菌种与种子扩大培养
2008-05-11 15:12:43| 分类： 默认分类 阅读337 评论0 字号：大中小 订阅
1.1 微生物工业用菌种
1.1.1 发酵工业对生产菌种的要求
1) 能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高（目标产物的产量尽可能接近理论转化率）。目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离。
2) 发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。
3) 菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会减少；提高设备的利用率。
4) 根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株（微生物菌种缺少或丧失了合成某种或多种必需生长因子的能力）或调节突变菌株或野生菌株。
5) 抗杂菌、抗噬菌体能力强。
6) 菌种纯粹，遗传性状稳定（不易变异退化），以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化，生产性能下降是生产中常碰到的问题。
7) 菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括抗生素、激素和毒素等），以保证安全。使用新菌种时更应注意；应用食品领域更需经严格鉴定，如早期酱油生产采用黄曲霉，现已停止。
1.1.2 工业上常用的微生物
微生物的共同特性
1) 个体小、构造简单；
2) 容易培养、易于代谢；
3) 生长旺盛、繁殖迅速；
4) 适应性强、容易变异；
5) 分布广泛、种类繁多
工业上常用的微生物
发酵工业上常用的微生物有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌四大类群。要求复习微生物知识，掌握工业上常用微生物的基本形态。此处介绍其中具有工业价值的主要微生物。
细菌 细菌是自然界中分布最广、数量最多、与人类关系最为密切的一类微生物，也是发酵工业上使用最多的一种单细胞生物。细菌的一般结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体及内含物几部分；特殊结构是某些细菌所特有的，如荚膜、鞭毛、芽胞等，它们在细菌的分类鉴定中有重要的意义。
1发酵工程：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技术。其研究内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。
2种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。
3菌种衰退：菌种经过长期人工培养或保藏，由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。
4前体：指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
5促进剂：是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后可以影响微生物的正常代谢，促进中间代谢物的积累，或提高次级代谢产物的产量。
6微生物代谢的控制：指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。
7生物热：生物热是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。培养基中碳水化合物，脂肪，蛋白质等物质被分解为CO2, NH3时释放出的大量能量。
8发酵热：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。
9搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关。
10分批培养：简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。
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-1 简答题
1、请简述发酵工程发展史上的四个转折点。
答：第一个转折点：非食品工业；
第二个转折点：青霉素→抗菌素发酵工业；
第三个转折点：切断支路代谢:酶的活力调控,酶的合成调控(反馈控制和反馈阻遏),解除菌体自身的反馈调节,
突变株的应用,前体、终产物、副产物等； 近代转折点：基因、动物、海洋
2、请简述20世纪70年代现代生物技术取得的标志性进展有哪些？
答：细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物；基因组与基因组功能；细胞大规模培养──微生物、动植物细胞、藻类细胞等。
3、请简述工业化生产对菌种的要求有哪些？
答：能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物；有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强；遗传性能要相对稳定；不易感染它种微生物或噬菌体；生产菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）；生产特性要符合工艺要求。
4、请简述菌种选育与分子改造的目的与方法。
答：目的：防止菌种退化；解决生产实际问题；提高生产能力；提高产品质量；开发新产品。 方法： 基因突变：自然选育、诱变育种；
基因重组：杂交、原生质体融合、基因工程； 百度文库 - 好好学习，天天向上
-2 基因的直接进化：点突变、易错PCR、同序法DNA Shuffling等.
5、请简述工业生产对发酵培养基的要求。
答：1.培养基能够满足产物最经济的合成。
2.发酵后所形成的副产物尽可能的少。
3.培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。
4. 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。
6、请解释在发酵培养基中添加产物促进剂为什么能够提高产量？
⽣物⼯艺原理习题集
《⽣物⼯艺原理》
⼀、名词解释（共5题，每题3分，共15分）
诱变选育⾃然选育⽣理碱性物质⽣理酸性物质前体⽣长因⼦产物促进剂
代谢控制发酵巴斯德效应葡萄糖效应初级代谢产物次级代谢产物临界溶氧浓度发酵热
⼆、填空题（，共20空，每空0.5分，共10分）1．⾃然界分离微⽣物的⼀般操作是_______________、_______________、________________、_________________________________。
2．从环境中分离⽬的微⽣物时，进⾏富集的⽬的是________________________________。3．菌种选育分⼦改造的⽬的是_______________、______________、_________________、_____________、_________________。4．培养基成分选择的原则是________________、________________、______________________、______________________________。
5．种⼦扩⼤培养的⽬的是_____________、_______________________、_______________________与要求__________________、_________________、_________________、____________________________。
6．种⼦扩⼤培养的⼀般步骤__________________、_________________、_______________________、_____________________________________。
7．在酿酒过程中影响杂醇油⽣成的原因是___________________、____________________、_______________________________________。
