第三節(jié)發(fā)酵工程簡介微生物學(xué)的奠基人——偉大的巴斯德我國的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品醬油、醋、腐乳等享譽世界我國的釀酒已經(jīng)有4000多年的歷史我國的醬油距今已有3000年的歷史1857年巴斯德證明發(fā)酵是由于微生物的作用密閉式發(fā)酵罐谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑谷氨酸棒狀桿菌在一定的條件下能夠利用環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)來合成谷氨酸。

在工廠里是怎樣應(yīng)用谷氨酸棒狀桿菌來生產(chǎn)谷氨酸的？

菌種選育自然界選種、誘變育種、基因工程、細胞工程培養(yǎng)基配制根據(jù)培養(yǎng)基的配制原則制備，實踐中需多次試驗滅菌殺滅雜菌（胞體、孢子及芽孢）擴大培養(yǎng)和接種發(fā)酵過程（中心階段）檢測進程，滿足營養(yǎng)需要；嚴格控制溫度、pH、溶氧、轉(zhuǎn)速等分離純化菌體：過濾、沉淀代謝產(chǎn)物：蒸餾、萃取、離子交換1、選擇菌種我們應(yīng)該選育什么樣的谷氨酸棒狀桿菌作為菌種呢？只有選擇細胞膜通透較強，在細胞內(nèi)不積累谷氨酸的谷氨酸棒狀桿菌做菌種才有可能獲得大量的谷氨酸。2、培養(yǎng)基的配制這種培養(yǎng)基從組成成分和物理性質(zhì)上看屬于哪種培養(yǎng)基?從物理性質(zhì)上看是液體培養(yǎng)基，從化學(xué)成分上看是天然培養(yǎng)基。問題1：在工業(yè)生產(chǎn)過程中常采用這種天然成分作為營養(yǎng)物質(zhì)的液體培養(yǎng)基，這在發(fā)酵生產(chǎn)中有什么好處呢？

引導(dǎo)學(xué)生通過討論得出以下結(jié)論：（1）液體培養(yǎng)基能使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在發(fā)酵過程中得到充分的利用，還能為菌體提供更大的生存空間。同時，也有利于生產(chǎn)過程中培養(yǎng)條件的控制以及產(chǎn)物的提取。

（2）采用天然物質(zhì)作營養(yǎng)物質(zhì)既能滿足菌體的營養(yǎng)需求，又能降低生產(chǎn)成本，還能減少對環(huán)境的污染。

成分酸堿度豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸二氫鉀、氧化鉀、硫酸鎂、生物素pH：7—8培養(yǎng)基的配制要進行發(fā)酵生產(chǎn)，有了優(yōu)良的菌種還需要有與菌種相適應(yīng)的培養(yǎng)基。在配制培養(yǎng)基時應(yīng)該注意哪些事情呢？（1）根據(jù)不同的菌種，應(yīng)選擇不同的材料配制培養(yǎng)基。配制的培養(yǎng)基應(yīng)滿足微生物在碳源、氮源、生長因子、水、無機鹽等方面的營養(yǎng)要求，并為微生物提供適宜的pH。（2）培養(yǎng)基的營養(yǎng)要協(xié)調(diào)，以利于產(chǎn)物的合成。3、滅菌配制好培養(yǎng)液后，是否可以立即加入菌種？不能需要進行滅菌將培養(yǎng)液投放到發(fā)酵罐中，通入98kPa的蒸汽進行滅菌滅菌那如何防止雜菌的污染呢？要在發(fā)酵前對培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)施進行嚴格的滅菌處理。怎樣才算滅菌徹底呢？用高溫、高壓的方式，殺死所有雜菌的胞體、芽孢和孢子。4、接種是否可以將所選擇的優(yōu)良谷氨酸棒狀桿菌直接加入發(fā)酵罐中？大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)需要大量的菌種，應(yīng)先經(jīng)過多次擴大培養(yǎng)用于生產(chǎn)的菌種應(yīng)選擇處于對數(shù)期的谷氨酸棒狀桿菌擴大培養(yǎng)和接種如何得到發(fā)酵生產(chǎn)所需要的大量菌體來縮短生產(chǎn)周期呢？經(jīng)過多次的擴大培養(yǎng)。如何對菌種進行擴大培養(yǎng)呢？擴大培養(yǎng)是將培養(yǎng)到對數(shù)期的菌體分開，分頭進行培養(yǎng)，以促使菌體數(shù)量快速增加，能在短時間里得到大量的菌體。5、培養(yǎng)發(fā)酵過程中應(yīng)該注意控制好哪些條件？溫度pH氧氣培養(yǎng)過程中不斷進行攪拌的目的是什么？使培養(yǎng)液和菌種充分接觸，提高原料的利用率谷氨酸棒狀桿菌是好氧菌6、分離提純溫度30-37?C，pH7-8，經(jīng)過28-32h，培養(yǎng)液中就會產(chǎn)生大量的谷氨酸——50-100g/L提取出谷氨酸用適量的Na2CO3溶液中和菌體本身，如酵母菌和細菌等采用過濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來代謝產(chǎn)物采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進行提取。代謝產(chǎn)物生物工程產(chǎn)品五大營養(yǎng)營養(yǎng)協(xié)調(diào)Ph值適宜成本低殺死培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備所有雜菌（其他微生物）的胞體、芽孢和孢子。避免種間競爭。如青霉素將培養(yǎng)到對數(shù)期的菌體分開，分頭進行培養(yǎng)，縮短生產(chǎn)周期防止污染隨時取樣檢測培養(yǎng)液中細菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度添加培養(yǎng)基、控制溫度、pH、溶氧量、轉(zhuǎn)速蒸餾、萃取、離子交換過濾、沉淀發(fā)酵工程的應(yīng)用（二）在食品工