发酵工程发酵工业微生物菌种.ppt

常用的液体深层培养法 放大法 两步法 控制培养法 分批培养法（间歇发酵法） 连续培养法（连续发酵法） 补料分批培养法（流加法） 1、放大法 将微生物在摇瓶基础上逐级扩大实现大量生产。 厌氧培养主要问题为如何除去发酵产生的热量。 好氧培养主要控制如何进行放大，放大多少级？ 一般以氧的供给为基数进行放大，放大3-5级，应考虑氧的传递速度，需要的搅拌动力，混合时间以及相应参数的控制。 2、两步法 多应用于酶制剂和氨基酸生产方面。原因是微生物生长的条件和产生代谢产物的条件往往不同。 特点：菌体先在营养丰富的培养基上大量繁殖，然后收集菌体浓缩物，洗涤后再转入添加诱导物的产酶培养基上，发酵产生酶，菌体在第二阶段通常不繁殖，只累计代谢产物。 3、控制培养法 了解发酵罐内部的变化情况，掌握短暂时间内状态变量的变化以及可能测定的环境因子对微生物代谢活动的影响，并以此为基础进行控制培养，以达到产物产生的最优培养条件，也可以称为电子计算机控制发酵。 4、分批培养法（间歇发酵法） 先将空罐灭菌，培养基装入后，接种进行培养，在培养过程中，培养基成分一直减少，微生物一直增值。 此方法培养基消耗结束后即终止发酵，不易染菌，但是很难采用控制基质浓度的方法增大发酵能力。 5、连续培养法（连续发酵法） 往发酵罐中连续供给新鲜培养基的同时，将含有微生物和产物的培养液从发酵罐中连续放出，叫连续培养法。 特点是能使微生物处于恒定不变的环境中长期持续培养。 一般用于废水处理，葡萄糖酸发酵等。 6、补料分批培养法（流加法） 也叫做流加法，在分批培养时，不断供给培养基，但所需产物不到某一定时刻不放出的方法。 用于面包酵母、氨基酸等工业生产。 工业微生物种子的扩大培养 菌种扩大培养的任务 种子制备的过程 发酵工业种子培养 影响种子培养的因素和种子质量的控制 四、影响种子培养的因素和种子质量的控制 种子质量的判断 种子质量标准 影响种子质量的因素 种子异常的分析 1、种子质量的判断 种子在种子罐中培养时，必须适时观察培养情况，判断种子质量。 pH 培养基的成分 显微镜下观察菌体和培养液外观 其他参数，如酶活力等 2、种子质量标准 细胞或菌体：菌体的形态、菌液浓度和培养基的外观是重要的指标。 生化指标：种子液的各类生化参数也是菌体繁殖的反映。 产物生成：种子液中产物的生成量也是考查种子质量的指标。 酶活力：测定某种酶活力作为种子质量的标准，是一种新方法。 3、影响种子质量的原因 种子的质量优劣除取决于本身的遗传特性外，还与培养条件直接有关。 培养基：生产过程中种子质量不稳定主要是原材料质量波动的结果，所以不同条件下培养的结果对种子质量影响也比较大。 种龄与接种量：对数期的种子利于发酵，接种量的大小直接影响发酵周期。 3、影响种子质量的原因 培养温度和湿度：培养温度直接影响生长和酶的合成。选择合适的温度对发酵效果有很大的影响。培养基的湿度则可能直接影响种子的生长速度。 pH：培养基的氢离子浓度对微生物生命活动有显著影响。 3、影响种子质量的原因 通风和搅拌：工业上在考虑满足菌体生长与合成酶的情况下，还要考虑经济效果。通气量与菌种、培养基性质和培养阶段有关。 泡沫：泡沫长期存在影响微生物对氧的吸收，妨碍二氧化碳排除，因而破坏生理代谢正常进行，不利于发酵。 3、影响种子质量的原因 染菌的控制：染菌的原因包括设备、管道、阀门不洁或损坏、灭菌不彻底、空气净化不好、无菌操作不严或菌种不纯。 种子罐级数的决定：种子罐级数取决于菌种性质、菌种的数量、繁殖速度、发酵罐中最低接种量等。 4、种子异常的分析 种子在发酵过程中出现的异常情况如下： 菌种生长发育缓慢或过快：根据培养条件和通气条件确定是否种子异常。 菌丝结团：液体培养条件下，繁殖的菌丝并不分撒而是聚成团状称为菌丝团，菌丝结团与搅拌效果差和接种量小有关系。 菌丝粘壁：种子培养过程中，由于搅拌效果差，泡沫过多及种子罐装料系数过小，使菌丝逐步粘在罐壁上。 工业微生物种子的扩大培养 菌种扩大培养的任务 种子制备的过程 发酵工业种子培养 影响种子培养的因素和种子质量的控制 第三节 种子培养基及其制备 菌体组成和细胞外代谢产物 种子培养的培养基选择和配制原则 一、菌体组成和细胞外代谢产物 菌体组成 细胞外代谢产物 微生物的营养类型 1、菌体组成 不同的微生物细胞有着共同的特点： 具有细胞壁、细胞膜等结构，含有组成生命体的基本元素； 最基础的生物小分子都是核苷酸、氨基酸等化合物，构成生物大分子核酸、蛋白质等； 所有菌体细胞膜都是磷脂双分子层镶嵌蛋白质； 核糖体存在于所有细胞内，不可或缺。 2、细胞外代谢产物 微生物代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物。 初级代谢产物：微生物产生的自身生长繁殖必须的代谢产物，如氨基酸、核苷酸、维生素等