发酵工程知识点

□□口□□口、概念不同在微生物的新陈代谢中，一般将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢而次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。一般认为，次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程产物不同初级代谢的产物，如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。通过次级代谢合成的产物称为次级代谢产物，大多是分子结构比较复杂的化合物，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型次级代谢产物可积累在细胞内，但通常都分泌到细胞外，有些与机体的分化有一定的关系，并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。存在范围不同初级代谢的代谢系统，它是一类普遍存在于各类微生物中的一种基本代谢类型。次级代谢只存在于某些微生物中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。对微生物的作用不同通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。次级代谢产物一般对菌体自身的生命活动无明确功能，不参与细胞结构组成，也不是酶活性必需的，不是机体生长与繁殖所必需的物质，即使在次级代谢的某个环节上□□口□□口发生障碍，也不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。但许多次级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响同微生物生长过程的关系初级代谢自始至终存在于生活的菌体中，同菌体的生长过程呈平行关系，只有微生物大量生长，才能积累大量初级代谢产物。次级代谢则是在菌体生长到一定时期内（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）产生的，它与机体的生长不呈平行关系，一般可明显地表现为菌体的生长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期。对环境条件的敏感性或遗传稳定性上明显不同初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小（即遗传稳定性大），而次级代谢产物对环境条件变化很敏感，其产物的合成往往因环境条件变化而停止。相关酶的专一性不同相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强，催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成的培养基中加入不同的前体物时，往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物另外，催化次级代谢产物合成的酶往往是一些诱导酶，它们是在菌体对数生长末期或稳定生长期里，由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成的一种能催化次级代谢产物合成的酶，这些酶通常因环境条件变化而不能合成。十四、如何选育抗反馈调节的突变菌种微生物生长时常需要一些代谢物如氨基酸、维生素嘌呤和嘧啶化合物等用于细胞的生物合成。如果将这些代谢物的结构类似物（抗代谢物）添加与培养基内，由于它们可以和正常的代谢物竞争同一酶系，因此使微生物不能够再将正常的代谢物用于细胞的生物合成，结果使菌体不能正常生长。如果将菌体诱变，获得在抗代谢物同时也能够正常生长的突变株，则证明给突变株的有关酶系对某抗代谢物已不敏感了。在一般情况下，该突口口□变株的有关酶系对相应的代谢物也不敏感了，这样也就解除了某些代谢物对有关酶系的反馈抑制和阻遏。十五、分解代谢物阻遏（葡萄糖效应）原因：大肠杆菌优先利用葡萄糖，并在葡萄糖耗尽后开始利用乳糖。葡萄糖分解的中间产物阻遏了分解葡萄糖酶系的合成。第四章发酵工业培养基及原料处理一、培养基要满足：满足菌的生长，促进菌的生成二、发酵培养基一般含有五大方面的要素：碳源、氮源、无机盐及微量元素、水，以及生长因子、前体、产物促进剂和抑制剂等。发酵培养基一般有三种分类方法，按原料的化学纯度不同分为：天然合成培养基、合成培养基和半合成培养基；按培养基的物理状态不同分为：固体培养基、液体培养基和半固体培养基；按培养基的用途不同分为：孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三、常用的碳源：葡萄糖、糖蜜、酯类、烃类、（淀粉、糊精需要先糖化）常用的氮源：氨水、蛋白胨、尿素四、工业发酵中培养基按照用途分实验室常用培养基、发酵生产中常用培养基选择培养基实验室常用的培养基鉴别培养基孢子培养基发酵生产中常用的培养基种子培养基发酵培养基□□口□□口第五章一、常用的灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌二、求灭菌时间三、空气除菌的工艺流程(两次冷却两次分离适当加热)预处理的目的：提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；除去压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器六章一、影响发酵的原因及控制(1)营养基质和菌体浓度：碳源的种类和浓度；氮源的种类和浓度；磷酸盐的浓度；菌体浓度；(2)温度：生物热；搅拌热；蒸发热；辐射热；发酵热(3)pH：使微生物细胞的原生质膜的电荷发生改变；直接影响酶活性；直接影响代谢过程控制：添加碳酸钙法，氨水流加法，尿毒流加法，通过补料控制pH(4)通气和搅拌：微生物对氧气的需求(临界氧浓度，溶解氧)(5)泡沫：化学消泡，机械消泡(6)二氧化碳和呼吸商控制：严格选择和控制最适温度。□□口□□口泡沫控制的途径：调整培养基成分或改变某些物理化学参数或改变发酵工艺；采用机械消泡或消泡剂；采用菌种选育的方法筛选不产生流态细胞的菌种。染菌的原因及控制种子带菌，空气系统带菌，夹套穿孔，盘管穿孔，操作问题，补料取样带菌，培养基灭菌不透。控制：发酵优化的控制表型延迟：指某一突变在DNA复制和细胞分裂后，才在细胞表型上显示出来，避免长出不纯的菌落。诱变育种：是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促使其突变率大幅度提高，然后采用简便快捷和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目标的突变株用于生产和研究。生长因子：是一类对微生物必不可少的物质，一般为一些小分子有机物，需求量很小。假菌丝：富集培养：是指在目的微生物样品含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速生长繁殖菌种复壮：连续培养：以一