2022年发酵工程知识点总结.docx
《2022年发酵工程知识点总结.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年发酵工程知识点总结.docx(10页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、名词说明(每个 3 分) 填空题单项选择题运算题( 2 题) 简答题 ( 4-5 题) 分析题( 1-2 题)论述或问答题 1 题)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:凡是培育细胞(动、植物和微生物细胞)来制得产品的过程;发酵工程讨论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2、发酵工程讨论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掌握生物反应器的设计发酵产物的分别、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
2、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 按发酵工艺培育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纳的主要工艺;4、发酵工艺培育方法发酵工艺培育方法有: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 Submerged fermentation 液态深层通风发酵是指在无菌条件下,在液体培育基内部进行微生物培育,获得产品的过程;它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、搅拌使空气匀称、培育基灭菌和无菌接种;液态深
3、层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺;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育基后,接入微生物菌种进行培育, 完成一个生长周期, 获得产品的微生物培育方法;是目前传统发酵工业所采纳的主要发酵形式;在分批补料发酵: 发酵的开头投入肯定量的培育基,在发酵过程的适当时期,开头连续补加碳或(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纳此方法其次三章1、发酵工业常用的微生物的种类,主要的发酵产品;发酵工业常用的微生物有
4、细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类;细菌: 1、枯草杆菌与中性蛋白酶和-淀粉酶; 2、乳酸杆菌、双歧杆菌与酸奶、微生态剂; 3、醋酸杆菌与醋酸;4、棒状杆菌与谷氨酸5、大肠杆菌与基因工程受体菌;6、目前正在讨论和开发的重要细菌代谢产物枯草杆菌与溶栓酶;大肠杆菌与天冬酰胺酶放线菌: 是一类呈分枝状生长, 主要以孢子或菌丝体繁衍的单细胞原核型丝状微生物,是抗生素的主要生产菌,目前发觉的近万种抗生素中,80%来源于放线菌;如链霉素、卡那霉素、新霉素、四环素、金霉素、土霉素、放线菌素D、红霉素、螺旋霉素、白霉素、制霉菌 素等;酵母菌:啤酒酵母(面包酵母) :应用非常广泛,除用于传统的发酵行业外,仍可用于
5、提取核酸、麦角固醇、细胞色素C、凝血质和辅酶 A 等;同时,仍可用作食用、药用和饲料用酵母;假丝酵母 有较强合成才能,可用于农产品废弃物及食品生产废水的处理;红酵母但能同化某些糖类,产脂才能较强,可从菌体提取大量脂肪;并能合成 -胡罗卜素;发酵工业上常用的霉菌有:根霉、曲霉、青霉、木霉和红曲霉等;根霉分泌淀粉酶、蛋白酶,能产生酒精、芳香脂类物质,是酿酒所必需的主要菌;毛霉能糖化淀粉并能少量乙醇,产生蛋白酶,有分解大豆蛋白才能;多用来做豆腐乳、豆豉;有的毛霉能产生脂肪酶、果胶酶、凝乳酶;对甾族化合物有转化作用.米曲霉:具有较强的蛋白分解才能和糖化才能;用于酱油和酿酒生产黑曲霉是发酵工业应用最广的
6、曲霉菌,具有多种酶系,是糖化酶、蛋白酶、果胶酶、纤维 素酶、植酸酶和葡萄糖氧化酶生产菌;黑曲霉能产生多种有机酸,如柠檬酸、衣康酸、葡萄糖酸、抗坏血酸、没食子酸等栖土曲霉:栖土曲霉含有丰富的蛋白酶系,为蛋白酶生产菌;青霉能产生多种酶和有机酸;木霉主要用于纤维素酶的生产红曲霉能分泌淀粉酶,产生红色素,产生酒精,产生降血压和降血脂的药物,;产黄头孢霉:本种霉菌产头孢霉素N 和头孢霉素 C,其衍生物称为先锋霉素;2、微生物的生长和繁衍的条件1、养分物质: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;
7、放线菌、酵母、霉菌在280C 生长4、湿度:5、气体: CO2 、O2 等3、微生物纯培育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育基或别的培育条件细胞外形变大或变长对外界不良环境敏锐实际意义: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;培育基成分 :1 培育基成分丰富的,迟缓期较短培育基2 成分与种子培育基一样,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养分物浓度: 影响微生物的生长速率和总生长量 培育温度:影响微生
8、物的生长速率养分成分:养分越丰富,代时越短对数期的实践意义代谢、生理讨论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”的正确种龄因工程菌发酵要尽量延长对数期C、稳固期特点:细胞生长速率为零 ;活细胞总数维护不变,即新繁衍的细胞数与衰亡的细胞数相等,菌体总数达到最高点;细胞生理上处于衰老,代谢活力钝化,细胞成分合成缓慢,G+染色发生变化稳固期的实践意义发酵生产中以菌体为终产品的正确收成期导致了连续培育原理的提出和工艺技术的改某些代谢产物特殊是次生代谢产物发生在此阶段,某些细菌的芽孢也发生在此阶段,故又称作代谢产物合成期;D、衰退期特点:细胞以指数速率死亡,有时细胞死亡速率降低是由于抗性
9、细胞的积存;细胞变形退化,有的发生自溶,G+染色发生变化;影响衰亡期的因素及实践意义菌种的遗传特性有关: 有些细菌的培育经受全部的各个生长时期,几天以后死亡, 有些细菌培育几个月乃至几年以后仍旧有一些活的细胞;养分物质和有毒物质有关:补充养分和能源以及中和环境毒性,可以减缓死亡期细胞的死亡速率,延长细菌培育物的存活时间4、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衍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,与微生物生长与繁衍无明确关系的代谢产物; 种类包
10、括:抗生素、激素、毒素、色素、信息素、生物碱等;5、微生物合成次级代谢产物的基本特点;A、次级代谢产物具有种属特异性B、次级代谢产物在菌体稳固期合成C、次级代谢产物不少是结构相像的混合物D、次级代谢产物合成受多基因调控6、提高次级代谢产物产量的方法;A、补加前体类似物如青霉素生产补加苯乙酸能增加青霉素G;加苯氧乙酸得到青霉素K;B、加入诱导物如加蛋氨酸能增加头孢霉素C的产生;加巴比妥可提高利福霉素产量C、防止碳分解产物的阻遏或抑制:如限量流加法发酵D、防止氮分解产物的阻遏或抑制如限量氮源E、选育耐前体物质的突变株、耐抗生素的突变株、毒性的突变株、养分突变株第四章 菌种选育1、微生物纯种分别方法
11、有哪些?1、固体稀释平皿倾注法(混菌法)最常用的微生物纯种分别方法2、涂布分别法3、平板划线分别法4、单细胞挑取法5、组织分别法6、利用选择培育基分别法7、其他方法2、从自然界中分别和选择微生物菌种的步骤1. 定方案:第一要查阅资料,明白所需菌种的生长培育特性;2. 采样:有针对性地采集样品;3. 增殖:人为地通过掌握养分或培条件,使所需菌种增殖培育后,在数量上占优势;4. 分别:利用分别技术得到纯种;5. 发酵性能测定:进行生产性能测定;这些特性包括外形、培育特点、养分要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH 值、提取工艺等;微生物菌种的分别和
12、选择实例从自然界中分别产 .淀粉酶枯草芽胞杆菌1、确定采样地点:2、处理样品:3、增殖培育:4、选择培育基分别:5、选择单菌落于斜面试管,280C 培育;6、摇瓶培育: 280C, 2 3 天,取出,过滤;7、测定菌株的 .淀粉酶活性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匀称分散的微生物细胞群, 促进其突变率大幅度提高 , 然后采纳简便、快速和高效的选择方法, 从中选择少数符合育种目的的突变株 , 以供生产实践或科学讨论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;依据需要,用人工的方法取得供体 DNA 上的基因,在
13、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外形;4、原生质体融合定义及主要步骤定义 用脱壁酶(细菌和放线菌用溶菌酶,酵母和霉菌用蜗牛酶和钎维素酶)去除微生物的细胞壁, 制成原生质体, 用聚乙二醇促进原生质体融合,从而获得异核体的这一技术叫原生质体融合;步骤标记菌株的选择 :养分缺陷型和抗药性标记原生质体的制备:脱壁酶脱壁原生质体的融合:聚乙二醇促进融合原生质体的再生:再生培育基培育再生壁融合子的选择:选择性培育基上划线生长,分别验证,挑取融合子进一步试验、保藏;生产性能选择;5 试述柠檬酸菌种分别和诱变育种的主要过程从土壤中分别、诱变及随机选择柠檬
14、酸高产菌种选育过程;一、从土壤中选择产柠檬酸的黑曲霉菌株1、确定选择产柠檬酸的菌种种类,采集样品: 取霉腐土层,选择黑曲霉菌株;2、选择合适的培育和纯种分别的方法:固体稀释平皿倾注法分别土壤中的黑曲霉, 在平板培育基中添加碳酸钙,待培育长出菌落后,挑取透亮圈大的菌落于斜面;3、选择产酸的单菌落斜面菌种,进行生产性能的测定: 即确定所选择的黑曲霉菌株产的是柠檬酸;二、菌种的诱变育种1、将黑曲霉接种于斜面活化;2、制备动身菌孢子悬液并进行活菌计数;3、诱变剂处理:可先单一,后复合处理:1) 物理因子:紫外线诱变和 射线诱变处理;2) 化学因子:硫酸二乙酯、亚硝基胍处理;3、用加碳酸钙的平板分别诱变
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 发酵 工程 知识点 总结
限制150内