1. 微生物发酵的操作与特点
微生物发酵过程即微生物反应过程,是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。
根据微生物的种类不同(好氧、厌氧、兼性厌氧),可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。
(1)好氧性发酵 在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气,如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。
(2)厌氧性发酵 在发酵时不需要供给空气,如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。
(3)兼性发酵 酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精,而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵,大量繁殖菌体细胞。
按照设备来分,发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。
一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型,如酵母生产,由于其菌体迅速而大量繁殖,可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反,密闭发酵是在密闭的设备内进行,所以设备要求严格,工艺也较复杂。浅盘发酵(表面培养法)是利用浅盘仅装一薄层培养液,接人菌种后进行表面培养,在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时,对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部(不仅仅在表面)进行的微生物培养过程。
同其他发酵方法相比,它具有很多特点:
①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。
②在液体中,菌体及营养物、产物(包括热量)易于扩散,使发酵可在均质或拟均质条件下进行,便于控制,易于扩大生产规模。
③液体输送方便,易于机械化操作。
④厂房面积小,生产效率高,易进行自动化控制,产品质量稳定。
⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。
2. 微生物发酵与微生物转化有什么区别
微生物发酵与微生物转化有什么区别
微生物发酵:利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。自然发酵,是利用自然环境中的微生物进行发酵的过程。谷类靠天然野菌种自然发酵,发酵过的面食松软并且容易消化,利用基因重组技术构建的生物工程菌的发酵工艺不同于传统的发酵工艺,就其选用的生物材料而言,前者含有带外源基因的重组载体;而后者是单一的微生物细胞;从发酵工艺考虑,生物工程菌的发酵生产之目的是希望能获得大量的外源基因产物,尽可能减少宿主细胞本身蛋白的污染,外源基因的高水平表达,不仅涉及宿主,载体和克隆基因三者之间的相互关系,而且与其所处的环境条件息息相关,因此仅按传统的发酵工艺生产生物制品是远远不够的,需要对影响外源基因表达的因素进行分析,探索出一套适于外源基因高效表达的发酵工艺.
基因工程菌发酵问题中最重要的两个问题是菌体的高密度发酵和诱导条件的确定.菌株的高密度生长将导致供氧不足和培养基中大量乙酸的产生,这将极大的影响菌体的生长,这是一个值得注意的地方;另外,菌体密度的高低与外源蛋白表达量之间并没有直接相关性,它们之间的结合点就是诱导条件的确定.另外,不同的发酵条件,工程菌的代谢途径也许不一样,这对目标蛋白的下游纯化工艺将造成不同的影响.因此,在高表达高密度的前提,尽量建立有利于纯化的发酵工艺也是非常重要的问题.
3. 什么是微生物发酵工程
作为现代科学意义上的微生物发酵工程,是指将传统发酵技术与现代生物学的DNA重组、体细胞融合等新技术结合并发展起来的现代微生物发酵技术。目前在医学和农业生产领域中通用的20多种抗生素中,绝大部分都是利用微生物的特定功能制成的发酵产品。
在生物工程的各类技术系统中,最基本的核心系统就是基因工程。也就是说,只有通过对基因进行剪裁、拼接等改造和加工,才能按照人们预先设计的蓝图制造出特定的生物性状、物种和制品。毋庸置疑,生物工程的发展必将导致传统工业结构的调整与改革,并会在解决人类面临的难题中发挥自己的巨大潜力,成为推动当前新技术革命的强大动力。
生物工程的影响涉及到农业、医药、食品、能源、环境保护等国民经济的众多领域。作为一种生产力,它对科学和社会发展的影响和作用,将会随着这个新兴产业的不断开拓而越来越大,并将引起传统工业模式的变革。因而,它所产生的经济效益也将是难以估量的。从某种意义上说,生物工程所产生的重大影响将远远超过20世纪70年代的微电子学、60年代的计算机以及50年代的晶体管半导体的发明。而且它所产生的影响将会在21世纪得到更加充分的显现。
不过,现代生物工程技术的迅速发展,如同现代遗传科学一样,也给人们带来了许多困惑:当人们能够任凭自己的想象“制造”出任何有生命的物种来的时候,那时,这个世界将会变成一个什么样的世界呢?
4. 原核生物发酵和真核生物发酵的区别是什么
就是发酵采用的菌种不同,可以获得不同产物。
真核生物发酵以酵母菌发酵为主,收获含乙醇的物质,如酒等。还有如采用青霉发酵等,可以收获青霉素。
原核生物发酵采用菌种是原核生物,如放线菌、大肠杆菌等。可收获抗生素、转基因产物等。
5. 微生物代谢,微生物生长,微生物发酵有什么不同
微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程。有机物的降解和微生物的增殖如图所示,分解代谢中,有机物在微生物作用下,发生氧化、防热和酶降解过程,使结构复杂的大分子降解;合成代谢中,微生物利用营养物及分解代谢中释放的能量,发生还原吸热及酶的合成过程,使微生物生长增殖。、内源呼吸,则是细胞质进行自身氧化并放出能量的过程。当有机物充足时,细胞质得到大量合成,而内源呼吸则并不显着;当缺乏营养时,则只能通过内源呼吸吸收氧化自身的细胞物质而获得微生物生命活动所需的能量。
微生物生长:微生物有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。
微生物生理学严格定义的“发酵”:
有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。
微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵,呼吸又可进一步区分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此,发酵是生物氧化的一种方式。
发酵是这样一种生物氧化方式:在没有外源最终电子受体的条件下,化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的(已经经过该细胞代谢的)有机化合物的还原相耦合,一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化,而是通过底物(激酶的底物)水平磷酸化来获得代谢能ATP;能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD,以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD,同时将后者还原成发酵产物(不完全氧化的产物)。
细胞中的NAD是有限的,如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生,就不能被回用,有效的电子载体就会愈来愈少,脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化(包括发酵)继续进行下去的必要条件。
6. 什么是生物发酵技术
生物发酵技术是比较书面的说法,其实生活中很多东西就是生物发酵技术得来的,比如酿酒、醪糟、泡菜等等都是生物发酵技术的产物。护肤品的生产分两种,一种是现代工业化生产用的乳化技术,真空高温高压生产,可以批量、大规模生产;一种是生物发酵技术,按配方将原料调配在一起,在常温下让其自行发酵,以产生各种对皮肤有益的活性酶;以发酵技术生产的护肤品因为其富含生物酶等活性物质,品质及使用效果优于乳化技术生产的护肤品,缺点是产量不及乳化技术的产量;法国EWELL&壹甸就是以生物发酵技术生产。
7. 高中生物上讲的“发酵”是指什么
在必修一里边“发酵”指的是微生物的无氧呼吸,包括酒精发酵和乳酸发酵等,如果到了选修教材里边会发现,教材把醋酸菌的有氧呼吸也称之为醋酸发酵,所以我们也不能说发酵一定是有氧呼吸还是无氧呼吸,暂且知道高中教材里涉及发酵的共有这三处就可以了,即:酵母菌的无氧呼吸、乳酸菌的无氧呼吸以及醋酸菌的有氧呼吸。
8. 生物发酵过程中压力过高会导致什么
压力控制主要考虑发酵罐承受能力。当然会影响空气交换速率,进而导致二氧化碳积累和氧气不足,最终造成反馈抑制,菌活力降低,使得发酵不彻底甚至停滞