大肠杆菌高细胞密度发酵

1、课程名称：发酵工程设计题目：大肠杆菌的高细胞密度发酵院系：生物与食品工程学院学号：202206040030专业班级：11 生物技术指导教师：李安华2022 5 26 日设计题目枯草芽孢杆菌产淀粉酶发酵工艺的优化学生姓名郑帅超设计要求：所在院系生物与食品工程学院专业年级班11 生物技术1、树立正确的设计指导思想，严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探究的作风和学风。2、依据所给资料，依据任务书中提出的范围和要求按时独立完成，不得延误，不得抄袭他人成果。3、说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必需注明出处。4、设计标准要求标准、有用、切合实际。5、设计应严格按有关

2、设计标准进展。6、设计完毕后，以个人为单位提交设计说明书一份后附流程图。学生应完成的工作：1、在教师的帮助下完成题目设计。2、学生查阅相关文献、资料制定试验路线，并有指导教师检查试验路线的合理性和可行性。3、学生在试验室完成试验方案。4、完成课程设计说明书的初稿，由指导教师帮助修改，最终定稿。参考文献阅读：2022-10-01，177288.2陈坚 ,等. ,2022 ,14(4) :452455.3李民 ,陈常庆 ,朴勤 ,等. 生物工程学报 ,2022 ,14(3) :270275.4,陈常庆. ,2022,28(3):3033.5 李民 ,陈常庆 ,朴勤等 ,生物工程学报 ,2022 ,

3、14 (3) :270275.,2022,29(1):2528.7徐皓 ,李民 ,阮长庚 ,等. 工业微生物 ,2022 ,28(2) :2025.8刘社际 ,杨立明. ,2022 ,12 (1) :29 31.工作打算：2022.5.11 分组并确认指导教师，在教师指导下查阅文献，确定题目。2022.5.12-2022.5.13 进展理论试讲阶段，确定试验路线，然后确定试验方案。2022.5.14-2022.5.17 进展试验操作和书写设计说明书。2022.5.18-2022.5.22 修改说明书，和指导教师沟通。 上交课程设计说明书，并由指导教师填写评语和成绩。任务下达日期：2022 年5

4、 月13 日任务完成日期：2022 年5 月26 日指导教师签名：学生签名：枯草芽孢杆菌产淀粉酶发酵工艺的优化枯草芽孢杆菌产淀粉酶发酵工艺的优化摘要：大肠杆菌被广泛地用于基因工程菌的构建，以获得大量的外源基因产物 ,利用基因重组技术构建的基因工程菌的发酵工艺不同于传统的发酵工艺。生物工程菌发酵的目的是期望能获得大量的外源基因产物 ,的高水平表达不仅涉及宿主 ,载体和目的基因三者之间的相互关系,而且与其所处环境条,需要对影响外源基因表达的因素进展分析 ,度培育是近几年发酵工业的目标和方向 。近几年 ,人们对高密 度发酵(high cell density fermentation)进展了大量的争

5、辩 ,并取得了可喜的成果。对于大肠杆菌 ,尤其是重组大肠杆菌的发酵来讲 ,实现高密度发酵 ,可相应地缩小生物反响器的体积 和降低生物量的分别,从而降低生产本钱 ,和对策加以争辩,并探讨了如何提高大肠杆菌高密度发酵工艺技术水平。摘要：关键词： 关键词： 大肠杆菌高密度发酵培育基溶氧值菌体密度1.设计背景1.设计背景11.1大肠杆菌简介1高细胞密度发酵技术概述1影响大肠杆菌高细胞密度发酵的因素22.设计方案32.1 2.设计方案32.1 试验材料与条件32.2 培育基32.3 总工艺流程43.方案实施53.1 种子的扩大培育53.3 发酵罐的灭菌实消53.4 接种53.5 3.4 接种53.5 取

6、样检测分析53.6 补料63.7 倒罐64.收获与致谢75.参考文献86.附件91.设计背景1.设计背景1.1 大肠杆菌简介1.1 大肠杆菌简介大肠埃希氏菌(Escherichia coli )通常称为大肠杆菌，1885 Theodor Escherich觉察，分布在自然界，大多数是不致病的，主要附生在人或动物的肠道里,为正常菌群，,可引起疾病。大肠杆菌是细菌，属于原核生物，具有由肽聚糖组成的细胞壁，只含有核糖体简洁的细胞器，没有细胞核有拟核，细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体。其代谢类型是异养兼性厌氧型。技术操作简洁，培育条件简洁，大规模发酵经济，倍受遗传工程专家的重视。目前大肠杆菌是应

7、用最广泛，最成功的表达体系，常做高效表达的首选体系。落呈深紫色，并有金属光泽，可鉴别大肠杆菌是否存在。高细胞密度发酵技术概述基因工程技术和大规模培育技术的有机结合，使得原来无法获得的很多自然蛋白能够大量生产：由于大肠杆菌(EscheHchiacolo构造简洁、遗传学背景清楚、生长周期短、,已被广泛应用于重组蛋白,以及非蛋白的生物分 是指在肯定条件和培育体系下，获得最多的细胞量，由此更多地或更高效地获得目的产物。即利用肯定的培育技术和装置提高菌体的发酵密度，使菌体密度较一般培育有显著提高，最终提高产物的比生产率(单位体积单位时间内产物的产量)培育体积，强化下游分别提取，还可以缩短生产周期、削减设

8、备投资，从而降低生产本钱。50 g(DCW)L即为高密度发酵。依据Riesenbere计算，理论400 g(DCWL)，考虑到实际状况中的种种 3 m，宽 1m 的大肠杆菌，发酵液粘度很高，几乎丧失流淌性。迄今为止，大 肠杆菌E coli W3110 174 g(DCWL)，生产聚3 羟1 754 g(DCWL)。1影响大肠杆菌高细胞密度发酵的因素生物量，表达产物在菌体内和发酵液中的浓度比较低，难以获得抱负的生产效率和经济效益。应用高密度发酵不但可获得较高的生物量，而且可显著提高目的基因表达产物的浓度。高密度发酵对发酵设备有较高的要求，而且对发酵条件也有格外高的要求。影响pH 值、补料方式及发

9、酵液流变学特性等。22.设计方案试验材料与条件试验材料由生物与食品工程学院试验室培育的大肠杆菌菌种试验条件温度：37 PH：7.27.6OD：20%80%接种量：1%CO2 溶解度：1%3% PH：氨水通气量：100L/h设备：空压机；50L 发酵罐；蒸汽加热器；分光光度计等培育基以整个过程需要三种培育基：种子培育基的配比牛肉膏牛肉膏蛋白胨氯化钠水1.2g4.0g2.0g400ml35L葡萄糖葡萄糖蛋白胨硫酸氨磷 酸 二氢钾105g磷酸氢二钾630g硫酸镁350g175g420g42g酵母提取物402.5g3流加培育基的配比 3L葡萄糖酵母膏氯化铵磷酸氢二钾磷酸二氢钾硫酸镁氯化钠12g9g12

10、g6g3g3g39g2.32.3 总工艺流程种子的扩大培育发酵罐的前期预备实消接种取样检测分析补料种子的扩大培育发酵罐的前期预备实消接种取样检测分析补料倒罐倒罐43.方案实施3.方案实施3.13.1 种子的扩大培育种子培育基经过配制和灭菌之后，在超净工作台中，用接种环从保存斜面中接一环至发酵罐的前期预备发酵罐的清洗顶等处。用标准溶液校正电极发酵罐的灭菌实消配制发酵培育基并参加发酵罐进展灭菌染菌现象取样口上连接一段硅胶管，在硅胶管上安装节流夹，以防止培育基在灭菌时流出。60121下灭菌0.35L/min通冷却水管脚开挽拌在低转速下进展培育基的冷却接种接种是在发酵罐顶部接种口进展。适当降低通风量，

11、在接种口四周缠绕上经酒精浸泡1，37，pH7.4300rpm。100L/h.的条件下进展发酵培育。取样检测分析复原糖含量的测定复原糖含量测定用的是菲林试剂法。5氨基氮含量的测定氨基氮含量的测定用的是甲醛滴定法菌体浓度的测量1.0吸光度的测定。此时菌体密度即为吸取值与稀释倍数的乘积。10mL。试验是原始数据补料PHDO 值OD 值的变化，进展补料培育基的配制灭菌后，用补料瓶进展补料，期间要留意无菌操作和要留意蠕动泵运转中自于硅胶管的弯曲折叠，消灭的堵塞现象以及水的渗漏等问题。特别需要留意在肯定的阶段泡沫有可能大量生成。倒罐为了安全起见，防止菌体污染环境，倒灌前须对发酵液进展灭菌，升温到90 度，灭菌三格外钟，倒掉发酵液，并把发酵罐彻底的进展清洗干净。64.收获与致谢致以真诚的谢意和崇高的敬意。作，才使我得以顺当地完成这次课程设计。了所遇到的难题，为我以后在求学和生活道路上打好了坚实的根底。最终再一次真诚的感谢全部在课题设计中帮助过我的良师益友和亲爱的同学们。75.参考文献5.参考文献1李寅等著高细胞密度发酵技术化学工业出版社 2陈坚,李寅,毛英鹰,等. 生物工程学报,2022 ,14(4) :452455.3,等. ,2022,14(3):270275.4,陈常庆. ,2022,28(3):3033.5 ,2022 ,14 (3) :270275.6,2022