1. 微生物發酵的操作與特點
微生物發酵過程即微生物反應過程,是指由微生物在生長繁殖過程中所引起的生化反應過程。
根據微生物的種類不同(好氧、厭氧、兼性厭氧),可以分為好氧性發酵和厭氧性發酵兩大類。
(1)好氧性發酵 在發酵過程中需要不斷地通人一定量的無菌空氣,如利用黑麴黴進行檸檬酸發酵、利用棒狀桿菌進行谷氨酸發酵、利用黃單抱菌進行多糖發酵等等。
(2)厭氧性發酵 在發酵時不需要供給空氣,如乳酸桿菌引起的乳酸發酵、梭狀芽抱桿菌引起的丙酮、丁醇發酵等。
(3)兼性發酵 酵母菌是兼性厭氧微生物,它在缺氧條件下進行厭氣性發酵積累酒精,而在有氧即通氣條件下則進行好氧性發酵,大量繁殖菌體細胞。
按照設備來分,發酵又可分為敞口發酵、密閉發酵、淺盤發酵和深層發酵。
一般敞口發酵應用於繁殖快並進行好氧發酵的類型,如酵母生產,由於其菌體迅速而大量繁殖,可抑制其他雜菌生長。所以敞口發酵設備要求簡單。相反,密閉發酵是在密閉的設備內進行,所以設備要求嚴格,工藝也較復雜。淺盤發酵(表面培養法)是利用淺盤僅裝一薄層培養液,接人菌種後進行表面培養,在液體上面形成一層菌膜。在缺乏通氣設備時,對一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深層發酵法是指在液體培養基內部(不僅僅在表面)進行的微生物培養過程。
同其他發酵方法相比,它具有很多特點:
①液體懸浮狀態是很多微生物的最適生長環境。
②在液體中,菌體及營養物、產物(包括熱量)易於擴散,使發酵可在均質或擬均質條件下進行,便於控制,易於擴大生產規模。
③液體輸送方便,易於機械化操作。
④廠房面積小,生產效率高,易進行自動化控制,產品質量穩定。
⑤產品易於提取、精製等。因而液體深層發酵在發酵工業中被廣泛應用。
2. 微生物發酵與微生物轉化有什麼區別
微生物發酵與微生物轉化有什麼區別
微生物發酵:利用微生物,在適宜的條件下,將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程。自然發酵,是利用自然環境中的微生物進行發酵的過程。谷類靠天然野菌種自然發酵,發酵過的麵食松軟並且容易消化,利用基因重組技術構建的生物工程菌的發酵工藝不同於傳統的發酵工藝,就其選用的生物材料而言,前者含有帶外源基因的重組載體;而後者是單一的微生物細胞;從發酵工藝考慮,生物工程菌的發酵生產之目的是希望能獲得大量的外源基因產物,盡可能減少宿主細胞本身蛋白的污染,外源基因的高水平表達,不僅涉及宿主,載體和克隆基因三者之間的相互關系,而且與其所處的環境條件息息相關,因此僅按傳統的發酵工藝生產生物製品是遠遠不夠的,需要對影響外源基因表達的因素進行分析,探索出一套適於外源基因高效表達的發酵工藝.
基因工程菌發酵問題中最重要的兩個問題是菌體的高密度發酵和誘導條件的確定.菌株的高密度生長將導致供氧不足和培養基中大量乙酸的產生,這將極大的影響菌體的生長,這是一個值得注意的地方;另外,菌體密度的高低與外源蛋白表達量之間並沒有直接相關性,它們之間的結合點就是誘導條件的確定.另外,不同的發酵條件,工程菌的代謝途徑也許不一樣,這對目標蛋白的下游純化工藝將造成不同的影響.因此,在高表達高密度的前提,盡量建立有利於純化的發酵工藝也是非常重要的問題.
3. 什麼是微生物發酵工程
作為現代科學意義上的微生物發酵工程,是指將傳統發酵技術與現代生物學的DNA重組、體細胞融合等新技術結合並發展起來的現代微生物發酵技術。目前在醫學和農業生產領域中通用的20多種抗生素中,絕大部分都是利用微生物的特定功能製成的發酵產品。
在生物工程的各類技術系統中,最基本的核心系統就是基因工程。也就是說,只有通過對基因進行剪裁、拼接等改造和加工,才能按照人們預先設計的藍圖製造出特定的生物性狀、物種和製品。毋庸置疑,生物工程的發展必將導致傳統工業結構的調整與改革,並會在解決人類面臨的難題中發揮自己的巨大潛力,成為推動當前新技術革命的強大動力。
生物工程的影響涉及到農業、醫葯、食品、能源、環境保護等國民經濟的眾多領域。作為一種生產力,它對科學和社會發展的影響和作用,將會隨著這個新興產業的不斷開拓而越來越大,並將引起傳統工業模式的變革。因而,它所產生的經濟效益也將是難以估量的。從某種意義上說,生物工程所產生的重大影響將遠遠超過20世紀70年代的微電子學、60年代的計算機以及50年代的晶體管半導體的發明。而且它所產生的影響將會在21世紀得到更加充分的顯現。
不過,現代生物工程技術的迅速發展,如同現代遺傳科學一樣,也給人們帶來了許多困惑:當人們能夠任憑自己的想像「製造」出任何有生命的物種來的時候,那時,這個世界將會變成一個什麼樣的世界呢?
4. 原核生物發酵和真核生物發酵的區別是什麼
就是發酵採用的菌種不同,可以獲得不同產物。
真核生物發酵以酵母菌發酵為主,收獲含乙醇的物質,如酒等。還有如採用青黴發酵等,可以收獲青黴素。
原核生物發酵採用菌種是原核生物,如放線菌、大腸桿菌等。可收獲抗生素、轉基因產物等。
5. 微生物代謝,微生物生長,微生物發酵有什麼不同
微生物代謝是指微生物吸收營養物質維持生命和增殖並降解基質的一系列化學反應過程。有機物的降解和微生物的增殖如圖所示,分解代謝中,有機物在微生物作用下,發生氧化、防熱和酶降解過程,使結構復雜的大分子降解;合成代謝中,微生物利用營養物及分解代謝中釋放的能量,發生還原吸熱及酶的合成過程,使微生物生長增殖。、內源呼吸,則是細胞質進行自身氧化並放出能量的過程。當有機物充足時,細胞質得到大量合成,而內源呼吸則並不顯著;當缺乏營養時,則只能通過內源呼吸吸收氧化自身的細胞物質而獲得微生物生命活動所需的能量。
微生物生長:微生物有機體的細胞組分與結構在量方面的增加。
微生物生理學嚴格定義的「發酵」:
有機物被生物體氧化降解成氧化產物並釋放能量的過程統稱為生物氧化。
微生物生理學把生物氧化區分為呼吸和發酵,呼吸又可進一步區分為有氧呼吸和無氧呼吸。因此,發酵是生物氧化的一種方式。
發酵是這樣一種生物氧化方式:在沒有外源最終電子受體的條件下,化能異養型微生物細胞對能源有機化合物的氧化與內源的(已經經過該細胞代謝的)有機化合物的還原相耦合,一般並不發生經包含細胞色素等的電子傳遞鏈上的電子傳遞和電子傳遞磷酸化,而是通過底物(激酶的底物)水平磷酸化來獲得代謝能ATP;能源有機化合物釋放的電子的一級電子載體NAD,以NADH的形式直接將電子交給內源的有機電子受體而再生成NAD,同時將後者還原成發酵產物(不完全氧化的產物)。
細胞中的NAD是有限的,如果作為一級電子載體的輔酶NAD不能得到再生,就不能被回用,有效的電子載體就會愈來愈少,脫氫反應就不能持續進行下去了。因此輔酶NAD的再生是生物氧化(包括發酵)繼續進行下去的必要條件。
6. 什麼是生物發酵技術
生物發酵技術是比較書面的說法,其實生活中很多東西就是生物發酵技術得來的,比如釀酒、醪糟、泡菜等等都是生物發酵技術的產物。護膚品的生產分兩種,一種是現代工業化生產用的乳化技術,真空高溫高壓生產,可以批量、大規模生產;一種是生物發酵技術,按配方將原料調配在一起,在常溫下讓其自行發酵,以產生各種對皮膚有益的活性酶;以發酵技術生產的護膚品因為其富含生物酶等活性物質,品質及使用效果優於乳化技術生產的護膚品,缺點是產量不及乳化技術的產量;法國EWELL&壹甸就是以生物發酵技術生產。
7. 高中生物上講的「發酵」是指什麼
在必修一里邊「發酵」指的是微生物的無氧呼吸,包括酒精發酵和乳酸發酵等,如果到了選修教材里邊會發現,教材把醋酸菌的有氧呼吸也稱之為醋酸發酵,所以我們也不能說發酵一定是有氧呼吸還是無氧呼吸,暫且知道高中教材里涉及發酵的共有這三處就可以了,即:酵母菌的無氧呼吸、乳酸菌的無氧呼吸以及醋酸菌的有氧呼吸。
8. 生物發酵過程中壓力過高會導致什麼
壓力控制主要考慮發酵罐承受能力。當然會影響空氣交換速率,進而導致二氧化碳積累和氧氣不足,最終造成反饋抑制,菌活力降低,使得發酵不徹底甚至停滯