A. 微生物發酵培養基組成成份有哪些有何作用
培養基種類繁多,根據其成分、物理狀態和用途可將培養基分成多種類型。
(一)按成分不同劃分
1、天然 培養基 (complex medium) 這類培養基含有化學成分還不清楚或化學成分不恆定的天然有機物,也稱非化學限定培養基(chemically undefined medium)。牛肉膏蛋白腖培養基和麥芽汁培養基就屬於此類。基因克隆技術中常用的LB(Luria—Bertani)培養基也是一種天然培養基,其組成見表5.9。
牛肉浸膏、蛋白腖及酵母浸膏的來源及主要成分
營養物質 牛肉浸膏
來 源 瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏狀物質
主要成分 富含水溶性糖類、有機氮化合物、維生素、鹽等
營養物質 蛋白腖
來 源 將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解後乾燥而成
主要成分 富含有機氮化合物、也含有一些維生素和糖類的粉末狀物質
營養物質 酵母浸膏
來 源 酵母細胞的水溶性提取物濃縮而成的膏狀物質
主要成分 富含B類維生素,也含有有機氮化合物和糖類
常用的天然有機營養物質包括牛肉浸膏、蛋白腖、酵母浸膏(表5.10)、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麩皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡蘿卜汁、椰子汁等,嗜糞微生物(coprophilous microorganisms)可以利用糞水作為營養物質。天然培養基成本較低,除在實驗室經常使用外,也適於用來進行工業上大規模的微生物發酵生產。
2、合成培養基(synthic medium)是由化學成分完全了解的物質配製而成的培養基,也稱化學限定培養基(chemically defined medium),高氏I號培養基和查氏培養基就屬於此種類型。配製合成培養基時重復性強,但與天然培養基相比其成本較高,微生物在其中生長速度較慢,一般適於在實驗室用來進行有關微 生物營養需求、代謝、分類鑒定、生物量測定、菌種選育及遺傳分析等方面的研究工作。
(二)根據物理狀態劃分
根據培養基中凝固劑的有無及含量的多少,可將培養基劃分為固體培養基、半固體培養基和液體培養基三種類型。
1、固體培養基(so1id medium)
在液體培養基中加入一定量凝固劑,使其成為固體狀態即為固體培養基。理想的凝固劑應具備以下條件:①不被所培養的微生物分解利用;②在微生物生長的溫度范圍內保持固體狀態,在培養嗜熱細菌時,由於高溫容易引起培養基液化,通常在培養基中適當增加凝固劑來解決這一問題;③凝固劑凝固點溫度不能太低,否則將不利於微生物的生長;④凝固劑對所培養的微生物無毒害作用;⑤凝固劑在滅菌過程中不會被破壞;⑥透明度好,粘著力強;⑦配製方便且價格低廉。常用的凝固劑有瓊脂(agar)、明膠(gelatain)和硅膠(silica gel)。表5.11列出瓊脂和明膠的一些主要特徵。
對絕大多數微生物而言,瓊脂是最理想的凝固劑,瓊脂是由藻類(海產石花菜)中提取的一種高度分支的復雜多糖;明膠是由膠原蛋白制備得到的產物,是最早用來作為凝固劑的物質,但由於其凝固點太低,而且某些細菌和許多真菌產生的非特異性胞外蛋白酶以及梭菌產生的特異性膠原酶都能液化明膠,目前已較少作為凝固劑;硅膠是由無機的硅酸鈉(Na2SO3)及硅酸鉀(K2SiO3)被鹽酸及硫酸中和時凝聚而成的膠體,它不含有機物,適合配製分離與培養自養型微生物的培養基。
B. 實驗室和發酵工業中常用的天然提取物主要能為微生物生長提供哪些營養要素
一 碳源 (carbon source)
指一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養物。
總體上,微生物能利用的碳源的種類及形式極其廣泛多樣(參P83表),但不同微生物對碳源的利用因種不同而差異懸殊;
對於利用有機碳源的異養型微生物來說,其碳源往往同時又是能源。此時,可認為碳源是一種具有雙功能的營養物。還有一些種類較少的自養型微生物,則以CO2為主要碳源;
工業發酵生產中所供給的碳源,大多數來自植物體,如山芋粉、玉米粉、麩皮、米糠、糖蜜等,其成分以碳源為主,但也包含其他營養成分。實驗室中,常用於微生物培養基的碳源主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、澱粉、甘露醇、甘油和有機酸等。
二 氮源 (nitrogen source)
指一切能滿足微生物生長繁殖所需氮元素的營養物 (參P84表)。
工業發酵中利用的有機含氮化合物,主要來源於動物、植物及微生物體,例如魚粉、黃豆餅粉、酵母提取物、發酵廢液及廢物中的菌體等。銨鹽、硝酸鹽、蛋白腖和肉湯等則是實驗室培養微生物常用的氮源。
三 能源 (energy source)
指能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養物或輻射能。
能作為化能自養微生物的能源都是一些還原態無機物,如NH4+、NO2–、S、H2S、H2和Fe2+等。能氧化利用這些物質獲得能量的微生物都是細菌,如亞硝酸細菌、硝酸細菌、硫化細菌、硫細菌、氫細菌和鐵細菌等。由於化能自養微生物的存在,說明生物界的能源並非都是直接或間接的依靠太陽能。
四 生長因子(growth factor)
某些微生物生長所必需、其自身又不能合成或合成量不足以滿足自身生長,需要外源提供的微量有機物。狹義的生長因子一般僅指維生素;廣義的生長因子除維生素外,還包括氨基酸、鹼基、脂肪酸等。
根據各種微生物與生長因子的關系可分以下幾類(了解):生長因子自養型微生物、生長因子異養型微生物、生長因子過量合成型微生物、生長因子缺陷型微生物。
通常由於對某些微生物所需的生長因子不了解,因此常在培養這些微生物的培養基里加入酵母膏、牛肉膏、玉米漿、肝浸液、麥芽汁或其他新鮮的動植物組織浸出液等物質以滿足它們對生長因子的需要。
五 無機鹽(inorganic salt,mineral salt)
無機鹽或礦質元素主要為微生物提供除C、N源以外的各種生物元素。
凡生長所需濃度在10-3~10-4mol/L范圍內的元素,稱為大量元素,如P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等;凡生長所需濃度在10-6~10-8mol/L范圍內的元素,則稱微量元素,如Mn、Zn 、Cu、Cl、Co、Mo、Ni、B、W、 Sn、Se等。不同微生物有時所需的無機鹽濃度有時差別很大,上述劃分只是使用上的方便。
無機鹽的生理功能(參P86表,了解)
在配製微生物培養基時,對於大量元素,可加入相關化學試劑,常用 K2HPO4 及 MgSO4 ,它們可提供 4 種需要量最大的元素。對於微量元素,由於水、化學試劑、玻璃器皿或其他天然成分的雜質中已含有可滿足微生物生長需要的各種微量元素,因此在配製普通培養基時一般不再另行添加。但如果要配製研究營養代謝等的精細培養基,所用的玻璃器皿應是硬質的,試劑是高純度的,此時就須根據需要加入必要的微量元素。
六 水(water)
微生物對水分的吸收或排出決定於水的活度。水活度用aw (activity of water)表示,即一定溫度和壓力下,溶液的蒸汽壓 ( p )和純水蒸汽壓( po ) 之比:aw=p/p o(參P93-94)
微生物生長所要求的aw值,一般在0.60~0.99之間,每一種微生物的生長都有一適應范圍及最適的aw值,且這個aw值是相對恆定的。如果微生物生長環境的aw值大於菌體生長的最適aw值,細胞就會吸水膨脹,甚至引起細胞破裂。
反之,如果環境aw值小於菌體生長的最適aw值,則細胞內的水分就會外滲,造成質壁分離,使細胞代謝活動受到抑制甚至引起死亡。為了抑制有害微生物生長,往往加入高濃度食鹽或蔗糖,降低環境中的aw值,使菌體不能正常生長,從而達到長久保存食品的目的。
C. 發酵液中的雜質蛋白是如何去除的,主要方法有哪些
發酵液原漿粘度高摻雜了很多雜質,比如懸浮顆粒高價無機離子和雜質蛋白等基本上都不是所需要的最終產物,有效產物濃度含量低所以在中間段就應該用技術手段進行預處理分離雜質濃縮成品含量,祛除雜質提高半成品原液的純度來提高生產效率和生產難度
發酵液中去除高價無機離子和雜質蛋白的手段主要是添加絮凝劑絮凝沉澱過濾
原漿預處理大致處理方法為: 凝聚-調溫-調節PH-除雜
1)凝聚和絮凝
2)加熱
3)調節懸浮液ph值
4)去除雜蛋白質
5)去除高價無機離子
6)加入助濾劑和反應劑。
富一陽光為你解答,希望對你有幫助
D. 從發酵料液中提取微生物活性物質主要應注意哪些問題
你可以考慮以下幾方面:
1)初步確定你的發酵液中的活性成份的性質,HPLC顯示都是極性非常強只是說明它的水溶性很好,不足以判斷它的性質;你可以查閱質料,看一下相關的菌種產生的活性物質的種類,然後設計相關的實驗來進行初步驗證,比如抗生素能產生抑菌圈,蛋白酶能水解蛋白質底物形成透明圈等相關實驗;
2)根據活性成分的性質來設計分離純化的方法;
3)發酵液的預處理,首先要過濾除去菌體等發酵液中不能溶解的雜質,如果產生色素的話最後先去除色素,以免干擾後面的分離過程;同時要根據活性成分成分的性質對活性成分進行一定的濃縮處理,再根據你要用的柱子來進行必要的處理,比如透析出鹽等,同時要注意在預處理的過程中盡量保持活性成分的活性.
離心去菌體後,你可以先用各種有機溶劑如甲醇、氯仿等進行萃取,檢查萃取液與沉澱物質的活性,確定你的活性成分的大致性質;也可以先用鹽析的方法,用硫酸氨等進行鹽析,測試活性.這些工作完了以後,可以過開放柱進行初步的純化,收集活性物組分.有必要的話,上低壓色譜柱或是高壓色譜.收集活性峰,一般經過高效液相色譜後,就比較純了.
如果活性物質極性很強,那你就需要換一根可以分離極性物質的柱子,好像C18或是凝膠柱.
發酵液的預處理和固液分離
根據活性物質的許可范圍,可以採取酸化、加熱、過濾、絮凝、離心等.
提取(分離濃縮)
經常採用的方法有化學萃取、樹脂吸附、沉澱等.
精製(純化)
常採用的方法有結晶、脫色、色譜層析等.
此外在提取步驟中應用的沉澱、吸附等方法也可用於樣品的純化.
提取方法的選擇
1.產品的基本理化性能,如化學結構、化合物的溶解度、極性、pK值、官能團反映等.
2.化合物的穩定性,如耐受的pH范圍、耐受的溫度條件、光照、氧化等.
此外,在分離純化過程中值得提及的是,盡可能地避免二次污染.如分離純化過程中使用的水要求去離子,有機溶劑要求高純級,使用的樹脂應該經過預處理除去其中殘留的雜質等.
Hplc純化時可試試調節pH值,適當降低乙腈或甲醇的量
E. 發酵考試內容 資料整理
1、生物材料:包括來自自然界的微生物,基因重組微生物,各種來源的動植物細胞,因此,發酵工程是生物工程的主要基礎和支柱。
2、初級代謝產物:是指微生物產生的,生長和繁殖所必須的物質。如蛋白質,核酸等。
3、次級代謝產物:是指微生物產生的,與微生物生長和繁殖無關的一類物質。其生物合成至少有一部分是和與初級代謝產物無關的遺傳物質有關,同時也與這類遺傳信息產生的酶所控制的代謝途徑有關。
4、代謝控制發酵技術:是指應用動態生物化學的知識和遺傳學的理論選育微生物突變株,從DNA分子水平上,控制微生物的代謝途徑,進行最合理的代謝,積累大量有用發酵產物的技術。
5、發酵工程技術的發展趨勢:①利用基因工程等先進技術,人工選育和改良菌種,實現發酵產品產量和質量的提升;②採用發酵技術進行高等動植物細胞培養,具有誘人的的前景;③隨著酶工程的發展,固定化技術被廣泛應用;④不斷開發和採用大型節能高效的發酵裝置,計算機自動控制將成為發酵生產控制的主要手段;⑤發酵法生產單細胞蛋白,將是產量最大、最具廣闊前景的產業,寄希望於解決人類未來糧食問題;⑥應用代謝控制技術,發酵生產氨基酸、核苷酸;⑦將生物技術更廣泛的用於環境工程。
6、轉化:是指質粒DNA或以它為載體構建的重組DNA導入細菌的過程。
7、轉導:是指通過病毒將一個宿主的DNA轉移到另一個宿主細胞中,而引起的基因重組現象。如果共組DNA與受體DNA發生重組則稱此轉導過程為流產轉導。獲得新遺傳性狀的受體細胞,稱轉導子。
8、工業微生物:是指在發酵工業上已經應用的或具有潛在應用價值的微生物,其范圍隨科學技術的發展而不斷擴展。
9、酵母菌:是指單細胞真核生物常以出芽方式進行無性繁殖,多為腐生。根據產生孢子的能力,可將酵母分為三類:a形成子囊孢子的株系屬於子囊菌門;b形成擔孢子的株系屬於擔子菌門;c不形成孢子只通過芽子的假酵母屬半株菌。
10、恆化式富集培養:通過改變限制性機制的濃度可以控制兩類不同菌株的比生產速率。可以通過控制機制濃度在某一范圍內使目的菌生長占優勢。又根據微生物對環境因子的耐受范圍具有可塑性的特點,通過連續改變限制性機制的濃度富集培養所需要的菌種。
11、夾層培養法:先在培養皿底部倒一層不含菌的培養基,待凝,添加一層混有經誘變劑處理菌液的基本培養基,其上再加一薄層不含菌的基本培養菌,經培養後對首次出現的菌落用記號筆一一標在皿底,然後再加一層完全培養基,培養後新出現的小菌落多數都是營養缺陷性突變株。
12、營養缺陷型定義:某些菌株發生突變後,失去合成某種對該菌株必不可少的物質的能力,必需從外界環境獲得該物質才能生長繁殖,這是突變型菌株稱為營養缺陷型。意義:在營養缺陷型突變菌株中,生物合成途徑中的某一步發生了酶缺陷,合成反應不能完成,末端產物不能積累,因此末端產物的反饋調節作用被解除。只要在培養基中限量加入所需要的末端產物,克服生長障礙,就能使中間產物積累。
13、出發菌株的選擇:可選擇已經過誘變劑處理的菌株,因為這樣的菌株對誘變劑的敏感性會有所提高。
14、誘變劑的劑量選擇:誘變劑的劑量與致死率有關,而致死率又與突變率有一定的關系,因此可用致死率作為誘變劑劑量選擇依據。一般突變率隨誘變劑劑量的增加而提高,但達到一定程度以後,再提高劑量反使突變率下降。
15、抗生素法:有青黴素法和制黴菌素法等素種。青黴素法適用於細菌,青黴素的抑制細菌細胞壁的生物合成,殺死正在繁殖的野生型細菌,但無法殺死正處於休止狀態的營養缺陷型細菌。制黴菌素法則適用於真菌,制黴菌素可與真菌細胞膜上的甾醇作用,從而引起膜的損傷,也是只能殺死生長繁殖著的酵母菌或黴菌。在基本培養基中加入抗生素,野生型生長被殺死,營養缺陷型不能再基本培養基中生長而被保留下來得以濃縮。
16、組成型突變株定義:如果調節基因發生突變以致產生無效的阻遏物而不能和操縱基因結合;或操縱基因突變,不能和阻礙物結合從而造成結構基因不受控制的轉錄,酶的生長將不再需要誘導劑或不再被末端產物分解代謝物阻遏,這樣的突變株稱為組成型突變株。
17、條件抗性突變的定義:條件致死突變菌指菌株突變後在特定條件下能生長,而在原來條件下不能生長而被致死的突變。如適宜在中溫條件下生長的細菌,經過誘變後獲得的溫度敏感突變株只能在低於37度條件下生成。
18、溶源性轉化:當溫和噬菌體感染宿主而使其發生溶源化石因噬菌體的基因整合到宿主的核基因組上,而使後者獲得了除免疫性以外的新性狀的現象稱為溶源性轉化。
19、接合:結合是原核微生物的有性繁殖方式。結合的兩菌株分屬不同的交配型,遺傳信息總是從供體轉移到受體。當兩種不同的交配型的菌株相互識別和結合以後,雄性細胞的致育因子,通過細胞的表面結構傳遞到雌性細胞,這種致育因子後來稱為F因子。結合定義的關鍵是細胞間的直接接觸。細菌在結合的時候,兩個細胞直接接觸處形成接合管,單鏈DNA可以直接通過這個通道轉移。通常情況下接合轉移的是帶有接必須基因的質粒,但是少數情況下這種質粒整合到細菌染色體,就可能發生染色體轉移,單鏈轉移完畢,供體和受體細胞分別合成互補鏈,完成接合。
20、准性生殖:是指不同菌株的普通體細胞互相融合後,不經過減數分裂就能導致基因重組的生殖過程。其過程包括菌絲連接,形成異核體,核融合,有絲分裂交換和單倍體化幾個階段。准性生殖的特點:重組體細胞和一般體細胞沒有什麼不同,不產生在特殊的囊器中;無減數分裂,不產生有性孢子;染色體的交換和減少是不規則的,而且是不協調的,其基因重組是通過細胞的有絲分裂實現的。
21、原生質體融合法的優越性:
a、受接合型和致育型的限制小,兩親株沒有供體和受體之分,有利於不同種屬微生物的雜交。b、重組頻率高於其他雜交方法。c、遺傳物質的傳遞更加充分、完善,既有核配又有質配。d、可以用溫度、葯物、紫外線等處理純化的一方或雙方,然後使其融合,篩選再生重組子菌落,提高篩選效率。e、用微生物的原生質體進行誘變,可明顯提高誘變頻率。
22、載體應具備的特點:a、載體本身是一個單獨的復制子,在共價連接了外源DNA後仍能自我復制。b、對某些限制酶只有一個切口,並在酶作用後不影響其自主繁殖能力。c、從細菌核酸中分離純化很容易。d、在宿主中能以多拷貝的形式存在,有利於插入的外源基因的表達,能在宿主中穩定的遺傳。砂土管保藏法:選取過40目篩的黃砂,酸洗,再水洗至中性,烘乾備用;過120目篩子的黃土備用;按一份土加4份砂的比例均勻混合後,裝入小試管,裝量1厘米左右。121攝氏度蒸汽滅菌1~1.5h,間歇滅菌3次。50攝氏度烘乾後經檢查無誤後備用。將待保藏的菌株製成菌懸液或孢子懸液,取0.1ml滴入砂土管中,放線菌和黴菌也可直接刮下孢子與載體混勻,而後真空乾燥約2~4h,用火焰熔封管口,置於乾燥器中,在室溫或4攝氏度冰箱內保藏。
23、微孔接種法:利用注射器在罐的接種口橡皮膜上注入罐內進行接種。
24、一級種子罐擴大培養:也稱二級發酵;二級種子罐擴大培養:也稱三級發酵。
25、雙種法:用兩只種子罐接種一隻發酵罐的接種方法。
26、倒種法:從一隻發酵罐中倒出適宜的,適量的發酵液給另一發酵罐做種子的方法。
27、培養基:種子罐是培養菌體的,培養基的糖分要少,對微生物生長起主導作用的氮源要多。
28、培養濕度:一般相對濕度在40%~45%時孢子數量最多。
29、培養基pH變化與碳氮比直接有關,比值高於某一值培養基傾向於向酸性轉移,低於那一值傾向於向鹼性轉移。
30、泡沫危害:a、影響微生物對氧的吸收;b、妨礙二氧化碳的排除;c、降低裝料系數,影響設備利用率;d、發生跑料,招致染菌。
31、①菌絲結團:危害:影響菌的呼吸和對營養物質的吸收。原因:攪拌效果差,接種量小。②菌絲粘壁:原因:攪拌效果不好,泡沫過多,種子裝料系數過小。危害:培養液菌絲濃度減少,可能形成菌絲團。
32、氮源:通常無機氮源和有機氮源聯合使用,既保證了營養豐富也保證了可被菌體迅速吸收使用。
33、無機鹽類的主要功能:①提供合成細胞結構物質所需元素;②作為酶的組成部分或維持酶的活性;③調節滲透壓、PH、氧化還原電位等。
34、生長因子:生長因子是一類對微生物正常代謝必不可少且不能用簡單的氮源或氮源自行合成的,需要量一般很少的有機物。狹義的生長因子一般僅指維生素。。廣義的生長因子除了維生素外,還包括鹼基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4-C6的分枝或直鏈脂肪酸、以及需要量較大的氨基酸。
35、培養基:根據原料分為天然、合成和半合成培養基。天然培養基的優點是取材方便,營養豐富,種類多樣,配置方便,成本低廉;缺點:成分不穩定。常用的有牛肉浸膏、蛋白腖、酵母浸膏、豆芽汁、玉米漿、麩皮水解液、牛奶、血清、胡蘿卜汁、椰子汁等。合成培養基的優點是成分精確,重演性高;缺點:價格較貴,配置繁瑣。
36、種子培養基要求:營養相對豐富、完全,並要考慮能夠維持穩定的PH,尤其是氮源的含量應該較高即C/N比值低。
37、發酵培養基的氮源:多為澱粉、澱粉水解酶、糖蜜、有機酸、低碳醇、脂質、烴類等。
38、有機氮源:黃豆餅粉、花生餅粉、棉子餅粉、玉米漿、蛋白腖、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、發酵菌絲體和酒精等。
39、無機氮源:氨水、氨液、尿素、硝酸鹽和銨鹽等。
40、前體:有些化合物被加入培養基後,能夠直接在生物合成過程中結合到產物分子中去,而自身的結構並未發生太大變化,卻能提高產物的產量,這類小分子物質被稱為前體。
前體物質有的是菌體本身能夠合成的,如合成青黴素分子所需的纈氨酸和半胱氨酸,合成鏈黴素的肌醇等。有的是菌體不能合成或合成的很少,需從外界加入的。如合成青黴素V的苯氧乙酸等,因此這些物質就必須是培養基的成分之一。前體的使用濃度要適當,因為許多前體物質濃度大對菌體有毒副作用,一般採用流加的方式,減少一次加入量。
41、磷酸鹽的作用:①提供某些蛋白質、核酸、ADP、ATP所需磷元素;②緩沖作用。
42、復合反應是可逆的,影響復合反應的條件有:①葡萄糖濃度;②澱粉乳濃度(生產中一般採用10~12°Be18~21% 這時糖化液純度90~92%,復合糖7%左右)③酸度和酸的種類。
43、無機酸的選擇和用量:目前國內普遍採用催化效能最高的鹽酸進行澱粉水解。
44、活性碳吸附法:①溫度一般控制在65攝氏度;②pH控制在5.0以下;③時間25~30分鍾為好;④活性碳用量控制在澱粉量的0.6%~0.8%。
45、α-澱粉酶、液化酶、糊精化酶:是內切型澱粉酶,從澱粉分子在內部任意切開α-1,4糖苷鍵,不能水解α-1,6糖苷鍵。水解速度受底物分子大小和結構的影響,分子越小越難水解,分枝越多越難水解,離α-1,6糖苷鍵越近的鍵越難水解。
46、澱粉葡萄糖苷酶、糖化型澱粉酶、糖化酶:是外切型澱粉酶,從底物非還原性末端依次水解α-1,4糖苷鍵,也能水解α-1,6糖苷鍵,但較慢,速度僅是前者的十分之一。水解速度也受底物分子大小的影響,水解聚合度10~20的糊精時速度最快,水解澱粉和低聚糖速度較慢。水解能力隨不同微生物來源而異。
47、糊化過程分為三個階段:預糊化、糊化、溶解。
48、澱粉老化的影響因素:①直鏈澱粉易老化,支鏈澱粉不易老化;②DE值越小越易老化;③鹼性條件可以抑制澱粉老化;④高溫條件下不易老化,2~4℃極易老化;⑤快速升溫或快速降溫不易老化;⑥澱粉糊濃度過高易發生老化。
49、檢驗液化終點的方法是:將碘溶液滴入液化液中,如顯棕紅色或橙黃色則達到液化終點。
50、澱粉糖化的溫度和pH:根據酶的特性,盡量選用較高的溫度和較低的pH糖化。
51、輻射滅菌法常用的射線:紫外線、X射線和γ射線、高速電子流的陰極射線。
52、化學葯劑滅菌法常用化學葯劑:高錳酸鉀溶液、漂白粉、過氧乙酸、新潔爾滅和杜滅芬、甲醛、戊二醛、酚類、焦炭酸二乙脂、抗生素、環氧乙烷。
53、過濾除菌是用0.01~0.45μm孔徑濾膜對壓縮空氣、酶溶液、啤酒及其他不耐熱化合物溶液除菌。
54、空氣過濾除菌的原理:布朗擴散截留作用、慣性截留作用、攔截截留作用、重力沉降作用、靜電吸引作用。
55、空氣過濾除菌的介質:棉花(有彈性,纖維長度適中,通常使用脫脂棉);玻璃纖維(纖維直徑小,不易折斷,過濾效果好);活性碳(過濾效率比棉花低,但阻力小,吸附力強,通常與棉花介質一起使用)。
56、空氣預處理的目的:提高壓縮前空氣的潔凈度;去除壓縮後空氣中所帶的油和水。
57、兩級冷卻、加熱除菌流程的特點是:兩次冷卻、兩次分離、適當加熱。
58、旋風分離器總的要求是:①旋風分離器的直徑不要太大,因為氣流旋轉運動所產生離心力與分離器半徑成反比,若半徑大,分離效率就低。要分離的空氣量大時,可採用多個分離器並聯。②進口的氣流速度要適當。旋轉氣流所產生的離心力與氣流速度的平方成正比,故氣流速度小,分離效果差;但氣流速度過大,則能量損失多(壓降大),同時也會產生渦流而降低效率。一般採用進口氣流速度15~25/s,排氣出口氣流速度為4m/s。
59、絲網分離器:體積小,絲網表面間隙小,可除去小至5μm的霧狀微粒,分離效率達98%~99%,且阻力損失不大。但對於霧沫濃度很大的場合,會因霧沫堵塞孔隙而增大阻力損失。
60、溶液性質對氧溶解度的影響:溫度(氧在水中的溶解度隨溫度的升高而降低);酸的種類和濃度(一般濃度升高,溶解度降低);鹽濃度(在電解質溶液中,由於發生鹽析作用,使氧的溶解度降低)。
61、攪拌促進氧的傳遞方式:①增加氧與液體接觸面積;②延長氣泡停留時間;③利於養的吸收;④減小傳遞阻力。
62、空氣線速度較小時:氧傳遞系數Kla是隨通風量的增大而增大的,當增加通風量時,空氣的線速度也就相應增大,從而增加了溶氧,氧傳遞系數Kla相應的也增大。
63、空氣分布管:當通風量超過一定值後,氣泡的直徑與通風量有關,與噴口的直徑無關。
64、表面活性劑:培養液中消泡用的油脂等具有親水端和疏水端的表面活性物質分布在氣液界面,增大了傳遞的阻力,使傳氧系數Kla等發生變化。
65、離子強度:發酵液中含有多種鹽類,離子強度約為0.2~0.5mol/L。Kla隨著離子強度的增大而增大。攪拌和通氣消耗的功率越大,則Kla隨離子強度增大的幅度越大,有時Kla可高達純水中的5~6倍。在鹽溶液中,氣泡細胞且難以聚合成大氣泡。而且氣體滯留量有增大的趨勢。
66、改變攪拌速度:①當轉速n較低時,增大n對K有明顯作用;②當轉速n很高時,K值趨向於零(K:調節對象放大倍數,定義為每變化單位轉讀所引起的溶解氧濃度的變化)。
67、巴斯德效應:在好氧條件下,酵母發酵能力降低,這個事實很早就被巴斯德發現,稱為巴斯德效應。
68、組成酶:是菌體生長繁殖所必需的酶系,它的產生一般不受培養基成分的影響。
69、間接相互作用:是指兩種可以單獨生活的微生物共同生活在一起時,可以互相有利或彼此依賴,創造相互有利的營養和生活條件,微生物間的互生和共生關系屬於此類型。
70、直接相互作用:是指微生物間互不相容性,即一種微生物的生長繁殖,致使另一類微生物趨於死亡的過程,微生物學中的捕食、寄生及競爭等屬於此類。嗜殺性酵母的生長也屬於此類。
71、生物反應器設計的主要目標:獲取高質量、低成本的產品。
72、露天式錐底發酵罐:罐錐底部分最好能冷卻,錐底罐的優點是發酵速度快,易於沉澱收集和保存酵母。可單獨用於前發酵和後發酵,也可合並前後一起發酵,錐底罐是密閉罐,既可作發酵罐也可作蓄酒罐,回收二氧化碳。
73、聯合罐的罐中心:設有二氧化碳注射圈,高度恰好在酵母層之上,二氧化碳在罐中央向上注入時,引起啤酒運動,使酵母濃聚於底部出口處,同時啤酒中的不良揮發成分被注入的二氧化碳帶著逸出。
74、朝日罐的特點:利用離心機回收酵母,利用薄板換熱器控制發酵溫度,利用循環泵把發酵液抽出又送回去。
75、擋板的作用:①防止液面中央產生漩渦;②促使液體激烈翻動,增加溶解氧;③改變液流的方向,由徑向流改為軸向流。
76、全擋板條件:是指在發酵罐內再增加擋板或其他附件時,攪拌功率保持不變,而漩渦基本消失。
77、消泡裝置中安裝在罐內的是:耙式消泡器;安裝在罐外的是:半封閉式渦輪消泡器、離心式消泡器、碟片式離心消泡器、刮板式消泡器等。
78、氣升式發酵罐的特點:①反應溶液分布均勻;②較高的溶氧速率和溶氧效率;③剪切力小,對生物細胞損傷小;④能耗低;⑤傳熱良好;⑥結構簡單,易於加工製造,造作和維修方便。
79、經驗放大法包括:幾何相似放大、以單位體積液體中攪拌功率相同放大(不通氣發酵罐)、以單位體積培養液的通氣攪拌功率相等的原則放大(通氣發酵)、空氣量放大、按攪拌器末端線速度相等放大。
80、生物反應器的放大標准:首先要從大量試驗材料中找出影響生產的主要矛盾,在著重解決主要矛盾的同時,不要是次要矛盾激化,比如單純的按Kla相等的准則放大的生物反應器,液體的剪切力肯能會上升到剪切敏感系統不可接受的程度,這樣投入生產就可使生產失敗。所以,必需注意不使這類情況出現,為此,往往或多或少犧牲幾何相似原則。
81、發酵熱:發酵過程中產生的熱量,包括生物熱、攪拌熱、蒸發熱和輻射熱等。
82、消泡劑必需具有的特點:①消泡劑必須是表面活性劑,且具有較低的表面張力,消泡作用迅速,效率高;②消泡劑在氣-液界面有足夠大的散布系數,才能迅速發揮其消泡活性,這就要求消泡劑有一定的親水性;③消泡劑在水中的溶解度較小,以保持其持久的消泡或抑泡性能,並防止形成新的泡沫;④對微生物的發酵過程無毒,對人、畜無害,不被微生物同化,對菌體的生長和代謝無影響,對產物提取和產品質量無影響;⑤不幹擾溶解氧、pH等測定儀使用,不影響氧的傳遞;⑥消泡劑來源方便,價格便宜,不會在使用和運輸中引起任何危害;⑦能耐受高溫滅菌。
83、下游技術:是指使生物界自然產生的或通過微生物菌體發酵的、動植物細胞組織培養的、酶反應等各種生物工業生產過程獲得的生物原料,經提取分離,加工精製稱為目的成分,最終使其成為產品的技術。
范疇:物質分離和產品加工。
84、發酵液預處理的目的:①改變發酵液的物理性質,提高固液分離的效率;②盡可能使產物轉入便於後處理的某一相中;③出去發酵液中部分雜質,以利於後續各步操作。
85、凝聚值:使膠粒發生凝聚作用的最小點解質濃度稱為凝聚值。
86、絮凝劑:是一種能溶於水的高分子聚合物。對絮凝劑的化學結構一般有以下要求:①其分子必須含有相當多的活性官能團;②必須具備長鏈的線性結構;③分子質量不能超過一定限度。
87、助濾劑的使用方法:①在過濾介質表面預塗助濾劑;②直接加入發酵液。也可兩種方法兼用。
88、鈣離子的去除用草酸;鎂離子的去除用三聚磷酸鈉;亞鐵離子用黃血鹽,使其形成普魯士藍沉澱而去除。
89、碟片的作用:縮短固體顆粒的沉降距離;擴大轉鼓的沉降面積。
90、封頭過濾:是指料液的流動方向與濾餅基本垂直。
切向流過濾:又稱錯流過濾、交叉過濾、十字過濾等。
91、不宜採用高壓勻漿法破碎的微生物細胞有:易造成堵塞的團狀或絲狀真菌,較小的革蘭氏陽性菌,以及含有包含體的基因工程菌,因為包含體制地堅硬,易損傷勻漿閥。
92、自溶法:是一種特殊的酶溶方式。例如,對谷氨酸生產菌,可加入0.028mol/L碳酸鈉和0.018mol/L碳酸氫鈉,配成pH10的緩沖液,再配3%的細胞懸浮液,加熱至70%,保溫攪拌20min,菌體即自溶。
93、等電點沉澱的操作條件是:低離子強度;pH≈pI。因此,等電點沉澱操作需要在低離子強度下調整溶液pH至等電點,活在等電點的pH下利用透析等方法降低離子強度,使蛋白質沉澱。
94、在選擇鹽析的無機鹽時,對鹽的要求:①溶解度大,能配製高離子強度的鹽溶液;②溶解度受溫度影響較小;③鹽溶液密度不高,以便蛋白質沉澱的沉降或離心分離;④較高的鹽析技能。
95、有機溶劑沉澱法的優點:是分辨能力比鹽析法高,即一種蛋白質或其他溶質只在一個比較窄的范圍內沉澱;缺點是需要耗用大量的溶劑,溶劑的來源、貯存都比較困難或麻煩,並且提煉操作需在低溫下進行,使用上有一定的局限性,收率也比鹽析法低。
96、活性炭:疏水性,最常用的吸附劑。
97、電滲析:是膜分離技術的一種,它是在直流電場的作用下,一電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇滲透性,把電解質從溶液中分離出來,從而實現溶液的淡化、濃縮、精製或純化的目的。
98、浸取:用某種溶劑把有用物質從固體原料中提取到溶液中的過程稱為浸取,也稱浸出。
99、反膠團:若將表面活性劑溶於非極性的有機溶劑中,並使其濃度超過臨界膠團濃度時,便會在有機溶劑內形成聚集體,這種膠團稱為反膠團。
100、超濾:凡是能截留相對分子質量在500以上高分子的膜分離過程叫超濾。
101、蒸發:按照對所產生的二次蒸汽是否利用分為單效蒸發和多效蒸發。
102、結晶:是溶質呈晶態從液相或氣相等均相中析出的過程。
103、晶體的自范性:晶體具有自發的生長為多面體結構的可能性,即晶體常以平面作為與周圍介質的分界面,這種性質稱為晶體的自范性。
104、二次成核:受已存在的宏觀晶體的影響而形成晶核的現象,稱之為二次成核。
105、冷凍乾燥:亦稱為升華乾燥,它是將濕物料在較低溫度下(-10~-50℃)凍結成固態,然後將其放置於高度真空下,料內水分不經液態直接升華成氣態,物料脫水為成品。在所有乾燥法中,是對產品破換程度最低的。
106、固定化酶:是指在一定空間內呈閉鎖狀態存在的酶,能連續地進行反應,反應後的酶可以回收重復利用。其活性在多數情況下比天然酶小。
107、酶反應的最適溫度是酶熱穩定性與反應速率的綜合結果。由於固定化後,酶的熱穩定性提高,所以最適溫度也隨之提高,這是很有利的。
108、共固定化技術:是將酶、細胞器和細胞同時固定於同一載體中,形成固定化細胞系統。
109、生物柴油:指由動植物油脂與短鏈醇(甲醇或乙醇)進行酯交換反應所制備的脂肪酸單酯。
110、清潔生產:是指將綜合預防的環境策略持續的用於與生產過程和產品中以便減少對人類和環境的風險性。概括的說就是:低消耗、低污染、高產出,是實現經濟效益、社會效益與環境效益相同一的21世紀工業化生產的基本模式。
F. 發酵食品微生物的用於發酵食品中的細菌
用於發酵食品中的細菌,主要有醋酸桿菌、非致病棒桿菌和乳酸菌3種。
醋酸桿菌常見於腐爛的水果、蔬菜、酸果汁、醋和飲料酒中。屬革蘭氏陰性無芽孢桿菌,兼性好氧,但易出現退化型。退化型菌體出現枝狀、絲狀等彎曲狀。老培養物中的菌株革蘭氏染色也常常出現變化。醋酸桿菌能氧化乙醇使之成為乙酸,因而是製造食醋的主要菌種。
非致病棒桿菌經常從土壤、水、空氣和被污染的細菌培養皿或血平板中分離得到。非致病棒桿菌中的谷氨酸棒桿菌、力士棒桿菌、解烴棒桿菌經常用於味精(L-谷氨酸鹽)的生產。它們能將糖分解成有機酸,並將含氮物質分解成銨離子,再進一步合成谷氨酸並積累於發酵液中。
乳酸菌能產生乳酸,是發酵乳製品製造過程中起主要作用的一類菌。按其對糖發酵特性可分為同型發酵菌和異型發酵菌。
同型發酵菌在發酵過程中,能使發酵液中80~90%的乳糖轉化成乳酸,僅有少量的其他副產物。常用的菌種有:乾酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌,瑞士乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌及乳鏈球菌丁二酮乳新亞種。
異型發酵菌在發酵過程中,能使發酵液中50%的乳糖轉化為乳酸,另外50%的糖轉變為其他有機酸、醇、二氧化碳、氫等。在食品中使用的菌種有葡聚糖明串珠菌和乳脂明串珠菌。
G. 常用發酵劑由哪些物質組成
em菌發酵劑主要成分:乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、枯草桿菌、光合菌、放線菌等十屬八十多種微生物
有效活菌總數≥200億cfu/ml
產品性狀:土黃色粉末
保質期:18個月,常溫陰涼密封保存。
一、 農盛樂發酵床專用菌種
【功能作用】
1、改善養殖環境,除臭,殺菌。
2、製作發酵床墊料、提高飼料利用率。
3、噴灑發酵床表面,提高發酵床的發酵強度。
4、提高有機體非特異性免疫力,提高成活率及整齊度。
5、提高動物肉的品質,動物在墊料上,顯得十分舒適,活
動量較大。生長發育健康,幾乎沒有疾病發生,幾乎不用抗生葯物,提高動物肉的品質,生產出真正意義上的有機肉類。
【發酵床的好處】
1. 三省( 省水、省料、省勞力):節省用水75%~90% , 僅為豬飲用、保持墊料表面濕度、噴灑降溫用水;豬拱食菌體蛋白, 改善腸道環境, 提高飼料轉化率, 可節省精飼料10%~15% 。僅喂料、翻扒墊料、清掃飼喂台、調整濕度用工, 無需清糞, 可節省勞力30%~50%,一個人可以飼養800~1000 頭肥豬,100~200 頭母豬。
2. 兩提( 提高抵抗力、提高豬肉品質):豬恢復了拱食和沙浴的生物習性, 應激減少; 採食菌體蛋白, 抗病力增強, 發病率減少, 用葯減少。豬肉肉色紅潤, 紋理清晰, 肉質提高。
3. 一增( 增加養殖效益):可節約用水、用料、用葯等成本30~80 元/ 頭; 利用農業廢棄物, 如鋸末、稻殼、花生殼、玉米秸稈等作為墊料原料加以使用, 通過微生物的發酵,將廢棄物變廢為寶。
4. 零排放( 無污染, 實現糞污零排放):豬場內外無臭味, 氨氣含量顯著降低, 在養殖環節提前消除了污染物, 實現了糞污的零排放。
【適用范圍】
1、適用於製作發酵床的墊料(也可以用來飼養豬、牛、羊,雞、鴨、鵝、蛇蜈蚣等動物)。
2、適用於家畜、家禽及蟲類養殖領域,包括豬、牛、羊、馬、兔、狗、狐、貂、雞、鴨、鵝、蚯蚓、蜜蜂、蠶、蝴蝶及蠅等養殖領域。
二、農盛樂飼料發酵床專用菌種:
【作用機理】:EM微生物有益菌種,能有效降解植物細胞壁成分、細胞間質成分、粗纖維及小麥豆粕和玉米中的粘性多糖等抗營養因子,使飼料有效營養充分釋放,從而提高消化率,增強適口性。經過大量客戶的使用證明其作用有以下方面,
【功能作用】:
1、能顯著提高飼料消化率和吸收率,改善畜禽的消化功能,減少飼料的消耗量,降低養殖戶的成本在30%左右,排便量減少三分之一。
2、顯著增強畜禽適口性,經處理過的飼料味香醇甜可口,動物食慾明增加;
3、提高畜禽的免疫和非免疫能力,抑制有害菌,防止腹瀉 、下痢等疾病;
4、減少糞便中氮、磷、鈣的排泄量,減少有害氣體,減輕臭味,改善養殖環境;
5、可增加菜粕、棉粕、糠麩的添加量,減少魚粉、豆粕的用量,並可使小麥的使用量達到30%左右,
6、提前10-15天左右出欄,大大降低養殖戶的成本,綜合效益增加。
用法與用量:EM菌種可以發酵豆渣 、潲水、秸稈、稻草、醬渣、酒渣、糞便等材料做飼料。1瓶菌種配置的菌液可以發酵干豆渣(酒渣、醬渣、果渣等)2噸;1瓶菌種配置的菌液可以發酵壓榨後的潲水(泔水、剩飯菜)2.5噸;1瓶菌種配置的菌液可以發酵雞糞(鴨糞、豬糞等動物糞便)2噸;1瓶菌種配置的菌液可以發酵秸稈粉末(青貯數量、農作物秸稈等)3噸。
無論怎樣配比都是可以的,只要您當地有的資源,想得到的發酵配方都是可以的,我們的發酵產品幾乎可以發酵所有的可飼用的有機物,發酵力強勁,關鍵不在於發酵用什麼樣的配方,用戶自己可以根據自己當地的資源情況,任意設計自己的發酵料配方,只需要掌握兩點,一是發酵料中需要有一點能量飼料,提供微生物生長繁殖的動力(主要是如1--10%左右的玉米粉、薯粉、麥粉、糠麩都可以),二是其實關鍵只在於,喂養的時候,要設計好喂豬的配方,例如,您自己設計了發酵配方後,需要簡單地計算一下,自己設計的發酵配方發酵後的營養價值,例如簡單的蛋白質是多少,能量大概是多少等,再與其他飼料原料搭配來喂豬。 飼喂農盛樂發酵料可提高動物抗病能力,補充動物腸道內有益菌群,抑制有害菌,維護腸道平衡,提高動物免疫力。
三、農盛樂種植EM菌種:
【作用機理】:
EM菌中的光合菌群,不僅僅在葉子上,而且在土壤、在水中都可以利用太陽光熱能,它可以合成抗氧化物質,氨基酸、糖類和各種生理活性物質來促進植物的生長,還會使土壤中的其他有益微生物活躍壯大起來;抗氧化物質使有機肥料不臭而散發出香味,使植物的根部活力加強,提高吸收養分的能力。增強微生物的群體聯合作用,可以改善土壤環境,抑制有害微生物,豐富有益微生物,形成再生機制,熔解磷、鉀、固氮,使能量立體化匯集,並改善土壤的酸、鹼、粘、沙和易澇、易旱等不良性質,促進團粒化,提高土壤的保水和透氣性能。EM菌群分泌與合成的物質如各種有機酸、氨基酸、酶、活性**激**##素、抗氧化酵素等,可直接促進植物生長,還能分解殘留農葯,使土壤還原於抗氧化狀態,充分發揮農作物在良性狀態中驚人的生長能力。
【作用表現】:
1.改良土壤性質,提高土壤肥力,逐年減少以致完全不用化肥、農葯,最終實現免耕作業。與化肥相比,EM菌稀釋液+動物糞便發酵後可以使土壤中速效鉀提高5%,速效磷提高31.2%,全氮提高15.5%,而且土壤越種越肥沃,有益小動物(蚯蚓等)倍增,滲水、保水、透氣性能增強,促進團粒化。連用三、五年,土壤生態、物理、化學性能徹底改良後,可用實現免耕種植。
2.抑制有害微生物的生存與繁殖,減輕並逐步消除土傳病蟲害和連作障礙。
3.增強植物的代謝功能,提高光合作用,促進種子發芽,根系發達,早開花,多結實,成熟期提前10天以上。
4.低投入、高回報,確保農業繁榮和可持續發展。經各地幾年使用,一茬作物每畝只需用EM菌液0.5-1公斤,而增產幅度一般為:糧油作物增產10-20%以上,其中大豆可增產10%以上;葉菜類增產8-26%以上,塊根塊莖類增產幅度更大;瓜果類保花保果率提高40%以上,且單果重、糖度和保鮮度明顯提高;花卉可提前半月開花,花朵增多更鮮艷,花期延長。
5.改善水果品質,生產個大色正,味美可口且無化學污染的純天然綠色產品,全面提高農產品的市場能力。
【用法用量】:
1、發酵農家肥或有機垃圾:每公斤本品(指液體菌液)可發酵農家肥(有機垃圾)500公斤(生料、粗料用量大些)。具體操作方法:取1公斤本品,加入100公斤左右水製成稀釋液(具體的用水量,要根據農家肥或有機垃圾自身的含水量而定),而後與有機基料均勻混合,含水量控制在40%左右(手握可見指縫有水滲出,但不下滴),壓實後用塑料膜覆蓋嚴,如發酵料多(數噸)時,當堆心溫度高於65℃時,進行翻堆。共翻堆2-3次,夏季發酵20天,冬季發酵30天,即可充分發酵成熟。
2、發酵人畜糞尿:按糞池內人畜糞尿量的萬分之一到五(即每立方米的糞尿使用本品500ml,糞稀量小些),加適量水稀釋後,投入糞池,攪拌均勻,起到消除惡臭和提高肥效的效果,以後每10~15天投放一次。
3、發酵秸稈:先配製好稀釋液,每堆一層秸稈噴灑一層稀釋液,最後上覆20~30cm厚泥土即可。如冬季氣溫過低,或要求發酵快些,加蓋一層薄膜,用泥或石壓邊密封發酵。
4、發酵沼氣:將本品1L稀釋1:100-500倍後直接加入沼氣池內,可增加沼氣產量300%。
5、泡種和拌種:可以促進種子的發芽、種苗生根,尤其對於那些處於休眠狀態或發芽勢弱的種子,效果更佳明顯。
6、製作防蟲液:將EM菌液稀釋500-1000倍,按照每畝200-400ml的用量噴灑。每10-15天噴灑一次。在病蟲害可能發生的季節需要提前噴灑。
四、農盛樂水產EM菌種:
EM菌液滲入水體後,其群體作用能殺死或抑制病原微生物和有害物質,調整養殖生態環境,增加水中溶氧量(氧氣),促進養殖生態系中的正常菌群和有益藻類活化生長,保持養殖水體的生態平衡;拌入餌料投喂,直接增強魚類的吸收功能和防病抗逆能力,促進健壯生長。EM菌液中的光合菌還能利用水中的硫化氫、有機酸、氨及氨基酸兼有反硝化作用中去除水中有害菌,因而能使養殖池中的排泄物和殘餌污染得到凈化,改善水質,減少魚病。
【主要作用】:
1、減少病原微生物和不良藻類、明顯增強養殖對象的免疫力和抗病性,降低發病率,提高成活率。用戶反映,EM菌原液可使蟹苗成
活率提高近一倍,中華石斑魚的成活率由原來的30%提高到70%以上。
2、增加有益微生物數量。水面浮游動物、有益藻類增多,特別是紅蟲不斷增多至布滿水面。
3、穩定和改善水質,水體顏色清爽,不臭不腐,無硫化氫、氨氣等異味,能見度在25-50cm的時間長且較穩定,換水時間可延長2倍以上。
4、魚蝦糞、池底雜質和下腳料不會變成淤泥而呈散沙狀。
5、促進生長,增重率明顯提高。實踐證明,在同等環境下,用EM菌液後,可提前10-15天上市,平均畝產提高20%-35%,產卵量增加25%,產卵時間延長。有的試驗表明,常溫新鱉池用EM菌液後,產卵時間延長近70天,且孵化率較好,餌料不臭,改善了養殖環境。北京郊區某漁場在魚苗試驗中,試驗組魚苗體重為對照組的兩倍,廈門某學院在小面積對蝦養殖試驗中,體重增重率達166.7%。
【用法用量】:
1.池塘養殖,放苗或水花前3-4天每畝用2公斤全池潑灑,放苗或水花時,用30ml兌水10公斤,浸泡15分鍾,每畝潑灑2公斤,以後每隔15-20天,每畝用2公斤潑灑。
2.水庫使用,每畝按1-2公斤使用一次,每15天使用一次,最好配合使用有機復合肥,這樣效果更佳。
3.全池潑灑:0.5~0.8ppm,即1米水深,每畝使用約1公斤,10~15天使用一次,養殖種,後期可酌情加大用量至2公斤
4.拌料喂養:使用餌料重量的0.3~0.5%,即每100公斤飼料用0.3-0.5公斤,可以喂養魚類,蝦類、黃鱔,龜類等各種動物。
H. 天然產物的微生物及其發酵液有效成分
微生物是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活密切相關。能夠提供有效成分的主要是真核生物中的真菌與藻類,以及其他微生物的代謝(發酵)產物。來源於微生物及發酵液的有效成分主要有多糖類、酶類、抗生素類、色素類、氨基酸類、有機酸類、醇酮類、維生素類、核酸類等等。現將主要成分簡介如下: 微生物多糖是一類次生代謝產物。其中的有些同瓊脂、果膠、阿拉伯膠等一樣,是一類水溶性膠體物質,具有高粘度、高水溶性、高穩定性以及安全性等性質,因而在工業上具有多方面的特殊利用價值。某些來自高等真菌的多糖具有抗腫瘤作用,醫用價值很大。根據存在位置的不同,多糖可分為細胞內多糖、細胞壁多糖和細胞外多糖。微生物大量產生的多糖主要是胞外多糖。胞外多糖的種類很多,根據所含糖苷基的情況可分為同型多糖和異型多糖。同型多糖中糖苷單體只有一種,如葡萄糖苷組成的葡聚糖、果糖苷組成的果聚糖、甘露糖基聚合的甘露聚糖。植物體內的澱粉和纖維素是葡聚糖型的同型多糖。異型多糖也稱雜多糖,是由兩種以上(一般為2-4種)不同的糖苷基組成的聚合體。構成異型多糖的單體糖有葡萄糖、甘露糖、葡糖酸、鼠李糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸和半乳糖等。有的異型多糖含有少量丙酮酸、琥珀酸等有機酸成分,也稱為酸性多糖。日常生活中常用的微生物多糖有:
黃單胞菌多糖(黃原膠):一種典型的水溶性膠體多糖,是工業生產中產率最大的微生物多糖。由甘露糖、葡萄糖和葡糖酸(2:2:1)構成的雜多糖,具有增粘、穩定和互溶等物理性質。在食品工業中作為飲料、調味品、麵包和罐頭製品中的添加劑。
短梗酶多糖:水溶性膠類物質,由出芽短梗黴菌深層發酵產生。由葡萄糖構成的麥芽三糖為糖苷基單位,是一種同型多糖。具有良好的水溶性、粘結性、成膜性和安全性,主要用作食品、醫葯、化妝品等製造中的增稠劑、成型劑和粘結劑。
右旋糖酐:是一種發現較早的微生物多糖。發酵生產用菌種是腸膜明串珠菌。右旋糖酐為類似澱粉和糊精的葡聚糖物質,主要用途是在醫療中作為代血漿、動脈硬化抑制劑等,在食品加工上作為穩定劑和保濕劑等。
海藻酸:最初在海藻中提取。主要由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸單體聚合而成。海藻酸可作為乳化劑、穩定劑和增粘劑用於食品、醫葯和造紙工業。其鈉鹽是一種通透性良好、無毒多聚膠體物質。
其他的大型真菌主要是多孔菌和傘菌中的種類,其多糖類代謝物具有增強機體免疫力、抑制腫瘤細胞增生的抗癌作用,著名的如香菇多糖、茯苓多糖、猴頭多糖、蟲草多糖及銀耳多糖等。 氨基酸是在食品、醫葯、飼料、化工和農業等部門中具有廣泛用途的化學原料。是一類具有特殊重要意義的化合物,是與生命活動密切相關的蛋白質的基本組成單位,是人體必不可少的物質。氨基酸廣泛存在於動物、植物和微生物中。
氨基酸分子中既有鹼性-NH2和酸性COOH,與強酸強鹼都能作用生成鹽,因此氨基酸為兩性化合物。氨基酸根據分子中所含的氨基和羧基的數目分為中性氨基酸、鹼性氨基酸和酸性氨基酸。中性氨基酸是指分子中氨基和羧基數目相等的一類氨基酸。分子中氨基的數目多餘羧基時稱為鹼性氨基酸,氨基的數目少於羧基時稱為酸性氨基酸。
氨基酸為無色晶體,熔點一般都較高(常在230-300℃)之間),熔融時即可分解放出二氧化碳。氨基酸都能溶於酸性或鹼性溶液中,但難溶於乙醚等有機溶劑。在純水中各種氨基酸的溶解度差異較大,加乙醇能使許多氨基酸從水溶液中沉澱析出。
氨基酸的發酵生產是通過微生物的代謝作用使含碳和氮的有機物轉化成氨基酸,再將發酵液濃縮乾燥或通過離子交換樹脂將其提取出來。通過發酵法製得的是具有生化活性的L型氨基酸。大部分氨基酸幾乎都可以用微生物來生產。這比人工合成或用天然蛋白質降解的製造方法來得容易,且效益也大大提高。谷氨酸(味精)是最早用微生物工業化生產的氨基酸。用發酵法生產的氨基酸有賴氨酸、丙氨酸、精氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸等。目前工業發酵生產的氨基酸主要如下:
L-谷氨酸:生產谷氨酸的主要有谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌以及微桿菌中的種類。工業發酵採用大型通氣攪拌發酵罐,碳源採用澱粉質原料(玉米、甘薯、小麥和馬鈴薯等)糖化後的葡萄糖液。尿素、氨水是良好的氮源。發酵最適溫度為30-35℃,最適pH值為7.5-8。
L-賴氨酸:是谷類蛋白質中不足的氨基酸,作為食品和飼料中添加的必須氨基酸。賴氨酸發酵菌種是通過誘變處理獲得的谷氨酸棒桿菌或黃色短桿菌的營養缺陷型突變株,人為地解除氨基酸生物合成的代謝控制機制,能大量積累賴氨酸,產量可以達到30g/L以上。 抗生素是微生物在新陳代謝過程中產生的、以低微濃度能抑制它種微生物的生長和活動,甚至殺滅它種微生物性能的化學物質。抗生素根據作用機制可以分為以下幾類:
作用於DNA合成系統的抗生素:核苷酸生物合成的抑制劑抑制dATP、dGTP、dTTP、dCTP的合成,5FU、FdUMP、葉酸拮抗劑抑制從dUMP到dTMP的生成。ara C及ara CTP抑制從dCTP生成DNA。抗癌黴素抑制DNA多聚酶。絲裂黴素、烷化劑、博來黴素、奈里酸、腐草黴素、抗原蟲劑、嗜癌素、喹啉類、早妥鏈絲菌素以及新制癌素C(紡錘菌素、遠黴素A、多色黴素等)作用於模板DNA或RNA。此外還有抑制核苷酸生物合成的化合物:葉酸和5FU。
抑制轉錄反應的抗生素:利福黴素、曲張鏈絲黴素、鏈黴菌素、α-鵝膏菌素、放線菌素、柔紅黴素、豐加黴素、冬蟲夏草菌素等。
作用於核苷酸生物合成系統的有冬蟲夏草菌素、重氮黴素A、丙氨菌素等。
抑制蛋白質合成系統的有吲哚黴素、鏈黴素、慶大黴素、卡那黴素、四環素等。
抑制細菌細胞壁粘肽生物合成系統的有磷黴素、D-環絲氨酸、萬古黴素、桿菌肽以及β-內醯胺類抗生素等。
作用於細胞質膜的有持久黴素、青黴素、多粘菌素B、大四環抗生素、纈氨黴素、大四環抗生素以及英恩黴素等。
作用於能量代謝系統或作為抗代謝物的有:抗黴素A、寡黴素、短桿菌肽S等。
就作用和產值而言,抗生素及相關的生物活性物質是微生物最重要的產品。迄今已經能夠生產的有一百多種,臨床應用的有幾十種。放線菌產生的抗生素種類最多,約佔四分之三。目前開發的新微生物生物活性物質目標集中在以下幾個方面:抗腫瘤物質;抗耐葯性金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和結核桿菌物質、抗綠膿桿菌和變形桿菌物質、抗病毒物質、抗心血管疾病物質。 色素根據溶解性能的不同可以分為水溶性的色素和油溶性的色素。水溶性的色素有檸檬黃、日落黃、莧菜紅、靛藍、亮藍、甜菜紅、花青素、玫瑰茄紅、越橘紅等,脂溶性的色素有胡蘿卜素、辣椒紅素、姜黃、玉米黃、紅曲酶色素等。微生物色素除紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,褐和黑色之外,還有介於它們之間的各種各樣顏色。這些色素有在細胞內的,有在細胞外的;有自身合成的,有轉化培養基中的某些成份而形成的。總的來說,可以分為兩類;①菌苔本身呈色而不滲入培養基,稱為非水溶性色素。④菌苔本身呈色或不呈色,但使培養基呈色,稱水溶性色素。
微生物有些色素,如細胞色素C,具有十分重要的生理功能,但許多色素的功能尚未被人們認識。在微生物,最普遍和常見的色素是黃色和橙色--類胡蘿卜素。所有光合微生物都有類胡蘿卜索,如光合細菌。許多非光合微生物也含有類胡蘿卜素,如紅酵母菌、鏈孢黴菌、藤黃八疊球菌等。許多假單胞菌靶一些放線菌可以產生各種顏色的 吩嗪類色素,如紫色的碘菌素、藍綠色的綠膿桿菌素、金黃色的金色菌素等。真菌的色素種類也很多,一種真菌往往可以產生不只一種色素,色素的主要成份是甲苯醌、萘醌和咄噸酮等類型的衍生物。
色素是一種次生代謝產物,一般是在菌體生長後期開始合成,其合成過程可能是在培養基中缺乏某種營養物質,菌體的生長過程受到限制時被啟動的。一般是菌體生長繁殖過程中不需要的物質、菌體失去合成這種物質的能力後照常生長。 目前用微生物生產的酶有數百種,其中大部分是水解酶(碳水化合物水解酶、蛋白酶、脂肪酶等)、氧化酶、轉化酶、異構酶等,均已大規模生產和應用。分子生物學上廣泛使用的工具酶(限制性內切酶、聚合酶、連接酶等)大都來源於微生物。目前我國已經能用發酵法大規模生產工業上所需要的酶及部分工具酶。
微生物由於催化自身代謝的需要,能合成種類繁多的酶。酶具有催化各種生化反應的功能。酶在化工、食品、釀造、醫葯、紡織和製革等工業上用途很廣。利用微生物的工業發酵可以生產各種酶產品。
酶是生物細胞產生的一類具有高度催化活性的蛋白質,其催化能力比無機催化劑要高出幾萬倍甚至幾億倍。在生產上應用酶來催化各種反應,同使用無機催化劑相比具有許多優點,如作用快,生產周期短,轉移性強,副產物少,產物易提純;代替強酸強鹼的催化作用,不污染環境等。目前酶制劑已經稱為工業上的一項新興產品,在食品、化工、醫葯、紡織、造紙、農林以及生物科學研究等領域有著廣泛的用途。
氧化還原酶類如脫氫酶和過氧化物酶;轉換酶類如轉氨酶和轉磷酸酶等;水解酶類如澱粉酶、纖維素酶、脂酶和蛋白酶等;裂解酶類如脫羧酶、脫氨酶和DNA內切酶等;異構酶類如葡萄糖異構酶和磷酸丙糖異構酶等;連接酶如DNA連接酶等。 維生素是維持細胞生長和正常代謝所必須的微量有機化合物。在化學結構上不屬於同一類化合物,脂肪族、芳香族、脂環族、糖苷和雜環類等化合物都有。雖然結構不同,生理功能各異,但也有以下幾點共同點:以本體形式或可被利用的前體形式存在於天然食品中;多數不能在體內合成,也不能大量儲存在組織中;不是構成各種組織的原料,也不提供能量;常以輔酶或輔基的形式參與酶功能;有的維生素結構和生物活性相近,如吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺等。
維生素根據溶解性能可分為兩大類:脂溶性和水溶性維生素。脂溶性的維生素包括維生素A、D、E、K,它們不溶於水而溶於脂肪及有機溶劑中,在食物中常與脂類共存;水溶性維生素包括B族維生素和維生素C.一般無毒性,容易在體內被代謝出。用微生物生產的維生素有核黃素、β-胡蘿卜素、維生素B2、維生素B6、維生素B12、維生素C等。 有機酸:目前用微生物工業化生產的有機酸有檸檬酸、醋酸、葡糖酸、葡萄糖酸、丁烯二酸、曲酸、烏頭酸、蘋果酸、α-酮戊二酸、衣康酸、乳酸、酒石酸、延胡索酸等。他們中的大多數是重要的化工原料。
有機酸具有超過抗生素的多種作用,其中包括降低pH值和增強胰腺分泌。作為一類化學物質,它們都有共同的結構R-COOH。
醇酮類:乙醇、丁醇、丙酮等化工原料都可利用微生物來生產。
I. 發酵液為何需要預處理 處理方法有哪些
發酵液預處理的根本目的是「凈化」。即將發酵後的殘留原料(培養基)、發酵用微生物殘留菌絲體等固體分雜質與母液分離。從而使發酵母液得以凈化;以利於後續加工。
眾所周知,啤酒、葡萄酒、紅黴素、青黴素、麥迪黴素等都是通過發酵工藝生產的不同產品。當然他們使用的發酵原料(培養基)和菌種是不同的。但是,發酵結束後的母液凈化工藝是基本相同的。都要經過發酵混合料液的絮凝、壓濾、精濾(膜處理);將發酵母液中的固體分與母液分離開來。以利於後續產品深加工。
精濾後的啤酒母液,經過調配和檢驗後即可作為產品上市。葡萄酒則需要裝進橡木桶進酒窖陳放,醇酯化。
發酵葯青黴素、紅黴素、麥迪黴素的精濾葯液經過多道提純結晶工藝加工後,可得到符合要求的原料葯。可供後續系列葯品的深加工。
從上述可知,發酵母液的凈化處理是發酵工程產品生產的必不可少的基本加工工序之一。