最新微生物正交实验PPT课件.ppt
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1、进入夏天,少不了一个热字当头,电扇空调陆续登场,每逢此时,总会想起进入夏天,少不了一个热字当头,电扇空调陆续登场,每逢此时,总会想起那一把蒲扇。蒲扇,是记忆中的农村,夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇,是记忆中的农村,夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡,每逢进入夏天,集市上最常见的便是蒲扇、凉席,不论男女老少,个个手持乡,每逢进入夏天,集市上最常见的便是蒲扇、凉席,不论男女老少,个个手持一把,忽闪忽闪个不停,嘴里叨叨着一把,忽闪忽闪个不停,嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”,于是三五成群,聚在大树,于是三五成群,聚在大树下,或站着,或随即坐在石头上,手持那把扇子,边唠嗑边乘凉。孩
2、子们却在周下,或站着,或随即坐在石头上,手持那把扇子,边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳,热得满头大汗,不时听到围跑跑跳跳,热得满头大汗,不时听到“强子,别跑了,快来我给你扇扇强子,别跑了,快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套,跑个没完,直到累气喘吁吁,这才一跑一踮地围过了,这时子们才不听这一套,跑个没完,直到累气喘吁吁,这才一跑一踮地围过了,这时母亲总是,好似生气的样子,边扇边训,母亲总是,好似生气的样子,边扇边训,“你看热的,跑什么?你看热的,跑什么?”此时这把蒲扇,此时这把蒲扇,是那么凉快,那么的温馨幸福,有母亲的味道!蒲扇是中国传统工艺品,在是那么凉快,那么的温馨幸福,有母亲的味
3、道!蒲扇是中国传统工艺品,在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树,制作简单,方便携带,且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树,制作简单,方便携带,且蒲扇的表面光滑,因而,古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名,实即面光滑,因而,古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名,实即今日的蒲扇,江浙称之为芭蕉扇。六七十年代,人们最常用的就是这种,似圆非今日的蒲扇,江浙称之为芭蕉扇。六七十年代,人们最常用的就是这种,似圆非圆,轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今,我的记忆中,它跨越了半个世纪,圆,轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今,我的记忆中,它跨越了半个世纪,也走过了我们的半个人
4、生的轨迹,携带着特有的念想,一年年,一天天,流向长也走过了我们的半个人生的轨迹,携带着特有的念想,一年年,一天天,流向长长的时间隧道,袅长的时间隧道,袅微生物正交实验 菌种的扩大培养是发酵生产的第一道工序菌种的扩大培养是发酵生产的第一道工序,该工该工序又称为序又称为种子制备种子制备。菌体数量增加菌体数量增加种子制备种子制备 高质量的种子高质量的种子种子的扩大培养任务:种子的扩大培养任务:获得纯而壮且活力旺盛、接种数量足够的培获得纯而壮且活力旺盛、接种数量足够的培养物。养物。发酵时间长短和接种量的大小有关。发酵时间长短和接种量的大小有关。将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中,有利于缩短将较多数量的成
5、熟菌体接入发酵罐中,有利于缩短 发酵时间,提高发酵罐利用率,减少染菌机会。发酵时间,提高发酵罐利用率,减少染菌机会。液体深层培养 液体深层种子罐从罐底部通气,送入的空气由搅拌浆叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。这种由罐底部通气搅拌的培养方法,相对于气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法,称为深层培养法。深层培养基本操作的三个控制点:灭菌 温度控制 通气、搅拌几种深层培养法(1 1)控制培养法:控制培养法:根据罐内部的变化情况,掌握根据罐内部的变化情况,掌握 短时间内状态变量的变化以及可能测定的环境短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,以此为基础因子对微生物代谢活动
6、的影响,以此为基础 作控制培养,以达到产物的最优培养条件。作控制培养,以达到产物的最优培养条件。(2 2)载体培养法载体培养法:以天然或人工合成的多孔以天然或人工合成的多孔 材料代替麸皮之类的固体基质作为微生材料代替麸皮之类的固体基质作为微生 物的载体。物的载体。(3 3)两步法两步法:酶制剂的两步深层培养中,将酶制剂的两步深层培养中,将 菌体生长(营养期)和产酶条件(繁殖菌体生长(营养期)和产酶条件(繁殖 期)区分开。期)区分开。三、种子质量控制种子质量主要受孢子质量、培养基、培养条件、种龄和接种量等因素的影响。种子的质量是发酵能否正常进行的重要因素之一,因为种子制备不仅是要提供一定数量的菌
7、体,更为重要的是要为发酵生产提供适合发酵、具有一定生理状态大的菌体。种子质量的控制将以此为出发点。三、种子质量控制1 1、培养基:尽量选择一些有利于孢子发芽和菌丝生、培养基:尽量选择一些有利于孢子发芽和菌丝生长的培养基;营养成分要尽可能和发酵培养基相长的培养基;营养成分要尽可能和发酵培养基相近。近。2 2、培养条件:最适温度;通气搅拌的控制。、培养条件:最适温度;通气搅拌的控制。青霉素生产青霉素生产:通气充足和通气不足的种子都接入:通气充足和通气不足的种子都接入发酵罐,发酵单位可相差一倍。发酵罐,发酵单位可相差一倍。土霉素发酵生产土霉素发酵生产:一级种子罐通气量小却有利。:一级种子罐通气量小却
8、有利。搅拌不足会引起菌丝结团、菌丝粘壁等异常搅拌不足会引起菌丝结团、菌丝粘壁等异常3 3、种龄:即种子培养时间。一般选、种龄:即种子培养时间。一般选对数生长期对数生长期对数生长期对数生长期,菌,菌体量尚未达到最高峰时移种。体量尚未达到最高峰时移种。最适种龄:细菌最适种龄:细菌7724h24h;霉菌霉菌 16 1650h50h;放线菌放线菌212164h64h 同一菌种的不同罐批培养相同的时间,得到种子同一菌种的不同罐批培养相同的时间,得到种子质量也不完全一致,因此最适的种龄更应通过多质量也不完全一致,因此最适的种龄更应通过多次试验,根据本批种子质量来确定。次试验,根据本批种子质量来确定。4、接
9、种量:即移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。接种量大小与该菌在发酵罐中生长繁殖的速度有关。近年来,生产上多以大接种量和丰富培养基作为近年来,生产上多以大接种量和丰富培养基作为高产措施,高产措施,如谷氨酸生产:采用高生物素、大接如谷氨酸生产:采用高生物素、大接种量、添加青霉素种量、添加青霉素 加大接种量加大接种量 双种法双种法 种子罐染菌或不理想种子罐染菌或不理想 倒种法、混种进罐倒种法、混种进罐5、种子质量标准(1)细胞或菌体:菌体形态:显微镜观察 菌体健壮、菌形一致、均匀整齐(单细胞菌体种菌体健壮、菌形一致、均匀整齐(单细胞菌体种子)子)菌丝粗壮、对某些染料着色力强、生产旺盛、菌菌丝粗
10、壮、对某些染料着色力强、生产旺盛、菌丝分枝和内含物情况良好(霉菌和放线菌种子)丝分枝和内含物情况良好(霉菌和放线菌种子)菌体生长量:离心沉淀法、光密度法、物质代谢菌体生长量:离心沉淀法、光密度法、物质代谢的反应的反应种子液外观:颜色、粘度。种子液外观:颜色、粘度。(2)生化指标:种子液的糖、氮、磷、和pH值变化 (3)产物生成量:(4)酶活力5、种子质量标准6、种子异常的分析、种子异常的分析种子异常往往表现为:种子异常往往表现为:(1)菌种生长发育缓慢或过快:和孢子质量和种子罐的培养条件有关。(2)菌丝结团:液体培养条件下,繁殖的菌丝不分散舒展而聚集成团为菌丝团,与搅拌效果差、接种量小有关。(
11、3)菌丝粘壁:与搅拌效果差、泡沫过多、种子罐装料系数过少等有关。种子带菌及其防治:种子带菌及其防治:a 种子带菌:发酵前期染菌的重要原因之一,是发酵成败的关键。b 种子带菌原因:保藏的斜面试管菌种染菌、培养基和器具灭菌不彻底、种子转移和接种过程染菌以及种子培养基所涉及的设备和装置染菌等。C 种子染菌防治:uu严格控制无菌室污染;uu 制备种子时对沙土管、斜面、摇瓶等严格进行管理,防 止杂菌的进入而受到污染;uu 对每一级种子的培养物进行严格的无菌检查;uu 对菌种培养基或器具进行严格的灭菌处理。培培 养养 基基 定义:提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质
12、的混合物。一、工业培养基的选择一、工业培养基的选择l l从微生物的特点来选择培养基l l液体和固体培养基选择l l从生产实践和科学试验的不同要求选择l l从经济效益方面考虑选择生产原料二、培养基配置原则二、培养基配置原则l l根据不同微生物的营养需要 配制不同的培养基l l营养成分的恰当配比l l渗透压l lpH值l l氧化还原电位三、工业发酵培养基三、工业发酵培养基l l 消耗每克底物将产生最大的菌体得率 或产物得率l l 能产生最高的产品或菌体浓度l l能得到产物的最大速率l l副产品的得率小l l价廉质量稳定l l来源丰富且供应充分蚌埠丰原生化蚌埠丰原生化蚌埠丰原生化蚌埠丰原生化运用先进
13、的生物发酵和现代化工分离技术,运用先进的生物发酵和现代化工分离技术,以生物发酵技术为起点,大力发展农产品深加工产业,发以生物发酵技术为起点,大力发展农产品深加工产业,发展成为集生物化工、制药、食品加工、油脂加工、生物新展成为集生物化工、制药、食品加工、油脂加工、生物新材料为一体的加工制造产业集团。材料为一体的加工制造产业集团。柠檬酸及其盐类产品生产能力处于全国发酵产品行业第一柠檬酸及其盐类产品生产能力处于全国发酵产品行业第一位,在世界同行业排名前列,位居全国精细化工之首。位,在世界同行业排名前列,位居全国精细化工之首。丰原生化以玉米、小麦、油料等农作物为原料,借助自己丰原生化以玉米、小麦、油料
14、等农作物为原料,借助自己独创的独创的“利用玉米清液一次发酵生产柠檬酸利用玉米清液一次发酵生产柠檬酸利用玉米清液一次发酵生产柠檬酸利用玉米清液一次发酵生产柠檬酸”专利技术,国专利技术,国内首家开发利用内首家开发利用,开辟了柠檬酸生产的新途径,选育了适应开辟了柠檬酸生产的新途径,选育了适应该原料的新菌株,缩短了发酵周期,提高了收率,总收率该原料的新菌株,缩短了发酵周期,提高了收率,总收率达达80%80%以上。降低了成本,提高了产品质量,其综合经济以上。降低了成本,提高了产品质量,其综合经济技术指标处于国内领先水平。以玉米代替山芋干为原料,技术指标处于国内领先水平。以玉米代替山芋干为原料,避免了环境
15、污染,副产品还可开发利用。避免了环境污染,副产品还可开发利用。1、工业常用碳源工业常用碳源2、工业常用氮源、工业常用氮源3、无、无 机机 盐盐4、生长因子生长因子5 5、前体物质和前体物质和促进剂促进剂四、工业发酵培养基成分四、工业发酵培养基成分工业常用碳源工业常用碳源功能:供给菌体生命活动所需的能量 构成菌体细胞以及代谢的基础谷物淀粉、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、大麦酒精、简单的有机酸、烷烃甲醇、甲烷工业常用氮源工业常用氮源 功能:构成菌体细胞物质和代谢产物无机氮源:氨水、铵盐、硝酸盐等有机氮源:玉米浆、豆饼粉、鱼粉、酵母浸出液等 无无 机机 盐盐硫酸盐、磷酸盐、氯化物、含钾、钙、钠、镁、铁的化合物
16、微量元素:铜、锰、锌、钼等 功能:构成菌体成分、酶的组成部分、酶 的激活剂或抑制剂、调节培养渗透 压、调节pH和氧化还原电位生生 长长 因因 子子定义:凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质,如:氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素(生物素、硫胺素)。功能:构成细胞的组成,促进生命活动的 进行。并非必需的。提供生长因子的农副产品原料:玉米浆、麸皮水解液、糖蜜、酵母谷氨酸产生菌:生物素缺陷型 生物素对菌体和谷氨酸积累都有影响 发酵中添加“亚适量”浓度前前 体体 物物 质质目的:有助于调节产物的形成,大幅度提高发酵产率、降低成本。丝氨酸前体 甘氨酸色氨酸前体 吲哚/氨茴酸 前体直接被菌体在微生物合成过程中结合
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