发酵工程第五章 种子扩大培养
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实验2灰色链霉菌的活化
学习制备高氏一号斜面培养基的方法以及斜面接种技术。
高氏一号斜面培养基是一种合成培养基,用于培养放线菌。
1. 菌种:灰色链霉菌;
2. 培养基:可溶性淀粉20g,硝酸钾1 g,氯化钠0.5 g,磷酸氢二钾0.5 g,硫酸镁0.5 g,硫酸亚铁0.01 g,琼脂20 g,水1000毫升,PH7.2—7.4(配制时注意,可溶性淀粉要先用冷水调匀后再加入到以上培养基中);
3. 器材:天平、500mL刻度量杯、小刀、牛角匙、玻棒、纱布、18mL×180mL试管、棉花、电炉、烧杯、记号笔、酒精灯、接种环等。
1. 高氏一号培养基的制备
(1)按配方称量药品,加热搅拌至琼脂完全熔化,补水至1000mL。趁热分装于18mL×180mL试管,斜面以8mL为宜。
(3)分装完毕后,塞好棉塞并将试管捆扎好。高压蒸汽灭菌:121℃灭菌20min,灭菌后趁热摆斜面。
2. 斜面接种
接种是将纯种微生物,在无菌操作条件下,移植到已灭菌并适宜该菌生长繁殖所需要的培养基中。为了获得微生物的纯种培养,要求接种过程中必须严格进行无菌操作。一般是在无菌室内,超净工作台或实验台酒精灯火焰旁进行。
(1)左手拿试管菌种,右手拿接种环,先将金属环烧灼灭菌,再将接种环在空白培养基处冷却,挑取菌落,在火焰旁稍等片刻。
(2)左手将试管菌种放下,拿起斜面培养基。在火焰旁用右手小指和手掌边缘拔下棉塞并夹紧,迅速将接种环伸入空白斜面,在斜面培养基上轻轻划线,将菌体接种于其上。划线时由底部向上划一直线,一直划到斜面的顶部。注意勿将培养基划破,不要使菌体沾污管壁。
(3)灼烧试管口,在火焰旁将棉塞塞上。接种完毕,接种环上的余菌必须灼烧灭菌后才能放下。
(4)斜面置于28℃恒温箱中,培养5~6d观察结果。 四、实验步骤 三、实验试剂与仪器 二、实验原理 一、实验目的
实验3 灰色链霉菌的摇瓶种子制备
学习制备摇瓶种子培养基的方法以及种子扩大培养技术。
发酵⼯程重点
第⼀章、绪论
⼀、名词解释:1.发酵:利⽤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或其代谢产物的过程
2.发酵⼯程: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。
3.微⽣物的纯培养:把各种微⽣物彼此分开培养成纯种微⽣物
4.深层培养:(你们书上有的)
5.微⽣物的⽣物转化:是利⽤⽣物细胞对⼀些化合物某⼀特定部位(基团)的作⽤,使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合
⼆、问题:1.发酵⼯业的基本流程是什么?
①发酵原料的选择和预处理
②微⽣物菌种的选育及扩⼤培养
③发酵设备选择及⼯艺条件的控制
④发酵产物的分离提取
⑤废弃物的回收和利⽤等
2.发酵⼯程有哪⼏部分组成?各部分研究⽬标是什么?
- 上游⼯程
- 发酵⼯程
- 下游⼯程
3.实现发酵产品的基本条件是什么?
适宜的微⽣物、保证或控制微⽣物进⾏代谢的各种条件、进⾏微⽣物发酵的设备、精制成产品的⽅法的设备
第⼆章、⼯业发酵菌种的选育
⼀、名词解释:1.⾃然选育:在⽣产过程中,不经过⼈⼯处理,利⽤菌种的⾃发突变,选育出优良菌种的
过程2.诱变选育:利⽤物理或化学诱变剂处理均匀分散的微⽣物细胞群,促使其突变率⼤幅度
提⾼,然后采⽤简便、快速和⾼效的筛选⽅法。3.富集培养:利⽤不同种类微⽣物⽣长繁殖对环境和营养的要求不同,⼈为的控制条件,
使之利于某类或某种微⽣物⽣长,⽽不利于其他种类的微⽣物的⽣存,已达到使⽬的菌种占优势⽽得以快速分离纯化的⽬的。
⼆、问题:1、微⽣物菌种选育的⽅法:⾃然选育、诱变育种、细胞⼯程育种、DNA重组技术育种
2、⾃然选育的主要步骤:
答案⼀:菌种—菌悬液—分离单菌落—分别测定单菌落的⽣产能⼒—筛选⾼产菌株
◆答案⼆:采样-增殖培养-培养分离-筛选(初筛和复筛)(⽼师说答案2还好,⼤家可以⾃⼰再整理下)3、诱变选育的⽅法和步骤?
- ⽅法和步骤:①出发菌株的选择②制备菌悬液③诱变处理④中间培养⑤突变菌株筛
选- 后培养(中间培养):由于在发⽣了突变尚未表现出来之前,有⼀个表现延迟的过程,即细胞内原有酶量的稀释过程(⽣理延迟),需3带以上的繁殖才能将突变性状表现出来。- 进⾏后培养的原因:这个过程对今后的筛选和获得稳定菌株都是极为重要的。4、微⽣物采样要注意什么?
1、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。
2、发酵生长因子 从广义上讲,凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸
、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子
3、菌浓度的测定 是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化,一般前期菌浓增长很
快,中期菌浓基本恒定。补料会引起菌浓的波动,这也是衡量补料量适合与否的一个参数
。
4、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,产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关
5、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
。
6、接种量 : 移入种子的体积
接种量= —————————
接种后培养液的体积
7、比耗氧速度或呼吸强度 单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气,mmol O2?g
菌-1?h-1
8、次级代谢产物 是指微生物在一定生长时期,以初级代谢产物为前体物质,合成一些
对微生物的生命活动无明确功能的物质过程,这一过程的产物,即为次级代谢产物。
9、实罐灭菌 实罐灭菌(即分批灭菌)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加热至灭菌温度后维持一定时间,在冷却到接种温度,这一工
艺过程称为实罐灭菌,也叫间歇灭菌。
10、种子扩大培养 :指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管
斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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。
11、初级代谢产物 是指微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生
成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。
发酵工程知识点
发酵(fermentation)
无氧条件下,有机化合物进行不彻底分解代谢释放能量的过程。
利用生物体或生物细胞(含动物、植物和微生物细胞),在合适的条件下,经特定的代谢途径生产所需产物或菌体的过程。
发酵工程(Fermentation Engineering):发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用生物体或生物细胞的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把生物体或生物细胞应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程的特点
1 安全、简单:
常温常压 条件要求简单
2 原料来源广,价格低:
淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,矿石资源、石油产品甚至废水、废料亦可。
3 反应专一:
发酵通过生物体的自动调节完成,专一性强,可得较为单一的代谢产物。
4 代谢多样:
即使是极其复杂的高分子化合物,也能在自然界找到所需的代谢产物。
5. 易受污染:
培养基营养丰富,适合非目的微生物的生长
6. 菌种易变异:
通过变异和菌种筛选,可获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用,也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
时间 时期 主要技术
1900年前 自然发酵 天然接种
1900~1939年 纯培养 单种微生物分离与纯培养技术
1940~1956年 通气培养 通气搅拌的好气性发酵工程技术
1957~1959年 代谢控制 人工诱变育种与代谢控制发酵
1960~1978年 全面发展 发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术;微生物生物合成
和化学反应合成相结合工程技术
1979年至今 基因工程 原生质体融合技术和DNA重组技术
发酵生产方式:
根据生产用微生物种类进行分类: