生物工艺学复习资料（往届整理）.doc

生物工艺学：应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以及提供产品为社会服务。 代谢控制发酵：利用生物化学或遗传学的方法，人为地改变或控制微生物代谢，使其有用产物大量积累的方法。 生理酸性物质 经微生物生理作用（代谢）的能形成酸性的无机氮源称为生理酸性物质 生理碱性物质 经微生物生理作用（代谢）的能形成碱性的无机氮源称为生理酸性物质 生长因子：微生物生长不可缺少的微量的有机物（微量的一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物）。 DE值：淀粉水解程度及糖化程度。是指葡萄糖（所有测定的还原糖权当葡萄糖来计算）占干物质的百分率。 代谢产物 糖类厌气代谢产物 特点：（1）微生物类型，厌气性菌或兼性厌气菌，这种类型发酵都在厌气性环境下进行的厌气性发酵； （2）代谢途径明确，EMP、HMP、丙酮酸循环； （3）产物率高、产量大、原料广，与消耗碳源有准量关系，产物有：酒精、丙酮。 糖类好气性代谢产物 特点：（1）好气性微生物，有氧呼吸好气发酵。菌体生长速度降低或停止生长时，产物才能大量生长； （2）代谢途径清楚； （3）与消耗碳源无准量关系。 次级代谢产物 定义：既不作为细菌或酶的结构成分，也不是一般的细胞储存物质，它对产生菌本身的生理功能物不明确的一类代谢产物。 培养基 定义：指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物提供除营养外的其他生长所必需的条件。（营养、环境条件） 要求：（1）都必须要含有作为合成细胞组成的原料； （2）满足一般生化反应的基本条件； （3）一定的PH条件； （4）工业生产培养基所用的原材料还必须 ①来源丰富，价格低廉，质量稳定； ②根据生产菌的营养特性与产物合成两者兼顾； ③符合工艺、设备的要求（配制培养基时要有利于发酵液质量）。 作用：培养基的组成和配比是否恰当对微生物的生长、产物的形成、提取工艺选择、产品的质量和产量都有很大的影响。 培养基成分 碳源：（1）形式：糖类、油脂、有机酸、低碳醇等 （2）功能：①为微生物菌种的生长繁殖提供能源和合成菌体所必需的碳成分； ②为合成目的产物提供所需的碳成分。 1、快速利用的糖为培养基，有时反而会抑制产物合成，在菌体生长过程作为碳源的来源 2、慢速利用的糖为培养基，常会促进产物合成，在产物合成过程作为碳的来源 原因：快速利用碳源的分解产物抑制了产物形成的关键酶 生产上采取的方法：（1）缓慢利用碳源的使用（2）流加葡萄糖（3）用混合碳源 氮源：（1）种类：有机、无机 （2）作用：构成细胞构质，含N代谢物 （3）不同氮源差别①有机氮源 ②无机氮源 与有机N相比，更容易被微生物吸收 1°生理酸性物质：经微生物生理作用，能形成酸性物质的无机氮源 2°生理碱性物质：经微生物生理作用，能形成碱性物质的无机氮源 无机盐及微量元素： （1）作用：为微生物生理活性物质的组成或生理活性作用的调节物。一般低浓度时，对微生物合成产物促进，高浓度对微生物合成产物形成抑制。 （2）各元素作用 ①P：核酸和蛋白质必要成分，ATP，代谢调节 ②Ca：细胞透性 ③Mg：多数酶激活剂，芽孢的重要成分 ④S：含硫AA的组成和某些酶（CoA）活性剂 ⑤Fe：细胞色素，细胞色素氧化酶和过氧化酶成分 ⑥Cl：啫盐菌必需，改善啤酒味 ⑦Na+，K+：Na维持渗透性，K渗透压和透性 ⑧微量元素：酶的辅基和激活剂，机体对其需求很少 前体：某些化合物加入到发酵培养基中可直接被微生物合成中结合到产物中去，而其自身的结构并没有多大变化，但产物的产量却因加入前体而有较大提高。 促进剂：非常营养，非前体物，却能提高产量的添加剂。 抑制剂：发酵中加入抑制剂会抑制某些代谢途径进行，同时使另一代谢途径活跃，从而获得人们所需的某种产物，或使正常代谢的某一中间代谢产物积累起来。 生长因子：生物素、VB1、提供成长因子的农副产物 培养基配置原则： （1）营养物质应满足微生物需要；（2）营养物浓度及配比应当适当； （3）物理化学条件合适；（4）根据培养基的目的。 培养基种类：（1）天然培养基：凡利用生物的组织、器官及其他抽取或制品配成的培养基。 优点：配制方便，经济，营养 缺点：化学成分不清楚或不稳定 （2）合成培养基：使用成分完全了解的化学药物配制而成的培养基。 优点：成分已知，精确，重复性好 缺点：价格昂贵，培养微生物生长较慢 （3）半合成培养基：由部分天然材料和部分已知的纯化药物组成的