1樓:
答案c尿素是含氮物質,作為氮源,所以c選項正確。
微生物發酵工程工作流程?
2樓:娛樂大潮咖
1、發酵生產流程三個階段:
上游、中游和下游。
(1)先進行高效能生產菌株的選育;
(2)然後在人工或計算機控制的生化反應器中進行大規模培養,生產目的代謝產物;
(3)最後收集目的產物並進行分離純化,最終獲得所需要的產品。
2、現代意義上的發酵工程是一個由多學科交叉、融合而形成的技術性和應用性較強的開放性的學科。發酵工程經歷了「農產手工加工——近代發酵工程——現代發酵工程」三個發展階段。
1、手工加工
發酵工程發源於家庭或作坊式的發酵製作(農產手工加工),後來借鑑於化學工程實現了工業化生產(近代發酵工程),最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業發酵生產(現代發酵工程),跨入生物工程的行列。
2、近代發酵
原始的手工作坊式的發酵製作憑藉祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品,體力勞動繁重,生產規模受到限制,難以實現工業化的生產。
於是,發酵界的前人首先求教於化學和化學工程,向農業化學和化學工程學習,對發酵生產工藝進行了規範,用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運,以機器生產代替了手工操作,把作坊式的發酵生產成功地推上了工業化生產的水平。發酵生產與化學和化學工程的結合促成了發酵生產的第一次飛躍。
3、現代發酵
通過發酵工業化生產的幾十年實踐,人們逐步認識到發酵工業過程是一個隨著時間變化的(時變的)、非線性的、多變數輸入和輸出的動態的生物學過程,按照化學工程的模式來處理髮酵工業生產(特別是大規模生產)的問題,往往難以收到預期的效果。
從化學工程的角度來看,發酵罐也就是生產原料發酵的反應器,發酵罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑,按化學工程的正統思維,微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。於是,追溯到作坊式的發酵生產技術的生物學核心(微生物),返璞歸真而對發酵工程的屬性有了新的認識。發酵工程的生物學屬性的認定,使發酵工程的發展有了明確的方向,發酵工程進入了生物工程的範疇。
3樓:匿名使用者
1.菌體的選育:
自然選育 在生產過程中,不經過人工處理,利用菌種的自發突變,從而選育出優良菌種的過程,叫做自然選育。菌種的自發突變往往存在兩種可能性:一種是菌種衰退,生產效能下降;另一種是代謝更加旺盛,生產效能提高。
具有實踐經驗和善於觀察的工作人員,就能利用自發突變而出現的菌種性狀的變化,選育出優良菌種。例如,在穀氨酸發酵過程中,人們從被噬菌體汙染的發酵液中分離出了抗噬菌體的菌種。又如,在抗生素髮酵生產中,從某一批次高產的發酵液取樣進行分離,往往能夠得到較穩定的高產菌株。
但自發突變的頻率較低,出現優良性狀的可能較小,需堅持相當長的時間才能收到效果。
誘變育種 誘變育種是指用人工的方法處理微生物,使它們發生突變,再從中篩選出符合要求的突變菌株,供生產和科學實驗用。誘變育種與其他育種方法相比,具有操作簡便、速度快和收效大的優點,至今仍是一種重要的、廣泛應用的微生物育種方法。誘變育種包括出發菌種選擇、誘變處理和篩選突變株三個部分。
菌種經誘變處理後,會產生各種各樣的突變型別。如何從中挑選出所需要的突變型別呢?一般要經過初篩和復篩兩個階段。
下面以青黴素產生菌高產突變菌種的篩選為例說明。將經誘變處理的菌液按一定濃度稀釋後,塗布在平板培養基上。培養後,將單個菌落挑到斜面培養基上,經培養後,再將斜面上的菌落逐個接種到搖瓶中,振盪培養後測它們的抗生素效價。
這就是初篩。初篩中所得到的超過對照效價10%以上的菌種,再進行復篩。復篩的過程與初篩基本相同,不同的是一般將斜面上的單個菌落接種到三個搖瓶中,得出平均效價。
復篩可進行1~3次。由此篩選出的高產穩定菌種還要經過小型甚至中型試驗,才能用到發酵生產中。
2.培養基的配置:
(1)原料:碳源,氮源,生長因子,無機鹽和水。
(2)原則:目的要明確,營養要協調,ph要適宜。
3.滅菌:
發酵過程中不能有雜菌汙染,不僅要對培養基進行滅菌,還要對發酵裝置進行滅菌,通入的空氣也要進行滅菌。滅菌不僅要殺死雜菌細胞,還要殺死芽孢和孢子。
4.擴大培養和接種:擴大培養可以縮短微生物生長的調整期。
5.發酵過程:是發酵的中心階段。
關鍵是控制發酵的條件,如溫度,ph,溶氧,通氣量與轉速等。原因是環境條件的變化,不僅會影響菌種的生長繁殖,還會影響菌種代謝產物的形成。
影響發酵過程的因素 影響發酵過程的因素主要有以下幾個方面。
溫度 溫度對微生物的影響是多方面的。首先,溫度影響酶的活性。在最適溫度範圍內,隨著溫度的升高,菌體生長和代謝加快,發酵反應的速率加快。
當超過最適溫度範圍以後,隨著溫度的升高,酶很快失活,菌體衰老,發酵週期縮短,產量降低。溫度也能影響生物合成的途徑。例如,金色鏈黴菌在30 °C以下時,合成金黴素的能力較強,但當溫度超過35 °C時,則只合成四環素而不合成金黴素。
此外,溫度還會影響發酵液的物理性質,以及菌種對營養物質的分解吸收等。因此,要保證正常的發酵過程,就需維持最適溫度。但菌體生長和產物合成所需的最適溫度不一定相同。
如灰色鏈黴菌的最適生長溫度是37 °C,但產生抗生素的最適溫度是28 °C。通常,必須通過實驗來確定不同菌種各發酵階段的最適溫度,採取分段控制。
ph ph能夠影響酶的活性,以及細胞膜的帶電荷狀況。細胞膜的帶電荷狀況如果發生變化,膜的透性也會改變,從而有可能影響微生物對營養物質的吸收及代謝產物的分泌。此外,ph還會影響培養基中營養物質的分解等。
因此,應控制發酵液的ph。但不同菌種生長階段和合成產物階段的最適ph往往不同,需要分別加以控制。在發酵過程中,隨著菌體對營養物質的利用和代謝產物的積累,發酵液的ph必然會發生變化。
如當尿素被分解時,發酵液中的nh+4濃度就會上升,ph也隨之上升。在工業生產上,常採用在發酵液中新增維持ph的緩衝系統,或通過中間補加氨水、尿素、碳酸銨或碳酸鈣來控制ph。目前,國內已研製出檢測發酵過程的ph電極,用於連續測定和記錄ph變化,並由ph控制器調節酸、鹼的加入量。
溶解氧 氧的**對需氧發酵來說,是一個關鍵因素。從葡萄糖氧化的需氧量來看,1 mol的葡萄糖徹底氧化分解,需6 mol的氧;當糖用於合成代謝產物時,1 mol葡萄糖約需1.9 mol的氧。
因此,好氧型微生物對氧的需要量是很大的,但在發酵過程中菌種只能利用發酵液中的溶解氧,然而氧很難溶於水。在101.32 kpa、25 °C時,氧在水中的溶解度為0.
26 mmol/l。在同樣條件下,氧在發酵液中的溶解度僅為0.20 mmol/l,而且隨著溫度的升高,溶解度還會下降。
因此,必須向發酵液中連續補充大量的氧,並要不斷地進行攪拌,這樣可以提高氧在發酵液中的溶解度。
泡沫 在發酵過程中,通氣攪拌、微生物的代謝過程及培養基中某些成分的分解等,都有可能產生泡沫。發酵過程中產生一定數量的泡沫是正常現象,但過多的永續性泡沫對發酵是不利的。因為泡沫會佔據發酵罐的容積,影響通氣和攪拌的正常進行,甚至導致代謝異常,因而必須消除泡沫。
常用的消泡沫措施有兩類:一類是安裝消泡沫擋板,通過強烈的機械振盪,促使泡沫破裂;另一類是使用消泡沫劑
營養物質的濃度 發酵液中各種營養物質的濃度,特別是碳氮比、無機鹽和維生素的濃度,會直接影響菌體的生長和代謝產物的積累。如在穀氨酸發酵中,nh+4濃度的變化,會影響代謝途徑(見穀氨酸發酵)。因此,在發酵過程中,也應根據具體情況進行控制。
以製造穀氨酸為例,發酵在發酵過程中,氧、溫度、ph和磷酸鹽等的調節和控制如下:
1氧。穀氨酸產生菌是好氧菌,通風和攪拌不僅會影響菌種對氮源和碳源的利用率,而且會影響發酵週期和穀氨酸的合成量。尤其是在發酵後期,加大通氣量有利於穀氨酸的合成。
2溫度。菌種生長的最適溫度為30~32 °C。當菌體生長到穩定期,適當提高溫度有利於產酸,因此,在發酵後期,可將溫度提高到34~37 °C。
3ph。穀氨酸產生菌發酵的最適ph在7.0~8.
0。但在發酵過程中,隨著營養物質的利用,代謝產物的積累,培養液的ph會不斷變化。如隨著氮源的利用,放出氨,ph會上升;當糖被利用生成有機酸時,ph會下降。
4磷酸鹽。它是穀氨酸發酵過程中必需的,但濃度不能過高,否則會轉向纈氨酸發酵。發酵結束後,常用離子交換樹脂法等進行提取。
6.分離提純:發酵工程產品
代謝產物:可採用蒸餾,萃取,離子交換等方法提取。
菌體自身:可採用過濾,沉澱等方法從培養液中分離出來。
4樓:匿名使用者
微生物發酵工程包括:上游過程、發酵過程以及下游過程。
1、上游過程:菌種的選育、培養基配方優化和培養條件優化;菌種的製備;
2、發酵過程:發酵過程的控制與優化,汙染的防控;
3、下游過程:產物的分離純化;三廢處理。
5樓:匿名使用者
1:發酵裝置,空壓機、種子罐、發酵罐。
2:附屬設施,提取設施、菌種室、化驗室、配料設施、蒸汽設施。
3:生產工藝,溫度、ph、溶氧。
4:不同的產品,原理上相差不大,但是裝置配置差別大,生產工藝差別大。
6樓:匿名使用者
發酵工程包括的範圍很廣,比如釀酒、氨基酸生產、藻類生產等等,每一個類又分為多個模組,包括育種、培養基優化、中試規模實踐、產品分離純化。所以你問的太泛泛,再具體一些
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