发酵工程知识点总结.pdf

第一章

1发酵和发酵工程的概念

发酵

狭义：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。

广义：凡是培养细胞（动、植物和微生物细胞）来制得产品的过程。

发酵工程

研究发酵工业生产过程中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学

5、分批发酵，分批补料发酵

分批发酵(batch-process)：在生物反应器内投入限量培养基后，接入微生物菌种进行培养，

完成一个生长周期，获得产品的微生物培养方法。是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形

式。在分批补料发酵：发酵的开始投入一定量的培养基，在发酵过程的适当时期，开始连续

补加碳或（和）氮源或（和）其他必需基质，直至发酵液体积达到发酵罐最大操作容积后，

将发酵液一次放出，这种操作方式称为补料分批发酵。这种发酵方式能保持较高的活菌体浓

度，目前，基因工程菌发酵常采用此方法

3、诱变育种和分子育种的定义。

诱变育种的含义

应用微生物遗传和变异理论，用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群,促进其

突变率大幅度提高,然后采用简便、快速和高效的筛选方法,从中挑选少数符合育种目的的

突变株,以供生产实践或科学研究用

分子育种的含义

分子育种（分子克隆、基因工程）是分子水平上的育种方法。根据需要，用人工的方法取

得供体DNA上的基因，在体外重组于载体DNA上，再转移到受体细胞使其复制、转录和翻

译，表达出供体基因原有的遗传形状。

3、初级代谢产物和次级代谢产物的定义。

1初级代谢产物的定义：微生物代谢产生的，并且是微生物生长与繁殖所必需的代谢产物

初级代谢产物种类：有机酸、氨基酸、核苷酸、蛋白质（包括酶）、多糖、核酸等

2次级代谢产物的定义：微生物代谢产生的，与微生物生长与繁殖无明确关系的代谢产物；

种类包括：抗生素、激素、毒素、色素、信息素、生物碱等。

2、发酵工程研究的内容

※发酵工业用生产菌种的选育：◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种

※发酵条件的优化与控制

※生物反应器的设计

※发酵产物的分离、提取和精制

3、发酵类型

1按发酵产品的类型划分

2按发酵工艺是否需氧划分

※厌氧发酵：如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵

※通风发酵：如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等

3按发酵工艺培养基的状态划分

※固态发酵：主要应用于传统酿造业。

※液态发酵：，是目前发酵工业所采用的主要工艺。

4、发酵工艺培养方法

发酵工艺培养方法有：固态发酵工艺和液态发酵工艺

1固态发酵工艺※固态薄层发酵※固态厚层（通风）发酵

2液态发酵工艺

※液态表面发酵（浅盘发酵）工艺

※液态深层通风发酵(Submergedfermentation)液态深层通风发酵是指在无菌条件下，在

液体培养基内部进行微生物培养，获得产品的过程。它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、

搅拌使空气均匀、培养基灭菌和无菌接种。液态深层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺。

第二三章

二、微生物的生长和繁殖的条件

1、营养物质：水、C源、N源、生长因子，矿质元素。

2、pH值：通常细菌、放线菌在中性；酵母、霉菌在偏酸性条件下生长

3、温度：通常细菌最适生长条件为370C；放线菌、酵母、霉菌在280C生长

4、湿度：5、气体：CO2、O2等

3、微生物纯培养生长曲线及在发酵工业中的应用

A、迟缓期（适应期）

特点:※生长速率等于零※细胞合成新的成分适应新的培养基或别的培养条件

※细胞形态变大或变长※对外界不良环境敏感

实际意义：

※种龄:1对数期“种子”，迟缓期较短；2迟缓期或衰亡期“种子”,迟缓期较长

※接种量：1接种量大，迟缓期较短；2接种量小，迟缓期较长；

※培养基成分:1培养基成分丰富的，迟缓期较短培养基

2成分与种子培养基一致,迟缓期较短

B、对数生长期

影响因素：

※菌种：不同菌种的代时差异极大※营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量※

培养温度：影响微生物的生长速率※营养成分：营养越丰富，代时越短

对数期的实践意义

※代谢、生理研究的良好材料※增殖噬菌体的最适宿主菌龄

※发酵生产中用作“种子”的最佳种龄※因工程菌发酵要尽量延