发酵工程 2 发酵工业菌种

第三章发酵工业微生物菌种微生物发酵工业是利用微生物的生长和代谢活动生产各种有用物质的现代工业，它是以培养微生物进行发酵为主。

而在这个过程中，优良的菌种是一个现代化的发酵工业必不可少的，最为重要的环节。

其他如先进的生产工艺和先进的设备，则是为了更充分发挥优良菌种的性能而设计的。

第一节工业微生物菌种的分离和选育第二节工业微生物菌种的改良第三节发酵工业中菌种的退化第四节工业微生物菌种的保藏第五节工业微生物菌种的扩大培养第一节工业微生物菌种的分离和选育一般来说，从自然界直接分离到的菌种，不能立即适应实际的生产需要，只有通过选育，才能提高代谢产物的产量、改进产品质量直至简化工艺。

在微生物发酵工业中生产菌种的选育方法有：•微生物菌种的分离和选育•菌种的改良第一节工业微生物菌种的分离和选育一、微生物菌种的选育二、微生物常规育种三、根据代谢的调节机理选择高产突变菌株一、微生物菌种的选育从自然界分离新菌种一般包括以下几个步骤：1、采样2、增殖培养3、纯种分离4、性能测定1、采样采样地点的确定要根据筛选的目的、微生物的分布概况及菌种的主要特征与外界环境关系等，进行综合、具体地分析来决定。

如果不了解某种生产菌的具体来源，一般可以从土壤中分离。

①、确定选好地点取离地面5——15cm处的土壤几十克，盛入预先消毒好的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好，记录采样时间、地点、环境情况等，以备查考。

②、尽快分离一般土壤中芽孢杆菌、放线菌和霉菌孢子忍耐不良环境能力较强，不太容易死亡。

但一般应尽快分离。

③、酵母菌或霉菌类微生物采样酵母菌或霉菌类微生物，它们对碳水化合物的需要量比较多，一般又喜欢偏酸环境，所以在普通植物花朵、瓜果种子及腐植质等上面比较多。

2、增殖培养收集到的样品，如含有所需的菌种较多，可直接进行分离。

如果样品含有所需要的菌种很少，就要设法增加该菌种的数量，进行增殖（富集）培养。

富集培养：富集培养就是指利用不同微生物之间的生命活动特点的不同，制定出特定的环境条件，使仅仅适应于这种条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加的微生物的分离方法。

高中发酵工程的知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵工程的定义发酵工程是以微生物或酶等生物催化剂为基础，通过控制合适的环境条件，利用微生物或酶的代谢作用，进行有选择地生产物质或提取有用产品的工程技术。

2. 发酵工程的原理发酵工程利用生物催化剂在适宜的温度、pH、氧气供应等条件下对原料进行代谢作用，使其产生有用的化学产物。

发酵过程分为有氧发酵和无氧发酵，有氧发酵是指微生物在充分供氧的情况下进行代谢作用，而无氧发酵则是微生物在缺氧条件下进行代谢作用。

3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、医药、酒类、饲料、化工等领域都有重要的应用，可以生产出酒精、乳酸、维生素、抗生素、酶等多种产品。

二、微生物学基础1. 微生物的分类微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌、酵母菌、病毒等。

其中，细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，酵母菌主要是酵母菌科的酵母菌，真菌包括霉菌和酵母菌。

2. 微生物的生长特性微生物的生长需要适宜的温度、pH值、氧气供应等条件，不同微生物的生长特性有所不同。

典型的微生物生长曲线包括潜伏期、对数生长期和平稳期。

3. 微生物的代谢特点微生物的代谢分为呼吸代谢和发酵代谢两种形式。

呼吸代谢需要有氧气，产生CO2和H2O，而发酵代谢不需要氧气，产生乳酸、酒精、醋酸等产物。

4. 微生物的培养方法微生物的培养方法包括液体培养和固体培养两种形式，培养基的选择对微生物的生长有重要影响。

三、发酵工程的工艺流程1. 发酵工程的基本流程发酵工程的基本流程包括发酵菌种的培养和保存、发酵罐的设计和运行、发酵过程的控制和调节、产品的分离和提取等步骤。

2. 发酵工程的发酵罐发酵罐是进行微生物发酵的设备，按照不同的设计要求可分为批式发酵罐和连续式发酵罐。

3. 发酵工程的发酵菌种发酵菌种是进行发酵的微生物，可以是细菌、酵母菌、真菌等。

合适的发酵菌种是发酵工程成功的关键。

4. 发酵工程的发酵过程控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气供应、营养物质的添加等方面，需要根据不同的菌种和发酵产品进行调节。

1传统发酵工程：通过微生物生长的繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。

2现代发酵工程：将DNA重组细胞融合技术、酶工程技术及代谢网络调控技术综合对发酵过程控制、优化及放大的一门学科。

3未培养微生物：指迄今所采用的微生物培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物。

（特别是极端微生物）4富集培养：是利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养条件要求不同，如温度、PH、培养基C/N等，是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖，数量增加，成为人工环境下的优势种的一种培养方法5热死时间：即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用时间6致死温度：杀死微生物的极限温度。

致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间。

热阻：微生物对热的抵抗能力称为热阻，即指微生物在某一特定条件下（主要是温度）的致死时间。

7分批灭菌：将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起（实罐灭菌）进行灭菌的过程。

8连续灭菌：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温盒冷却等灭菌操作过程。

9种子培养：是指将冷冻干燥管，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和质量的纯种的过程，这种纯培养物称为种子。

种龄：是指种子的培养时间。

接种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。

10临界溶氧浓度：指比影响呼吸所能允许的最低溶氧浓度。

11稀释度D：单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜培养基体积和发酵罐内的培养总体积的比值。

12临界稀释率Dc：把导致菌体开始从系统中洗出时的稀释率。

13发酵热：在发酵过程中，引起温度变化的原因是由于发酵过程中所产生的净热量。

生物热：是指微生物在生长繁殖过程中，本身产生的大量热量。

搅拌热：耗氧培养的发酵罐都有一定功率的搅拌装置，搅拌带动发酵液做机械运动，造成液体之间、液体与设备之间的摩擦，由此产生一定的热量称为搅拌热。