微生物工程复习资料2..doc

微生物工程复习资料 绪论 发酵工程发展过程中几个标志性人物和事件： 1）1680列文胡克 显微镜 巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起 毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精──酶 科赫 固体培养基的发明，奠定了纯培养技术。 弗莱明发现青霉素 和双螺旋结构 原生质体形成率和再审率（计算方法）： 1）将用酶处理前的菌体经无菌水(或高渗溶液)系列稀释，涂布在完全培养基平板上培养，计出原菌数，该数值为A。 2）将用酶处理后得到的原生质体分别经如下两个过程处理：①用无菌水适当稀释，在完全培养基上培养计数。由于原生质体在低渗透压下会破裂失活，所以长出的菌落数为未形成原生质体的原菌数，该数值为B。②用高渗透压液适当稀释，在再生培养基平板上培养计数，生长出的菌落数为原生质体再生的菌数和未形成原生质体的原菌数之和，该数值为C。 原生质体形成率= 原生质体再生率= 菌种保藏原理及保藏方法： 原理：主要是根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平、缺氧状态、干燥和低温，使菌种处于“休眠”状态，抑制其繁殖能力。 保藏方法：1）斜面冰箱保藏法；2）沙土管保藏法；3）菌丝速冻法；4）石蜡油封存法； 5）真空冷冻干燥保藏法；6）液氮超低温保藏法。 种子扩陪的概念，目的以及标准： 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。 目的：（1）接种量的需要，抑制侵染；（2）缩短发酵周期；（3）逐级适应。 标准：（1）生长活力强、同步性较好；（2）生理状态稳定，生产能力稳定；（3）总量及浓度满足要求；（4）无杂菌及噬菌体污染。 种子扩陪的过程（实验室，生产车间）： 1）实验室阶段：⑴培养物选择的原则： 目的：种子扩培到一定的量和质，根据菌种的特点最终的培养物可分为两类： 对于不产孢子和芽孢的微生物，获得一定数量和质量的菌体；对于不产芽孢和孢子的微生物，实验室阶段的种子扩培最终是获得一定数量和质量的菌体，如谷氨酸的种子培养。 对于产孢子的微生物：①获得一定数量和质量的孢子:培养步骤少,因而更容易获得量和质稳定的种子,但操作繁琐。②获得一定数量和质量的菌丝体:便于操作,但需要更仔细的控制。 ⑵培养基选择的原则：培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。 ⑶起始接种物的传代问题：目的：使菌种的传代次数尽可能的少。 细菌 保藏斜面 → 活化斜面 产孢子 保藏 → 母斜面 → 子斜面 2）生产车间阶段：⑴培养物的选择原则：在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌丝体。菌丝体比孢子要有利：缩短发酵时间；有利于获得好的发酵结果。 ⑵培养基选择的原则： 目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择应首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营养要比发酵培养基丰富。 在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因:一是成本；二是驯化。 ⑶发酵级数的确定：一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数。 谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵 青霉素：三级发酵 一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵 发酵级数确定的依据：①级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响；②级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级；③在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面。 ⑷接种量的确定： 过大过小都不好，最终以实践定，如大多数抗生素为7-15%。但是一般认为大一点好。 双种：两个种子罐接种到一个发酵罐中。 倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 ⑸种龄：种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。 种龄短：菌体太少；种龄长：易老化。 原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是最终由实验结果定。 ⑹种子的质量要求： 量：要求达到一定的浓度； 质：形态(生长处于某个阶段、均匀等等)理化指标：C、N、P的含量，pH，酶活等；无污染。 根据菌种特点，在实验室阶段，扩陪目的有所不同（对于产孢子与不产孢子而言）： 1）对于不产孢子和芽孢的微生物——获得一定数量和质量的菌体。 2）对于产孢子的微生物——获得一定数量和质量的孢子；获得一定数量和质量的菌丝体。 10、关于菌种的异常分析： 异常现象 原因分析 采取措施 早期糖耗过慢、 细胞生长缓慢 接种孢子活力不够 或接种量