发酵工程概论幻灯片.pptVIP

发酵过程 将菌体接种到装有培养液的发酵罐中，还需要对发酵过程进行检测和对发酵条件进行控制。这是为什么呢？ 发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。因此，要在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物。同时，还应对发酵条件进行严格控制。 发酵过程 哪些条件能影响菌体的发酵呢？ 发酵生产中温度、pH、溶氧量、转速等对发酵过程有重大影响。 环境中有哪些非生物因素可能影响谷氨酸发酵？ O2 温度 30~37℃ 34~37℃ PH 7.0~8.0 无机盐 PO43- 浓度过高，则转为缬氨酸发酵 pH呈酸性：乙酰谷氨酰胺； 溶氧不足：乳酸或琥珀酸； 碳氮比的变化：不足：a—酮戊二酸 多余：谷氨酰胺； 分离、提纯 代谢产物 采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来 菌体本身，如酵母菌和细菌等 采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 一、发酵工程的概念 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 有用的产品或直 接把微生物应用 于工业生产过程 的一种新技术。 微生物学的奠基人——伟大的巴斯德 我国的传统发酵产品酱油、醋、腐乳等享誉世界 我国的酿酒已经有4000多年的历史 我国的酱油距今已有3000年的历史 1857年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用 密闭式发酵罐 二、发酵工程的生产实例 谷氨酸是味精的主要成分 生产谷氨酸可以采用哪些方法？ 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径 谷氨酸棒状杆菌在一定的条件下能够利用环境中的营养物质来合成谷氨酸。 在工厂里是怎样应用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸的？ α-酮戊二酸 葡萄糖 中间产物 谷氨酸 谷氨酸脱氢酶 NH4+ 抑制 （1）菌种的选育 （2）培养基的配制 （3）培养基和设备的灭菌 （4）扩大培养和接种 （5）发酵过程 需严格控制温度、PH、溶氧、通气量与转速等发酵条件 （6）产品的分离提纯 菌体可采用过滤、沉淀等方法分离 代谢产物可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法提取 中心阶段 三、发酵工程内容 （诱变育种、基因工程和细胞工程） ②、是不是所有的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢？我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢？ 只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。 ①、谷氨酸产生菌的种类 谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等 菌种 菌种的选育 要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量等方面符合人们要求的产品，最重要的是要有优良的菌种。 怎样才能得到优良的菌种呢？ 如果生产的是微生物直接合成的产物 可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。 如果生产的是一般微生物不能合成的产品 可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品的目的 有了菌种用什么样的培养基去培养呢？ 培养基应满足微生物生长所需要的碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等营养需求。 这种培养基从组成成分和物理性质上看属于哪种培养基? 从物理性质上看是液体培养基，从化学成分上看是天然培养基。 成 分 酸碱度 豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸二氢钾、氧化钾、硫酸镁、生物素 pH：7—8 培养基的配制 问：为什么要用液体培养基和天然培养基？ 答 ：①能使营养物质在发酵过程中得到充分的利用； ②还能为菌体提供更大的生存空间； ③有利于生产过程中条件的控制和产物的提取。 ①能满足菌体的营养需要； ②能降低生产成本； ③能减少对环境的污染。 配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？ 不能 需要进行灭菌 为什么要杀菌？如何灭菌算彻底？ 防止杂菌污染，对发酵过程造成不良影响； 杀死所有杂菌的细胞体、芽孢和孢子 将培养液投放到发酵罐中，通入98kPa的蒸汽进行灭菌 灭菌 是否可以将所选择的优良谷氨酸棒状杆菌直接加入发酵罐中？ 大规模的发酵生产需要大量的菌种，应先经过多次扩大培养。这样可以缩短生产周期。 用于生产的菌种应选择处于对数期的谷氨酸棒状杆菌 接种 加料口 放料口 无菌空气入口 排气口 冷却水进口 冷却水出口 PH检测及控制装置 搅拌器 发酵过程中应该注意控制好哪些条件？ 温度 Ph 氧气 培养过程中不断进行搅拌的目的是什么？ 搅拌有利