消泡剂对细胞的生理有重要影响
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1生物工艺学:应用自然科学和工程学原理,依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术2 发酵工程:生物学和工程学的结合,生物方面的各种工程的总称,技术的开发产业化。
3,自然选育:利用微生物在一定的条件下自发变异的原理,通过分离筛选等方法,排除衰变型菌株,从中选择维持原菌落生产水的菌落,并获得纯种4 随机筛选:将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选,以从中挑选出目的菌株的过程5 理性化筛选根据遗传学原理,设计选择性筛子,从将目的菌种筛出来6目的筛选在理性化筛选的基础上,每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导,使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合,从中分离和筛选具有新性状的菌株8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解,使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体,两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合,由PEG作为助融剂,使期发生细胞融合,使两亲本基因由接触到交换,从而实现基因组合9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别:传统生物技术:利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高;现代生物技术:利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高10 简述发酵工艺的历史和特征、历史:天然发酵时期,对微生物本生与缺乏的认识;纯培养技术的建立,发酵技术的建立是第一个转折期,人为控制微生物的时代;通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期,发酵工程的开端,青霉素发酵的开始;代谢控制发酵技术的建立,第三转折期,氨基酸,核苷酸的发酵;发酵原料的转换,糖质原料到非糖质原料;基因工程的运用;,广泛的生物产业,固定代细胞技术,单棵隆抗体。
特征:常压常温下进行反应,反应条件温和,生产材料多价格低,以碳水化合物为主要的原料,不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性,对环境污染少,生产过程无害,可以不增加设备而增加产量,投资少见效快。
名词解释发酵工程:指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系,是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。
高通量筛选:是指将许多模型固定在各自不同的载体上,用机器人加样,培养后,用计算机记录结果,并进行分析,实现快速、准确、微量的筛选菌株的方法。
细胞工程育种:在细胞水平上对菌种进行操作,采用杂交、接合、转化和转导等遗传学方法,将不同菌种的遗传物质进行交换重组,使不同菌种的优良性状集中在重组体重,从而提高产量。
主要有杂交育种和原生质体融合育种。
杂交育种:指将两个基因型不同的菌株经吻合是遗传物质重新组合,从中分离筛选出具有新型性状的菌株。
营养缺陷性标记:微生物经诱变处理后产生的一种突变体,需要在培养基上添加一种特定的有机物才能很好的生存,为筛选该菌株而适当添加的遗传标记。
菌种退化:指生产菌种或选育菌种过程中筛选出来的较优良菌株,由于进行接种传代或保藏之后,群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
理论转化率:指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算,得出转化率大小。
实际转化率:指发酵试验所得转化率的大小。
种子培养:指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后,再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量的纯种的过程。
接种龄:指种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
接种量:指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
表观得率:指对底物的总消耗而言的细胞得率。
理论得率:指仅用于细胞生长所消耗底物而言的细胞得率。
呼吸强度:指单位质量干菌体在单位时间内所吸取的氧量。
用Qo2表示。
耗氧速率:指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量,也称摄氧量。
用γ表示。
高密度发酵:指工程菌在短时间内迅速分裂增殖,使菌体浓度迅速升高的过程。
重点部分:发酵工程技术的发展史1、1900年以前,自然发酵阶段。
酿造生产酒、醋等。
2、1900—1940,科赫建立微生物分离纯化和纯培养技术,创造了单细胞纯培养法。
名词解释1.富集培养:分为分批式富集培养和恒化式富集培养。
分批式富集培养指将富集培养物转接到新的同一种培养基中,重新建立选择性压力,如此重复转种几次后,再取此富集培养物接种到固体培养基上,以获得单菌落。
恒化式富集培养是通过改变限制性基质的浓度,来控制两类不同菌株的比生长速率2.自然选育:不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。
3.诱变选育:用各种物理、化学因素人工诱发的基因突变4.杂交育种:将不同菌株的遗传物质进行交换、重组,使不同菌株的优良性状集中在重组体中,得到具有新性状的菌株。
5.原生质体融合技术:将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合为一个新细胞的技术6.前体:某些化合物加入到发酵培养基后,能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去,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而有较大的提高。
7.促进剂:那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。
8.抑制剂:在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行,同时刺激另一代谢途径,以致可以改变微生物的代谢途径。
9.合成培养基:用化学成分和数量完全了解的物质配制而成,成分精确,重复性强,可减少不能控制因素。
10.天然培养基:采用化学成分不清楚或化学成分不恒定的各种动植物或微生物的浸出物、水解液等物质制成的。
11.孢子培养基:制备孢子用的培养基,营养不太丰富。
12.种子培养基:满足菌种生长用的。
营养丰富,氮源、维生素比例较高。
13.发酵培养基:满足大生产中大量菌体生长和繁殖以及代谢产物积累的营养物质。
14.发酵热:发酵过程中释放出来的净热量。
15.生物热:微生物在生长繁殖过程中,本身产生的大量热。
16.搅拌热:搅拌器的机械搅拌的动能以摩擦放热的方式使热量散发在发酵液中17.生理碱性物质:被微生物利用后,使PH上升的物质18.生理酸性物质:被微生物利用后,使PH下降的物质19.OTR:单位体积培养液中的氧传递速率[mol/(m3·s)]OTR=K L a(C*-C L)K L——以氧浓度为推动力的总传递系数(m/s)a——比表面积(m2/m3)K L a——容积传递系数(s-1)C*——与p平衡的液相氧浓度(mol/m3)C L——液相主体氧浓度(mol/m3)20.摄氧率:单位体积培养液,在单位时间内消耗的氧量21.临界氧浓度:在好氧发酵中,满足微生物呼吸的最低氧浓度。
微生物复习资料1.发酵工程:即微生物工程。
是渗透有工程学的微生物学,是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合,具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵:借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体本身,或其代谢产物的过程。
2.菌种:用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物,包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
来源于自然界大量的微生物,从中经分离并筛选出有用菌种,再加以改良,贮存待用于生产。
3.培养基:供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料,一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐(包括微量元素)以及维生素和水等。
有的培养基还含有抗菌素和色素,用于单种微生物培养和鉴定。
4.菌种退化:菌种的发酵能力降低、繁殖能力降低、发酵产品的得率降低5.下游技术:发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程称为下游加工过程6.工业微生物育种方法:A、自然选育;B、生产选育;C、诱变育种;D、细胞工程育种E、基于代谢调节的育种;F、代谢工程育种G、基因重组育种;H、蛋白质工程育种;J、组合生物合成育种;K、反向生物工程育种7.菌种选育目的:改善菌种的特性,使产量提高,改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用等8.影响微生物生长的环境因素:温度ph 氧9.好氧发酵罐:机械搅拌式通风发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐和塔式发酵罐10.影响种子质量的主要因素1、培养基:2、种龄与接种量3、斜面冷藏时间4、温度:温度直接影响生长和酶的合成;5、pH值:对微生物有明显的影响。
[调节方法有三种方法:用酸碱溶液中和法;使用缓冲溶液法;使用生理缓冲剂.]6、通气搅拌:[溶解氧的作用:参与菌体呼吸作用]7、泡沫:8、染菌的控制9、种子罐级数11)大规模工业生产的培养方法A、固体培养(曲法培养):浅盘固体培养,深层固体培养B、液体培养:浅盘液体培养,液体深层培养(目前几乎所有的好气发酵均采用此法);C、载体培养:用天然(或人工)多孔材料代替麦麸之类固态基质作微生物生长的载体,营养成分可严格控制。
消泡剂对细胞的生理有重要影响,应尽可能的减少消泡剂的用量,在应用消泡剂之前需做比较性的实验,找出一已知培养基中肖泡剂对微生物生理特性影响最小,消泡效率最大的条件,并应考虑消泡剂的成本及对终产物的影响。
消泡剂对产量有影响,发酵一般原则是少量多次!
发酵过程中由于泡沫大量形成,菌体与泡沫形成稳定的乳浊液,影响了氧的传递。
这是加入适量的消泡剂,消除泡沫对溶氧有利。
但是,消泡剂一次性加入过多,消泡剂会聚集在微生物细胞表面及气泡液膜,增加传质阻力,大大降低氧的传递速率,。
我认为:泡沫的形成应该是有利于溶氧的.而大量泡沫会造成逃液和染菌,不利于生产.所以我认
为在发酵过程中要保持一定的泡沫量.有一种现象可能大家也发现了,好的罐批往往泡沫比较大,我们的话说:"发起来了",另外泡沫大时,加入消泡剂后,DO立即减小,其中的原因:大量的气泡破灭,导致气液接触面积迅速减少,而使KLA下降,在氧消耗不变的情况下,供氧忽然降低.
另外9楼说的,菌体和泡沫形成乳浊液的说法,也值得大家讨论.
最后说的,我比较同意:消泡剂增加传质阻力.
常用的消泡剂有4大类:. 天然油脂类. 脂肪酸和酯类; 聚醚类; 硅酮类. 以天然油脂类和聚醚类在生物发酵中最为常用
少量多次是AF流加的重要原则,不可多加,因为会影响产量。
原因有1.消泡剂加的太多会增加液膜阻力影响氧气的溶解和其它影响物质的传递 2.有些消泡剂本身就是有毒的
首先,泡抹与溶氧(DO)的关系,氧气在发酵液中怎么传递的,就是靠气泡,因此,泡抹多肯定溶氧高。
当然泡抹高了本身有其他的问题,9楼的已经讲了。
另外,加入消炮剂,因为气泡破了,溶氧传递受到影响,DO当然会立即下降,这是常识,而且实际也是这样的。
泡抹的消长是有规律的,因产品而易,总是在某个时间段出现,多数情况下,通过加消泡剂消除。
还有的情况是,在中后期,泡抹的增多是因为营养不足,菌体发生自融引起的,这个时候单一的加消泡剂没有任何帮助,合理的方法是补料,补充营养成分,使菌体的生长得到维持,同时增加了耗氧,也一定程度上控制了泡抹的增长。