 2.1、青储 有利因素：传统工艺，历史悠久，技术成熟。 限制因素：季节性强，原料必须新鲜；只能就地利用，基本不能远距离运输；开窖后必须在短时间内用完；目前仅限应用于反刍动物领域。 青储饲料研究历史很长，有专门论著，笔者在此不再赘述，有兴趣的读者可以参考曹利军和韩鹏主编的“青储饲料标准化生产技术”，针对生产实际提出了很好的技术方法，有很好参考价值。 2.2、利用有机废水生产单细胞蛋白或蛋白原料 这种技术主要是用于有机废水净化处理。有机废水主要来源于造纸、酒精、氨基酸和有机酸工业所产生的废水。 在20世纪60年代，国外曾选用生长速度很快的热带假丝酵母，采用液体连续培养处理造纸废水，但是生产的酵母有苦味，很难在饲料中应用。80年代末，我国工程院院士伦世仪先生领导的课题组用热带假丝酵母连续培养处理酒精废水，生产的酵母有较好适口性，但是
《微生物发酵及其应用》教学设计与案例 目标的确定 与本节对应的课程标准具体内容是“举例说出发酵与食品生产”，而本节标题定为《微生物发酵及其应用》。事实上，微生物发酵在现实生活中远远超出了食品工业的范畴。因此，本节内容一开始时并没有局限于食品生产，而是从比较大的视角──发酵工程史话引入，然后探秘发酵过程，再举例说出发酵与食品生产的关系。为此，本节主要教学目标确定为：通过了解发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的关系；说出微生物发酵生产的基本过程；举例说出微生物发酵与食品生产的关系；关注与微生物发酵有关的社会问题等。教学设计思路 教学实施的程序 教学 内容 教学活动教学手段和方法预期目标 1.复习提问，引入新课。 师：同学们在初中时学习过微生物发酵与食品， 我们的日常生活中也接触到许多发酵食品，请同学们思 考这样一个问题：哪些食品是由微生物发酵生产的？相 应的发酵种类是什么？ 生：酸奶、泡菜，它们都是乳酸发酵。 学生很可能 回答不全，教师可提 示。 投影或板书： 第一节微生物发酵 联系日常生活 的实例，在回忆旧知识 的基础上，引入新课， 以激发学生的学习兴 趣，强化从社会中来的 意识。
师：很好！还有其他食品吗？想一想，我们每天 吃的主食有通过发酵制作的吗？ 生：馒头、面包。 师：对，实际上，我们经常食用的许多食品，以 及使用的一些药品，它们的生产过程都离不开微生物发 酵。那么，微生物发酵是如何发展起来的？其生产过程 怎样？它还可应用在哪些方面？现在我们就一起来解 答这些问题。 及其应用 2.新课──发酵工程史话的学习。 师：现在人们能够利用微生物发酵来大规模地生 产食品、药品等许多产品，那么，人们今天的成绩是如 何一步步取得的呢？下面我们先来学习第一个问题：发 酵工程史话。 首先，请大家阅读教材发酵工程史话标题下的第 一自然段。 从这段文字的叙述中，能够看出，人类的祖先很 早就会在不知微生物发酵原理的情况下，利用微生物发 酵技术来生产多种产品，这个方面还有我们中华民族的 贡献。由此可见，发酵技术是从生产实践中一步步产生 的。 师：下面请同学们继续阅读第二自然段。 第二自然段的核心内容是，随着两位科学家研究 出发酵现象的本质和人们对微生物的认识不断深入后， 诞生了传统的发酵工业。这充分说明了发酵技术需要基 础科学研究的指导，即科学研究促进了技术的发展。 师：好，请大家继续阅读后四个自然段的内容。 从中能够看出，发酵技术随着时代的发展而不断向前 发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生 物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且 和基因工程技术的结合使它如虎添翼。由此看来，生 物技术产业的核心是技术，同时科学技术又是一个不断 发展的过程。 投影或板书： 一、发酵工程 史话 学生先阅读教 材相应的段落，教师 就此段落提炼出有 关科学价值观的教 育素材 自然过渡到发酵 工程史话。 让学生体验科学 技术是从生产实践中 产生的。 让学生体验技术 需要以基础科学研究 作指导，科学、技术间 存在相互作用。 让学生认同生物 技术产业的核心是技 术，以及科学技术是 一个不断发展的过程。 3.新课──发酵生产过程探秘。 师：在很多家庭的日常生活中，味精是不可缺少 的调味品，那么，你知道它的化学成分是什么吗？ 生：谷氨酸钠。 师：对！有人认为食用味精对人体有毒害作用， 投影或板书： 二、发酵生产 过程探秘──以味 精生产为例 让学生了解发 酵生产的基本过程。
1. 微生物发酵饲料的目的及主要方法 微生物发酵饲料的主要目的是：在人为的可控制的条件下，以植物性农副产品为主要原料，通过微生物的代谢作用，降解部分多糖、蛋白质、和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性多肽等小分子物质，形成营养丰富、适口性好、有益活菌含量高的生物饲料或饲料原料，从而使饲料成分变得丰富、营养易于动物吸收，使动物更好的成长。同时将廉价的农业或轻工业副产物变废为宝，生产出高质量的饲料蛋白原料，并且还可以通过微生物发酵饲料获得高活性的有益微生物。 微生物发酵饲料的主要方法有四类： 第一，固态发酵饲料，就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原料的理化性状，或提高消化吸收率、延长贮存时间，或变废为宝，将秕壳残渣变为饲料，或解毒脱毒，将有毒饼粕转变为无毒、低毒的饲料，这一类发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料与担子菌发酵、畜禽粪与动物性下脚料发酵、饼粕类发酵脱毒饲料以及固态菌体发酵蛋白饲料； 第二，利用微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以及生产单细胞蛋白（SCP）如酵母饲料、细菌饲料，以及菌体蛋白（MBP），如丝状真菌菌体、食用菌菌丝体及光合细菌、微型藻饲料等； 第三，利用现代化的微生物工程，发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物，以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等； 第四，是培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂（又称微生态制剂、益生素等）。有益菌通过竞争性抑制作用（包括定殖位点和夺取营养物质）阻止有害微生物在肠粘膜附着与繁殖。 微生物发酵饲料大体有以下几步： （1）选育优良的菌种，如菌体本身不产生有毒有害物质，菌体本身有很好的生长代谢活力，能有效降解大分子合成有机酸、小肽等小分子物质。 （2）活化菌种、制备种子液。 （3）二次扩大培养或三次扩大培养。将种子液接入二次扩大培养基中进行发酵培养。二次扩大培养结束后再接入三次扩大培养基中培养。 （4）发酵饲料，将扩大培养的培养基接入发酵罐中培养一定时间。 2、饲料的分析与检验项目、方法 饲料分析检验的基本程序：（1）检验采样（2）饲料感官检验（3）样品处理及制备 （4）实验测定分析，包括营养分析、有害物质检测等。（5）数据处理，记录检验报告发酵饲料的检验项目包括： 1）水分测定：试样在105±2℃烘箱内，在大气压下烘干，直至恒重，逸失的重量为水分。2）粗蛋白：凯氏定氮法 3）粗灰分：试料在550℃灼烧后所得残渣，用质量百分率来表示。残渣中主要是氧化物、盐类等矿物质，也包括混入饲料中的砂石、土等，故称粗灰分。 4）pH值监测：酸度计、精密pH试纸。 5）菌落总数测定：数再生培养基上的再生菌落数。 6）杂菌测定：再生培养基上应无霉菌等杂菌。饲料的检验多采用的分析方法有： （1）化学分析法：如容量分析，酸碱滴定法、氧化还原法，比色法等。 （2）仪器分析方法：气相色谱、液相色谱、质谱联用等。 3、发酵饲料的主要检测指标及意义，如何评价发酵饲料与常规饲料的区别。 饲料质量指标有： （1）感官指标：对饲料原料或成品的色泽、气味、外观性状等。（2）营养指标：饲料原料和成品的营养成分含量或营养价值。（3）加工质量指标：饲料原料或饲料产品粒度、混
高三生物选修2微生物发酵及其应用同步测试 题2019 生物学科因初中结业考试的形式与高考的差异而形成了一系列衔接问题。以下是查字典生物网为大家整理的高三生物选修2微生物发酵及其应用同步测试题，希望可以解决您所遇到的相关问题，加油，查字典生物网一直陪伴您。 一、填空题 1、生物发酵工艺多种多样，但基本上包括、、和等下游处理几个过程。 2、根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同，过滤可分为、、和四大类。 3、微生物的育种方法主要有三类：，，。 4、发酵培养基主要由，，，，，组成。 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括：、，，。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为。 7、可用于生产酶的微生物有、、。 常用的发酵液的预处理方法有、、。 8、根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备可分为和两种。 9、依据培养基在生产中的用途，可将其分成、、三种。 10、现代发酵工程不仅包括和，还包括。 11、发酵工程的主要内容包括、、。
12、发酵类型有、、、、。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有、、、。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向，从自然选育转向，从诱发基因突变转向。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有、、。 16、分批发酵全过程包括、、、、，所需的时间总和为一个。 17、分批发酵中微生物处于限制性的条件下生长，其生长周期分为，、。 18、根据搅拌的方式不同，好氧发酵设备又可分为、 19、下流加工过程由许多化工单元操作组成，通常可以分为和、四个阶段。 20、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向，从自然选育转向，从诱发基因突变转向。 21、微生物发酵产酶步骤为、、、、。 二、判断 1、微生物发酵的最适氧浓度与临界氧浓度的概念是完全一样的( ) 2、从微生物中发现的抗生素，有约90%是由放线菌产生的。( ) 3、在微生物杀虫剂中，引用最广泛的是苏云金芽孢杆菌，他用来毒杀鳞翅目和双翅目的害虫。( )
微生物制药的研究进展 姓名：李青嵘 班级：生工102 学号：1014200044
摘要 本文通过对历史文献的检索，从微生物生产维生素，微生物生产多价不饱和脂肪酸，微生物生产抗生素，微生物生产抗癌物质，微生物生产医用酶制剂等五个方面综述了微生物制药的研究进展。 关键词：微生物，制药，发酵工程 1.前言 随着生物技术的迅猛发展，在医药领域的许多方面取得了巨大的进展.，其中采用微生物制药，具有生产工艺简单，生产成本低廉，产品产量高，产品纯度高，可大规模工业化生产等优势，同样得到了巨大的发展。从传统工艺，如利用发酵工程生产抗生素、酶制剂以及B-胡萝卜素等；到现今的利用转基因技术生产干扰素、胰岛素、生长因子等几十种新药和疫苗。本文着重综述了微生物的发酵工程在医药研究和生产中应用的最近进展，主要包括生产维生素、多价不饱和脂肪酸、抗生素、抗癌物质医用酶制剂等五个方面。 2.研究内容 2.1.微生物生产维生素 维生素是六大生命要素之一, 为整个生命活动所必需。β-胡萝卜素、VC、VE是目前应用最为广泛，效果最为显著的三种维生素，它们的作用分别是：β-胡萝卜素是强力抗氧化剂, 有抑制癌细胞增殖和提高机体免疫力等作用。V C 和V E 均是抗氧化剂, 前者可阻止、破坏自由基形成，还具有激活免疫系统细胞的活力，刺激机体产生干扰素以抵御外来侵染因子。至于VE可产生抗体，增强机体免疫力。目前，上述的“三素”以实现了微生物工业化生产。 目前，β-胡萝卜素主要是由三孢布拉霉菌生产，在1998年，陈涛等[1]已经针对三孢布拉霉菌的特点，优化发酵工艺，在3M3的发酵罐中发酵120h，生产的β-胡萝卜素产量已达到1146.5mg/L。虽然，传统的工艺生产β-胡萝卜素的产量高，生产周期比较短，但是传统的工艺复杂，成本过高，不利于大规模工业化生产。故,目前许多课题组专注于开发新的生产β-胡萝卜素的菌种或改进传统工艺。据近年所发表的期刊文献，目前，采用红酵母发酵生产β-胡萝卜素是一种工艺简单，成本低廉的方法，虽然在产量方面较传统方法的低很多，但是该方法仍具有很大的发展潜力。何海燕等[2]采用粘红酵母R3-35摇瓶发酵84h，生产的β-胡萝
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 高三生物微生物发酵及其应用知识点汇总 发酵工程的概念和内容 发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 (1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 (2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。 (3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 (4)微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 (5)发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 (6)发酵工程有三个发展阶段。 现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。 发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工)，后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程)，最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程)，跨入生物工程的行列。
微生物发酵饲料的研究现状及展望 杨翔,王浩 摘要:近年来,随着世界上许多国家限制和禁止使用抗生素,以及饲料资源日趋紧张,寻找高效、生态健康型饲料成为当务之急。本文综述了农作物秸秆的利用现状,、微生物发酵饲料种类及作用机理, 分析了存在的问题,并对开发利用前景进行了展望,以期为加快微生物发酵饲料化进程提供参考。 关键词:微生物发酵;菌种;饲料 自20世纪50年代开始,在动物日粮中添加抗生素显著促进了动物生产,并对集约化畜牧业的发展做出了重大贡献。然而随着时间的推移,饲料中添加抗生素的危害日益显现,并受到社会的广泛关注。人们开始纷纷寻求其他的替代品和替代技术,以保证畜牧业生产的效率与效益不受影响。同时饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。由于受人口增长、耕地减少和肉食品消费增加的影响,我国粮食供需平衡十分脆弱。我国人均占有粮食一直在400 kg以下,其中,粮食总产量的40%左右用于饲料生产。在耕地和水资源长期紧缺的情况下,我国粮食产量已很难提高.饲料资源短缺的问题长期制约着我国畜牧业的发展。从长远来看,牲畜与人争粮问题仍然是我国不能掉以轻心的大事。这是由我国国情及粮情所决定的。因此,发展高效饲料工业,生产生态健康型饲料是当务之急。 1 发酵饲料的产生背景 随着畜牧养殖业的快速发展,人畜共粮的矛盾日趋突出,为了解决这一问题,世界各国科技界和工业界都在寻找和研究新的饲料资源,其中,蛋白质饲料尤其受到重视。蛋白质是畜牧养殖业和饲料工业的主要原料之一,我国对蛋白质的需求已远远超出了国内动、植物蛋白的生产量,每年都需要从国外进口大量大豆、豆粕和鱼粉等蛋白质原料。目前我国饲料工业基本上是三足鼎立状态,以正大、希望和中小企业各占三分天下,其中,中小企业以规模小、数量多为最。由于中小企业的原料采购成本比大型企业高,为了生存不得不依靠科技手段提高其生存能力。在这一背景下,
微生物发酵制药 -----总体工艺过程流程 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。 微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 1.分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 2.定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。 3.采样：有针对性地采集样品。 4.增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。
发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 发酵工程的内容 它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。 1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 （2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。 （3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 （4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 （5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。 已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），
一、研发核心团队架构 （一）、管理团队 由一批职业经理人管理。他们都是具有多年社会经历、工作经验的各类复合型人才，从事过企业管理、营销策划及培训、市场销售、国际贸易、生产经营、产品研制、工程施工管理等专业，熟悉各种经济体制的管理模式，既具有相关的专业知识同时又具备多种行业技能，将为公司制定切实可行的决策，执行最有效率的任务。 管理团队人员共同特点： 学历背景：大专以上学历，具有强烈的事业心、求知欲和进取心。 工作经历：有多年社会经历、工作经验，在所从事的本专业工作领域里有不凡的业绩，具有非凡的创新能力。 人际关系：有较强的人际亲和力，热情而且沉稳。 职业素质：信守承诺；注重规；遵循公司宗旨理念；遵守国家法律社会公德。 （二）团队核心 周东坡：公司技术总监微生物专业 国务院学位委员会学科组评审专家 中国微生物学会高师教研会理事 大学生命科学学院教授博士导师 负责研发中心技术团队组建，产品开发，产品系列架构等工作总体规划。
伞野：负责公司技术团队,产品开发,产品系列架构等工作 智博：生物化学博士 负责研发中心产品开发,产品系列架构等工作 柳劲松：生态学博士。 胡安斌：工业控制博士 王峰：微生物硕士项目负责人 徐卓慧：工业自动化硕士项目联系人 臻梁：工业设计本科 顾涛：精细化工本科 目前负责公司技术团队,产品开发,产品系列架构等工作，研发中心在运营的同时吸纳社会各界杰出人士进入相应的团队。 二、研发中心技术创新 （一）、微生物发酵新技术和新产品 1、微生物发酵生产的新产品； 2、微生物发酵新技术和新型反应器； 3、新功能微生物的选育方法和发酵过程的优化、控制新方法以及采用代工程手段提高发酵水平的新方法； （二）、研究与应用中的意义及优势 近年来有机废弃物污染会对人体及环境产生不容忽视的危害，以及各国对有机废弃物造成的环境污染的关注,对有机废弃物处理的研究也日益活跃。虽然微生物降分法的历史尚短、部分工作还停留在实验阶段，但由于其具有传统方法不可比拟的优势性和安全性，发展潜力和应用前景相当广阔。微生物分解有机废弃物技术及微生物分解
微生物发酵技术 微生物发酵技术以现代发酵技术为核心，利用微生物的代谢活动过程，经生物转化而大规模地制造各种工业发酵产品，已经形成了一个品种繁多、门类齐全的独立工业体系，在国民经济中占有重要地位。 工业发酵是指靠微生物的生命活动而实现的工业生产。 工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为发酵。这样定义的发酵就是“工业发酵”。微生物是工业发酵的灵魂，没有微生物就没有工业发酵。 工业发酵就是通过微生物的生命活动，把发酵原料转化为人类所需要的微生物产品的过程。 工业发酵要依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能（metabolic energy）来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。 近百年来，随着科学技术的进步，工业发酵发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到按照人的意愿改造成具有特殊X能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。 生产型不锈钢发酵罐 （1）工业发酵的研究从典型的工业发酵开始
比较常见的工业发酵一般符合以下三个条件： ① 使用的菌种属于化能异养型微生物， ② 目的产物属于初级代谢产物或能量代谢副产物， ③ 目的产物在细胞内生成后被分泌到细胞外。 符合以上条件的工业发酵叫做典型的工业发酵。 对工业发酵理论的研究从典型的工业发酵开始。 个台阶，系统地研究化能异养型微生物的工业发酵的理论； 第二个台阶，系统地研究其他营养类型微生物的工业发酵的理论； 第三个台阶，系统地研究微生物利用碳以外元素工业发酵的理论。 （2）工业发酵理论 个台阶的研究建立了微生物生命活动的三个基本假设（发酵学三假说）。它们是改造和利用微生物的理论基础。用这三个基本假设来分析典型的工业发酵，出现了： ① 工业发酵的微生物生物机器的新思路， ② 为工业生产服务的工业发酵若干推理， ③ 工业微生物育种和发酵工艺控制的“五字策略”。 （3）研究工业发酵的思路 工业发酵→【从一般到特殊】→典型的工业发酵→【从特殊到一般】→生物机器、细胞机器的概念模式→【深入研究以发现自然规律】→自然规律（微生物生命活动的三个基本假说）→【从一般到特殊：将自然规律运用到典型的工业发酵】→细胞机器亚稳态物流模式→载流路径→五段式→五字策略→【从特殊到一般】→对未来发酵工业生产的预测 涉及微生物细胞的生长和繁殖的每一个“动作”，包括细胞内的有机物降解的启动，生物合成的启动和持续，主动运输，pH自动动态平衡等都需要代谢能支持，维持细胞的生命也需要代谢能的支撑。 而微生物细胞的物质代谢和能量代谢是依靠代谢网络来实现的。化合物在代谢网络中流动，形成代谢流。工业发酵中，原料代谢流在细胞机器中经过一系列途径转化成为目的产物。在这个基础上，发酵学的第二假说提出了，代谢途径和输送系统在代谢物分子水平上整合，在辅因子水平上协调，形成横跨微生物活细胞内外的代谢网络。这个代谢网络不是生化途径和跨膜输送过程简单连接，而是要将生物化学概念纳入细胞代谢的总体框架。书里研究的主要是有机物（碳元素）在酶和蛋白质层面上的代谢网络。研究发现，对于兼X厌氧微生物来说，不但需氧与缺氧时代谢网络有明显差异，而且在不同的培养条件下生存时，其代谢网络也是有差异的。例如：有氧生长的代谢是在以TCA环为骨架的中心板块
灵璧县立腾同创农牧科技有限责任公司 二0一二年十一月
目录 安徽省立腾同创农牧科技有限公司简介 安徽省立腾同创农牧科技有限公司企业文化 安徽省立腾同创农牧科技有限公司的十年发展战略————— 安徽省立腾同创农牧科技有限公司的第一个发展五年发展计划 第一章发酵饲料生产的菌种及发酵工艺 第二章发酵饲料生产技术
第一章发酵饲料生产的菌种及发酵工艺 第一节概述 一、发酵饲料的定义 发酵饲料的定义是：在人为可控制的条件下，以植物性农副产品为主要原料，通过微生物的代谢作用，降解部分多糖、蛋白质和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性多肽等小分子物质，形成营养丰富、适口性好、活菌含量高的生物饲料或饲料原料。 采用发酵技术生产的动物饲料或饲料原料，其特性主要是：（1）含有大量的活性微生物； （2）多数以厌氧发酵方式进行生产； （3）未经干燥的物料含水量通常在30%以上； （4）物料的酸性物质明显增加，营养组成更合理； （5）生产原料以植物性农副产品为主。 也有发酵成品是经过干燥处理的，比较典型的有发酵豆粕和发酵棉粕。在发酵过程中有大量的活性乳酸菌和酵母菌发生的代谢作用，经过干燥以后，乳酸菌基本都失活了，但是它们也属于发酵饲料。 二、发酵饲料的概述 发酵饲料的生产工艺基本都是以固态发酵的方式进行的，生产菌种以乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌为主，绝大多数采用厌氧或兼性厌氧发酵。发酵物料的含水量为30%~50%，发酵时间和温度受
环境影响很大，基本不进行人为控制和调节。 在实际生产中也有采用好氧发酵方式进行的，生产菌种以霉菌和假丝酵母为主，生产用的蛋白原料主要是一些乳酸菌和酵母菌难以降解的杂粕和胶质蛋白。但是生产设备复杂，物料温度和湿度变化很大，控制及其困难。成品主要是作为饲料蛋白原料的替代物，能降低饲料生产成本，但基本不具备生物学活性和功能。本节主要论述厌氧固态发酵工艺，常规的发酵饲料生产流程如：原料→消毒→冷却接种→培养→干燥→包装 工业化规模的微生物发酵过程基本上都是纯培养过程，原料需要消毒，空气需要过滤等。这些操作都是为了确保在发酵产品生产和储存过程中不受杂菌的侵袭和干扰，但也正是这些常规操作使产品的生产成本居高不下，影响了微生物发酵产品在动物饲养中的大剂量使用。 大量试验证明，在不考虑动物饲养成本的前提下，大剂量（在配合饲料中添加 5.0%以上）使用高活菌含量的微生物发酵饲料可以明显改善动物的生产性能，提高动物的健康水平，甚至可以进行无抗生素饲养。但是采用传统的生产工艺获得的高活菌产品其生产成本通常都在10元/kg以上，如果以10%的比例使用在配合饲料中，每吨配合饲料的成本至少需要增加800元，这个增加值对传统的畜禽养殖业来说是难以接受的。降低发酵饲料生产成本最直接的方式就是简化生产工艺，其中原料的蒸煮、消毒和干燥是最耗能的操作过程，是导致生产成本增加的主要步骤，也是导致生产设备投资增加的主要原因。如能简化生产操作工艺步骤，
第1节微生物发酵及其应用 【基础夯实】 1.有关谷氨酸的发酵的叙述正确的是（） A.发酵过程中不断通入空气 B.培养条件不当将不能得到产品 C．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡 D.冷却水可是酶的活性降低 2.谷氨酸发酵生产过程中，控制好发酵的条件十分重要，下列处理不正确的是（） A.控制磷脂合成或使细胞膜受损入手，提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速度 B.谷氨酸棒状杆菌属于好氧性细菌，发酵过程中应进行通气和搅拌，以提高培养液中的溶氧量 C.控制碳、氮的比例为3：1，既有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成 D.在发酵过程中控制好温度，有利于谷氨酸高校持久的大量合成 3.谷氨酸除用于制造味精外，还可以用于治疗神经衰弱及配置营养注射液，应用前景广阔。光明制醋厂转产用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸，而是产生乳酸及琥珀酸，其原因是（） A.温度控制不好 B.通气量过多 C.pH成酸性 D.溶氧不足 4.若发酵产品噬菌体，则进行分离提纯的方法是（） A.沉淀萃取 B. 过滤沉淀 C.蒸馏 D.离子交换 5.发酵过程中，不会直接引起pH变化的是（） A.营养物质的消耗 B.微生物呼出的二氧化碳 C.微生物数目的增加 D.次级代谢产物的积累 6.人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白的制造过程的图解如图所示，请根据图解回答下列问题： （1）望发酵罐中注入少量氨水的目的是。 （2）制造真菌蛋白时，要想发酵罐中注入空气，由此可知发酵罐中的真菌的异化作用类型是。 （3）往发酵罐中加入的一切物品都需要消毒，从生态学的角度进行分析，其原因是。 （4）添加的糖被真菌利用，转化成真菌蛋白，必须经过的生理过程有。 （5）从自然界中分离的真菌菌种，用于制造真菌蛋白时，蛋白质的产量很低。要获得更多的真菌蛋白，培育优良的真菌菌种可采用方法。