下载文档原格式
7-aca生产工艺7-ACA（7-氨基己酸）是一种合成药物中的重要原料，广泛应用于抗生素、激素和维生素等领域。
以下是关于7-ACA生产工艺的简要介绍。
7-ACA的生产工艺主要包括发酵法和化学合成法两种方法。
其中，发酵法是目前应用较广泛的一种方法，下面将重点介绍发酵法的生产工艺。
发酵法生产7-ACA的基本流程如下：1. 选取适宜的微生物菌种。
常用的微生物菌种包括放线菌和真菌等，如链霉菌属、芽孢杆菌属和链格孢菌属等。
2. 制备发酵种子。
将选定的菌种接种到合适的培养基中进行预培养，然后将预培养的菌种移植到大规模发酵罐中进行培养，制备发酵种子。
3. 进行大规模发酵。
将制备好的发酵种子转移到大规模发酵罐中，套用一定的发酵工艺参数，包括温度、pH、气体的流速和进料的配比等。
发酵过程中要控制好氧化还原电位，避免杂质的产生。
4. 提取和纯化。
发酵结束后，将发酵液进行提取和纯化。
一般采用浓缩、萃取、结晶、过滤和干燥等工艺步骤，获得7-ACA的初步产品。
5. 最后的纯化和精制。
利用溶剂萃取、结晶、吸附等工艺步骤对初步产品进行纯化和精制，获得高纯度的7-ACA。
发酵法生产7-ACA的优点是通过微生物的发酵作用，不仅可以合成目标化合物，还可以在发酵过程中产生辅助代谢产物，从而提高药物的产率和质量。
此外，发酵法也具有环境友好、无毒副作用等优势。
需要注意的是，7-ACA的发酵工艺受到多个因素的影响，包括微生物菌种的选择、培养基的组成和工艺参数的调节等。
因此，在实际生产中需要进行有效的工艺优化和控制，以提高产量和质量。
总结起来，7-ACA的生产工艺主要包括发酵法和化学合成法两种方法，其中发酵法是较为常用的一种方法。
该方法通过选取适宜的微生物菌种，进行发酵和提取纯化等步骤，最终获得高纯度的7-ACA产品。
发酵法具有优点如高产率、环境友好等，但在实际生产中需要进行工艺优化和控制。
人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)发酵工程及其应用1．概念：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2．发酵工程的基本环节3．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用：①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的食品添加剂。
③生产酶制剂。
(2)在医药工业上的应用①青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。
②发酵工程逐步扩展到了其他抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。
(3)在农牧业上的应用：①生产微生物肥料。
②生产微生物农药。
③生产微生物饲料。
(4)在其他方面的应用发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，做出越来越大的贡献。
1．发酵工程中所需的性状优良的菌种只能从自然界中筛选出来。
(×)2．在菌种确定之前就要选择原料制备培养基。
(×) 3．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
(√) 4．发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
(√)1．发酵工程中心环节的分析2．啤酒的工业化生产的过程分析(1)啤酒发酵的过程及内容(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别1．下面是有关啤酒的工业化生产的流程。
下列有关叙述错误的是()发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止A．啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段B．发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵C．发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程D．消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期C解析：发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误。
2．(2021·山东济南二模)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。
常用好氧菌谷氨酸棒状杆菌利用图1的发酵罐来大量生产味精，发酵流程如图2所示。
下列叙述正确的是()A．发酵中所使用的谷氨酸棒状杆菌菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种、杂交育种或基因工程育种获得B．为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌C．在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量D．图中发酵过程需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口B解析：谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，不能进行有性生殖，无法通过杂交育种获得，A错误；严格灭菌可以杀死发酵配料及发酵罐中的所有微生物，防止杂菌污染，从而保证发酵产品的产量和品质，B正确；在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，C错误；谷氨酸棒状杆菌属于好氧菌，在发酵过程中要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误。
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。
2019版生物选择性必修3 课后集训第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用题组一发酵工程及发酵工程的基本环节1．下列有关发酵工程的叙述，不正确的是()A．发酵工程是通过利用现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品B．发酵工程涉及菌种的选育和扩大培养、产物的分离和提纯等C．发酵工程所用的菌种可以通过诱变育种或基因工程育种获得D．发酵工程所需的培养基可以选用天然的培养基2．下列有关发酵工程的基本环节的叙述，正确的是()A．发酵工程的基本环节有选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种和发酵、产品的分离和纯化B．接种是发酵工程的中心环节，接种必须在无菌条件下进行C．发酵过程中，不能再向发酵罐中添加营养物质，以免造成污染D．整个发酵过程中通过人工方法对发酵过程中温度、pH、溶解氧等进行检测和控制，从而使发酵过程处于最佳状态题组二发酵工程的应用3．下列有关发酵工程及其应用的叙述中，正确的是()A．发酵工程生产的菌种是对自然界分离的菌种进行定向改造后获得的B．发酵工程生产的单细胞蛋白是从微生物菌体细胞中提取出来的C．利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力，改善土壤结构，促进植株生长，如根瘤菌肥、固氮菌肥等D．利用发酵工程生产微生物的代谢产物可以用蒸馏、过滤、沉淀等方法提取4．由于发酵工程生产条件温和，原料来源丰富，价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
下列有关发酵工程在食品工业上的应用描述，正确的是()A．日常生活中食用的酱油以大麦为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸制作而成B．啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成C．味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在无氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的D．由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和，因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH5．关于发酵工程应用的说法错误的是()A．发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物B．通过发酵工程可以从微生物中提取一些酶C．通过发酵工程可以从微生物中提取单细胞蛋白D．发酵工程的产品可以是微生物的菌体6．下图所示是一个发酵装置，现代发酵工程常常利用计算机系统对发酵过程中的各种指标进行检测和控制，关于发酵过程中发酵条件的描述，不正确的是()A．发酵过程中，由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量达到一定的数值时，可以通过温度传感器感受并控制冷却水从进水口进入B．冷却水从下方进入上方流出的目的是使冷却更充分C．在发酵过程中可能需要通过营养物质加入口加入酸或碱来调节发酵液的pHD．培养液要一次性全部加入，在发酵过程中不能再重新加入7．现在市场上流行一种“精酿”啤酒(以纯手工酿造为主的啤酒)，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，下列有关“精酿”啤酒和普通啤酒的叙述，不正确的是() A．“精酿”啤酒的原料和普通啤酒不同，“精酿”啤酒只使用麦芽、啤酒花、酵母和水，普通啤酒除了麦芽、啤酒花、酵母和水以外，还有玉米等物质B．“精酿”啤酒的原料主要是麦芽，其麦芽汁的浓度较高，口味较为浓郁C．“精酿”啤酒不添加食品添加剂，虽然产量低，价格高，但它也有一定的市场D．“精酿”啤酒和普通啤酒一样可以直接放心饮用8．如图所示为发酵工程生产产品的流程图，请据图回答下列问题。
发酵生产工艺流程1.配料和预处理在发酵生产工艺中，首先需要进行原料的配料和预处理。
根据生产的要求，选择合适的原料，比如碳源、氮源、矿物质等，并进行预处理，如破碎、清洗、消毒等，以保证原料的质量和适应微生物的生长需求。
2.液态培养基的制备在发酵生产中，通常会制备液态培养基来提供微生物所需的营养物质和水分。
液态培养基的制备一般包括以下几个步骤：(1)称取适量的碳源、氮源、矿物质等，并加入适量的水中；(2)调节液体的pH值，一般接近微生物生长的最适pH；(3)进行高压蒸气灭菌，以杀死可能存在的有害微生物，并消除培养基中的氧气。
3.预培养预培养是为了让选择的微生物在液体培养基中适应环境并增殖。
这可以通过以下步骤实现：(1)在液体培养基中接种少量微生物菌液；(2)放置在适宜的温度和环境中，提供充足的氧气和营养物；(3)在预定时间内进行培养，以使微生物达到适宜的生长状态。
4.发酵罐的准备发酵罐是进行大规模发酵的容器。
在发酵生产工艺中，发酵罐的准备包括以下几个方面：(1)检查和清洁发酵罐，确保无杂质污染；(2)进行高压蒸气灭菌，以杀死可能存在的有害微生物；(3)接种适量的预培养微生物菌液，以启动发酵过程。
5.发酵过程控制发酵过程控制是确保发酵过程顺利进行和产物合格的关键环节。
主要包括以下几个方面：(1)温度控制：根据微生物的特性和产品要求，控制发酵罐内的温度在适宜范围内，以促进微生物的生长和代谢活动。
(2)pH控制：调节发酵罐内液体的pH值，以提供适宜的环境条件。
(3)氧气供应：通过通气和搅拌等方式，提供充足的氧气，以满足微生物的需求。
(4)发酵液的混合与搅拌：通过搅拌设备对发酵液进行混合，以实现充分的氧气和营养物的传递，促进微生物的生长和代谢。
6.发酵结束和分离发酵过程通常持续一段时间，当产物达到预定的含量或反应达到一定程度时，发酵过程结束。
(1)分离微生物：通过离心或过滤等方式，将微生物菌体与产物分离。
(2)分离产物：通过沉淀、过滤、浓缩等方式，将产物从发酵液中分离出来。
第一部分：微生物工程原理1、概论1.1 发酵工程的概念和特点1.2 发酵工业的发展简史1.3 发酵工程的应用2、生产菌种来源3、微生物代谢调节和代谢工程4、优良菌种选育5、菌种保藏6、培养基7、发酵工艺控制8、参数检测第二部分：微生物工程下游加工工程第三部分：微生物工程生产设备第四部分：微生物工程生产工艺和产品举例第一章概论掌握本章知识点：1、发酵及发酵工程的定义；2、发酵工程研究的内容；3、发酵技术的发展阶段及其技术特点；4、发酵产物类型。
1、发酵、发酵工程的概念和特点1）传统发酵：最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。
2）生化和生理学意义的发酵：指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
巴斯德：发酵是酵母菌在无氧状态下的呼吸过程，即无氧呼吸，是“生物获得能量的一种方式”。
3）工业上：泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。
包括：厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。
通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。
4）发酵工程：利用微生物的生长代谢活动来生产各种有用生物化学产品的技术过程。
5）发酵工程研究的内容①一条主线：菌种，培养基，种子扩大培养，发酵过程控制，后处理；②两个重点：发酵过程优化，发酵过程放大；③三个层次：反应器水平，细胞水平，分子水平；④四个目标：高转化，高产量，高效率，低成本；6）利用发酵工程进行生产的优点：安全生产，可持续发展。
7）发酵过程存在的问题和缺陷：发酵过程会产生副产物；菌种易发生变异和退化；发酵过程的控制相当复杂；原料主要是农副产品，质量和价格波动较大；与化工过程相比，反应器的效率低；发酵废水量大，并含较高的COD和BOD；；生产过程易受杂菌污染的影响。
8）上游工程：菌种培养发酵工程：发酵罐下游工程：产物提纯2、发酵工业的发展简史1）古老的发酵工业-1900年前（白酒酿造；面包发酵、奶酪制造；酱油、泡菜）特点：多菌混合天然发酵2）早期的发酵工业1900-1940（酒精，乳酸）1680 荷兰列文虎克观察到微生物。
发酵工艺优化发酵工艺优化从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。
扩大时摇考虑2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。
3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。
发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。
4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。
发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。
5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。
发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。
6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。
7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。
8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。
9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。
10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等发酵工艺中补料的作用补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点：(1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。
(2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。
(3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。
(4)可以使“放料和补料”方法得以实施。
