1、第一個作業(yè)1，什么是發(fā)酵？什么是發(fā)酵工程？2.典型的好現(xiàn)成發(fā)酵的一般工藝過程3，菌種選育的目的是什么？具體有什么方法？4、菌種保存的原理是什么？有什么方法嗎？5.設(shè)計了自然界中篩選高溫淀粉酶菌株的實驗方案，詳細說明了主要步驟。第二項工作1，產(chǎn)業(yè)發(fā)酵常用的碳源是什么？經(jīng)常使用的糖類有哪些？2、常用的無機氮源和有機氮源是什么？各種氮源在發(fā)酵培養(yǎng)基中起什么作用？3、種子擴張培養(yǎng)的一般過程是什么？4、影響種子質(zhì)量的因素是什么？第四章發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)，4.1發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)1，幾個茄子概念1，滅菌：用物理或化學(xué)方法殺死或去除材料或設(shè)備中的所有微生物。包括營養(yǎng)細胞、細菌孢子和孢子。2.消毒：用物理或化

2、學(xué)方法殺死空氣、容器內(nèi)外以及環(huán)境中的微生物通常只能殺死營養(yǎng)細胞。3，除菌：用過濾法去除空氣或液體中的微生物及其孢子。第二，常用無菌技術(shù)和方法1，干熱滅菌法2，濕熱滅菌法3，射線滅菌法4，化學(xué)劑滅菌法5，過濾菌法4.2發(fā)酵培養(yǎng)基和設(shè)備管滅菌4.2.1濕熱滅菌原理1，微生物的熱阻1，致死溫度：殺死微生物的極端溫度2，致死時間殺死所有微生物表4-3多種微生物對濕熱的相對抵抗力微生物名稱大腸桿菌細菌真菌孢子病毒相對抵抗力1 3 000 000 210 15 2，微生物熱死亡規(guī)律代數(shù)殘留規(guī)律實驗證明，微生物營養(yǎng)細胞平均熱死亡動力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)的初級反應(yīng)動力學(xué)一致。即N:任何時間的生菌數(shù)(狗)T:滅菌時間(

3、分鐘)，K:比熱死亡率常數(shù)(分鐘-1)邊界條件t0=0，4.2.2培養(yǎng)基滅菌溫度和時間選擇高溫短時間滅菌4.2.3培養(yǎng)基的滅菌方法(1發(fā)酵罐中進行固體罐滅菌是典型的分批滅菌。整個過程包括加熱、保溫、冷卻三個茄子過程。(2)連續(xù)滅菌也稱為燃燒化，是指培養(yǎng)基輸送到發(fā)酵桶的過程中，在罐外經(jīng)過滅菌設(shè)備，持續(xù)加熱滅菌，冷卻后，空發(fā)酵罐的滅菌方法。連續(xù)滅菌過程包括：(a)噴霧加熱連續(xù)滅菌過程，(b)噴霧冷卻連續(xù)滅菌過程，(c)薄板換熱器連續(xù)滅菌過程，(3)固體培養(yǎng)基滅菌固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基一樣，必須先煮沸滅菌，但固體培養(yǎng)基為粒狀、片狀或粉末，流動性差，針對這些特征設(shè)計的鼓式滅菌機是釀酒牙齒設(shè)備能承受一定

4、的壓力，充電后擰緊進出口蓋子就像密封容器一樣。滾筒以0.51r/min慢慢旋轉(zhuǎn)，培養(yǎng)基翻轉(zhuǎn)，蒸汽通過沿軸向加熱培養(yǎng)基達到一定溫度后保溫滅菌。滅菌結(jié)束后，用真空泵沿空軸抽真空，滾筒壓力降低，培養(yǎng)基冷卻。連續(xù)滅菌與分批滅菌的比較，(1)連續(xù)滅菌的優(yōu)缺點，優(yōu)點保存較多的營養(yǎng)質(zhì)量容易擴大，易于自動控制?？s短滅菌器。發(fā)酵罐利用率高。蒸汽負荷均勻。在某些情況下，可以減少發(fā)酵罐的腐蝕。缺點設(shè)備比較復(fù)雜，投資大，染菌多的概率高，對蒸汽的要求高，不適用于大量固體物質(zhì)的滅菌。，(2)分批殺菌的優(yōu)缺點，優(yōu)點設(shè)備投資少、染色菌少的風(fēng)險小的人工操作，在培養(yǎng)基中固體物質(zhì)含量多的情況下更適合，在缺點滅菌過程中蒸汽用量大變化

5、，鍋爐負荷波動大，一般僅限于中小型發(fā)酵裝置。4.2.4設(shè)備和管道滅菌1、種子罐、發(fā)酵罐、發(fā)酵罐、補充罐等空罐滅菌和管道滅菌2、空氣總過濾器和子過濾器滅菌3、種子培養(yǎng)基實際罐滅菌4、發(fā)酵培養(yǎng)基實際罐滅菌5、發(fā)酵培養(yǎng)基連續(xù)滅菌6、補充實際罐滅菌4 (1)培養(yǎng)基，(2)pH值培養(yǎng)基pH值為6.08.0時，微生物的耐熱性好，在pH6.0中，氫離子容易滲透微生物細胞，通過改變細胞的生理反應(yīng)促進死亡，因此培養(yǎng)基的pH值越低，滅菌所需的時間越短。(3)培養(yǎng)基物理狀態(tài)顆粒滅菌容易，顆粒大滅菌難。培養(yǎng)基中有直徑大于1毫米的顆粒，對滅菌效果影響很大，蒸汽難以滲入粒子內(nèi)部，被稱為“滅菌透”，需要過濾去除。(4)泡沫

6、泡沫中的空氣形成絕熱層，使傳熱困難，熱量穿透過去，使微生物難以殺死。(5)微生物細胞的水分含量越多，微生物就越容易死亡(蛋白質(zhì)變性)(6)微生物細胞的菌齡越老，就越難死亡(蛋白質(zhì)不易變質(zhì))(7)空氣排放越徹底，微生物就越容易死亡。4.2.6滅菌時間計算(1原污染程度為每毫升2105個耐熱細菌孢子，121時滅菌率常數(shù)為1.8min1)。滅菌時間以0.001求得滅菌失敗概率。發(fā)酵罐，80 m3培養(yǎng)基，121溫度下有室通滅菌。每毫升培養(yǎng)基中含有耐熱菌的孢子數(shù)為1.25107個，大腸桿菌為5107個，霉菌為2.5107個，滅菌率常數(shù)為0.0287s1。滅菌失敗概率為0.001時所需的滅菌時間。(2)連

7、續(xù)滅菌時間計算示例4-2如果使用3-1的培養(yǎng)基作為連續(xù)滅菌，則滅菌溫度為131，牙齒溫度下的滅菌率常數(shù)為15min1，以求得滅菌所需的維持時間。4.3.1空氣殺菌，4 . 3 . 1空氣殺菌方法1，加熱殺菌2，靜電殺菌3，介質(zhì)過濾殺菌，4.3.2空氣過濾殺菌原理和介質(zhì)取決于過濾和殺菌機制。過濾和殺菌方法如下：1，絕對過濾：灰塵或m直徑過濾介質(zhì)氣孔大小2 1?？諝膺^濾器殺菌的原理1。布朗擴散作用2。阻斷作用4。重力沉降3。慣性碰撞5攔截主要作用氣流速度過高時，已被捕的微粒再次卷入湍流氣流，返回氣流，細菌清除效率下降，2，去除空氣過濾菌的介質(zhì)1。纖維或顆粒型介質(zhì)棉玻璃活性炭等過濾介質(zhì)，0.3m以下

8、的粒子過濾效率只有99%，難以滿足工業(yè)發(fā)酵的無菌要求，需要多次過濾。缺點：體積大，占用空間大，操作困難，填充介質(zhì)需要時間，松散，空氣壓力下降，介質(zhì)滅菌和吹風(fēng)機消耗大量蒸汽和空氣。深層棉，活性炭過濾器的結(jié)構(gòu)，2 .濾紙介質(zhì)超細玻璃纖維紙：這種介質(zhì)過濾效果好，對空氣的阻力和壓降小。缺點是強度不足，特別是濕氣重，強度更差。石棉濾板：濕強度大，受潮時不會穿孔或折斷，可以經(jīng)受蒸汽反復(fù)殺菌，使用時間長的優(yōu)點。缺點是纖維直徑大，過濾效率不高，只適用于空氣分過濾器。濾棒：3。燒結(jié)材料類介質(zhì)燒結(jié)金屬，燒結(jié)陶瓷，燒結(jié)塑料等，4 .新型過濾介質(zhì)可以去除所有M，但不能去除噬菌體的過濾介質(zhì)。主要是膜孔小于0.01um的

9、聚四氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)膜，在4.3.3空氣過濾殺菌過程1，空氣預(yù)處理：空氣的粗濾器空氣壓縮和調(diào)節(jié)器壓縮空氣冷卻壓縮空氣冷卻壓縮空氣除油壓縮空氣再加熱，2，空氣凈化的一般過程：進氣口粗過濾器空氣罐冷卻器分離器加熱器總過濾器冷氣直接混合的殺菌過程，空氣凈化2。高效前過濾器除菌過程進氣口粗過濾器高效前過濾器空氣罐冷卻器分離器加熱器總過濾器，即，高空彩風(fēng)對壓縮前的空氣使用粗濾處理，設(shè)計和安裝合理的空氣過濾器，使用除菌效率高的過濾介質(zhì)，按地區(qū)設(shè)計合適的空氣處理過程，降低進入過濾器的空氣相對濕度，使過濾介質(zhì)在干燥狀態(tài)下工作。4.4發(fā)酵工業(yè)污染的預(yù)防戰(zhàn)略，4.4.1污染的危害1，由于生產(chǎn)能力下降，產(chǎn)品產(chǎn)量低或產(chǎn)品質(zhì)量下降，發(fā)酵變得異常，生產(chǎn)失敗，整個發(fā)酵失敗。第二，具體分析染色菌對其他菌種發(fā)酵的影響，根據(jù)細菌真菌酵母發(fā)酵時間的不同，染色菌對發(fā)酵的影響種子擴張時