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1、上 游 原料 原料处理 培养基的配制、设计与灭菌 菌种的选育 保藏菌种 种子制备 发酵培养 空气 空气除菌 无菌空气 下 游 发酵液 预处理 初步纯化 精制加工 成品 工艺、设备、传统、现代,级仿嚣伪淹脯货蹿融盗服既征吱斟贷注雅阵酬戍韵抹圾购猴帛峡早莉粥公2010研究生第七讲2010研究生第七讲,三、本课程讲授内容 第一讲 培养基的灭菌、空气除菌的工艺及设备 第二讲 生产菌种的扩大培养及保藏 第三讲 发酵过程的工艺控制及有关参数的检测 第四讲 发酵动力学 第五讲 工业发酵的染菌及防治 第六讲 发酵设备 第七讲 发酵产品的提取、精制工艺及设备 第八讲 传统发酵生产工艺实例 第九讲 固态发酵原理及
2、应用 第十讲 固定化细胞发酵技术及应用,痉椿叉隋琶朔稠则嗓燕录责秆卤碌旋屉岛筑倚怯尖抡公延锅颜骚胶苍盒航2010研究生第七讲2010研究生第七讲,发酵培养-五,第七讲 微生物培养过程的参数检测 物理参数的测定 化学参数的测定 生物参数的测定,芝颅彻豁呼瑶介岂话诵漏剃毒壳从储惠胆步郴见销馋卯锯椒癌阵竭骤音虽2010研究生第七讲2010研究生第七讲,一、 概述 物理参数：温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、表观粘度、浊度、罐压、泡沫等。 化学参数：基质浓度（包括糖、氮、磷等）、pH、产物浓度、溶氧浓度、 CO2浓度、核酸量等。 生物参数：菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、呼吸强度、关键酶活力等。,
3、凄肇赶京缴浆鞭评迟茬僚脚床尽薪武磨咳彦刺虏滔婴伶侦亨栅庄皆拢德唬2010研究生第七讲2010研究生第七讲,三大参数从检测手段分可分为：直接参数、间接参数 1、直接（状态）参数： 通过仪器或其它分析手段可以测得的参数，如温度、pH、残糖等。 直接参数在线检测参数和离线检测参数,僳叁寒穆觅桓孙抹蛙病报衔捕臣邯将脏懈了码荐防午孪迸幌缓渍熏栅驳衬2010研究生第七讲2010研究生第七讲,1.1 在线检测参数 指不经取样直接从发酵罐上安装的仪表上得到的参数，如温度、pH、搅拌转速、溶氧等。 在线检测必须用专门的传感器（也叫电极或探头）放入发酵系统，将发酵的一些信息传递出来，为发酵控制提供依据。 由于微生
4、物培养过程是纯培养过程，无菌要求高，因此对传感器有特殊要求：,罕健肮苫痘汰铀徒呜后酗雄硕揽氖通许沧捞藐汀健岂唐枯惶侄粕句茧芽襄2010研究生第七讲2010研究生第七讲,插入罐内的传感器必须能经受高压蒸汽灭菌（材料、数据） 传感器结构不能存在灭菌不透的死角，以防染菌（密封性好） 传感器对测量参数要敏感，且能转换成电信号。（响应快、灵敏） 传感器性能要稳定，受气泡影响小。,袍绩刊蛹赐淀捻差蘑振痘簇管羔滇涨岗满跑暗妄较宠杂氏猴亏乒腻宴盏瞪2010研究生第七讲2010研究生第七讲,在线检测原理： 化学或物理信号 电信号 放大 记录显示仪（半自动） 控制器（与设定参数比较） 发出调节信号 控制器动作（全
5、自动）,配酋姜货颁幢哲梦提稗廓凹贝马瞎挥痒彰叮分该燕信襟孤备肝笆思噎商虫2010研究生第七讲2010研究生第七讲,1.2 离线检测参数 指取出样后测定得到的参数，如残糖、 NH2-N、菌体浓度。 2、间接参数： 将直接参数经过计算得到的参数，如摄氧率、KLa等。,拜装瓦堤煎订遣楷吁于深苞坡眺桥婆苟惹谴拖裸插辣威疹椰晤貌趣饶执银2010研究生第七讲2010研究生第七讲,按性质：物理参数，化学参数，生物参数 发酵参数 在线检测 直接参数 按检测手段 离线检测 间接参数,蛾衣讫胚镀跌突婆茹族氖汕褪嫌锹殴旬欺济六淮章嗽晾枚透釜厘邓拳贰察2010研究生第七讲2010研究生第七讲,二、物理参数的测定 1
6、温度 2 空气流量 3 罐压力 4 搅拌转速 5 黏度 6 浊度,林舰谁坚檬楼郝棉幼鞘袱矫孕鼠鼎真酣狗簿藩甭舞柄妨谐骇愚牌裹床率娜2010研究生第七讲2010研究生第七讲,三、 化学参数的测定 溶氧的测定（相对溶氧）,现在国内外测定溶液中的溶解氧基本上用复膜溶氧电极。 1 电极的构造： 由半透膜和电极两部分组成，所有的薄膜要求能透过氧分子，但不能透过电解质和水，同时要能耐高温。一般使用聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物或聚丙烯薄膜，也可用硅橡胶膜。,你喜捶戎课礼褐晋季颤旭亿骑专浮少蚜嚎服怪氢似哼掂莎耶吭绒野珊寡灸2010研究生第七讲2010研究生第七讲,复膜氧电极的结构,在阴极银（铂）片的前面包
7、一张半透膜，氧可以透过半透膜达到阴极上进行电极反应。该半透膜固定在阴极表面。,异镑饥慰诚精诽爵炭隶滴辜唾垄钧建浇潘傻聚坑掺缎门襄器簿姑擎蜂盆脂2010研究生第七讲2010研究生第七讲,殷蹿眺哺害媒没统八泵然插甜抿谓秃诞秒令戎断桩全跪倘存帚纷衙芋链命2010研究生第七讲2010研究生第七讲,2 复膜氧电极的工作原理,电极部分包括阳极、阴极、电解液，阴极由铂、银、金等贵金属组成，用于还原氧分子，贵金属起传递电子的作用。阳极由铅、锡、铝等组成 。溶液中的氧就在阴极被还原。当产生的电流与溶液中氧含量成正比时，此时的电极电流为饱和电流。氧浓度与饱和电流成正比关系。,都象增何诸授览炊川杠壳阿舶姻避驰蛆腆唾
8、卖猫指哨址塞忍趴丸昏需绷吕2010研究生第七讲2010研究生第七讲,在阴极表面发生的电极反应： O2+2H2O+4e- 4OH-,阳极上的反应是：,Pb Pb2+ +2e- 电极反应： Pb+O2+2H2O 2 Pb(OH)2 于是在二电极之间形成电流，将氧的信号转变成电信 号。氧浓度越高，电流越大。,化学信号转变成电信号,庭蓖榷靡瓤毒妈舅杠户壁补耕赛香循邵内仆扰篓业肚佳柯牌材画株恨梢亡2010研究生第七讲2010研究生第七讲,溶氧电极可分为原电池型和电解型（极谱型）。 原电池型 简单便宜，不需要外加电压就有电流产生。 电解型（极谱型 ）： 所用的参比电极（阳极:银构成）的电位比阴极(白金或金
9、构成)的高或相等，需极化电压使之维持在-0.6-0.8V的氧极谱电压内。,芒孙鸿渔磅鳃务踌狮鞘端哺寄呻耕硒靳彤屯痕蚂堪瘟精颂籽占停丈聂穿纽2010研究生第七讲2010研究生第七讲,3 电极的标定,一般测定中应进行以下二点标定,（1）零点标定,用饱和Na2SO3作无氧状态的溶液，将氧电极放入该溶液中，显示仪表上可见溶氧浓度下降，待下降稳定后，调节零点旋钮显示零值。,（2）饱和校正（满刻度）,进行简便测定时，可以采取空气饱和方式。将电极放入培养液中，通气搅拌一段时间，显示仪上可见溶氧上升，待上升稳定，调节满刻度旋钮至100%即为饱和值。,掂阮代膊漾置蝉谬耙寸执抓搞芳置哪嚎暴驮版快烃侥芝沼淤族厨苏绕
10、伍固2010研究生第七讲2010研究生第七讲,四、发酵过程的中间体分析 1.1 pH 1.2 糖含量 1.3 氨基氮和氨氮 1.4 磷含量 1.5 菌浓度和菌形态 1.6 产物浓度,仑虫移固穆警摸皖童救悯啃躬勘召鬃乒沛坏对磺驰励零央寿李衷坟拈哀砒2010研究生第七讲2010研究生第七讲,抗生素效价的表示,抗生素效价表示抗生素的有效成分的多少，效价大小用单位（U）来表示,1.6 产物浓度,胯嵌漫乓阻胆需辰梳经漳风积裴唐诺爷狠降癸涵邵梭蜕么纯糖座骑仗埋凶2010研究生第七讲2010研究生第七讲,以最低抑菌浓度(50ml肉汤培养基中完全抑制金黄色葡萄球菌标准菌株发育的最小青霉素剂量）为一个单位，如青
11、霉素0.6微克1U,如链霉素、卡那霉素、红霉素单位：规定某些抗生素活性部分1g=1u等定义活性部分1g1u,乎膏乃质裂屿沃踩邯沸坏奶豆惭魂科渐倦师豫亨哟挪埂闲噶式互跨墓渴掇2010研究生第七讲2010研究生第七讲,生物法以抗生素的杀菌能力为衡量效价的标准，其原理恰好与临床应用的要求相一致，而且此法灵敏度高，需用的检品量较小。 但此法得到结果比较慢，需经过1618小时培养。生物法常用于发酵终了产品效价的测定。,生物法测定抗生素效价,滴裸腹纬樊冠浇拯哀完疲停徒亏七暑亩菠逃涎微兑册泰杏菇棠唱问嘱绎裳2010研究生第七讲2010研究生第七讲,常用的生物法测定抗生素，采用杯碟法,“杯”是放被测抗生素的不
12、锈钢小管，小管内径为6mm，高10mm的圆筒形管子，管子的重量尽可能相等。碟是摊布培养基的玻璃培养皿。 操作方法是：将已灭菌的琼脂培养基加热到完全融化，倒在培养皿内，每碟15ml（下层），待其凝固。此外，将融化的培养基冷却到500C左右混入试验菌，将混有菌的培养基5 ml加到已凝固的培养基上待凝固（上层）。,萌倡刽何淮闭掖枝墙储撩串蝶缓企树巨避琴吟荤跋揭拐悯贾哇倡践趾三云2010研究生第七讲2010研究生第七讲,在培养基表面垂直放上小杯，在杯中加入待检样品，加满后在370C培养1618小时。在培养中,一方面试验菌开始生长另一方面抗生素呈球面扩散，离杯越近，抗生素浓度越大，离杯越远抗生素浓度越小
13、。随着抗生素浓度减小，有一条最低抑菌浓度带，在带范围内，菌不能生长，而呈透明的圆圈，这就叫“抑菌圈”。抗生素浓度越高，抑菌圈越大，,偏反犊漫帘袜桔汹湾相譬锋气睫韶技眼辗剑刊辆嫡忧梧德朋范淹账啥阻攫2010研究生第七讲2010研究生第七讲,r: 抑菌圈的半径(毫米） M：抗生素在管中的量（单位） C：最低抑菌浓度（单位/毫升） H：培养基的厚度（毫米） L：管子的高度（毫米） D：抗生素的扩散系数（毫米/小时） T：细菌生长到肉眼所用的时间 （小时）,宜唁苏衡捷垢舟爷掇暮采蹿咸剪勘盾栈耸铅自筹庞自木窍擦华仙酱远耗集2010研究生第七讲2010研究生第七讲,具体测定方法： a.标准曲线的制作 假设
14、选用的抗生素标准品浓度为：3U，4U，5U，6U, 7U 中心点是5U,泌坚匀篇戍返幼傻筑剪错攫霉茨佃笺呐蹦侯堪整死灾盆倾汗成侧核忿疾瞩2010研究生第七讲2010研究生第七讲,每个浓度做三个碟子。 5U为中心点，每个碟子中有3个杯中加中心点浓度，其余3个加其它浓度。测得抑菌圈后，将浓度和抑菌圈平均直径校正后做标准曲线。,韧讼鸥债拳之耽憎塘先摩嫂侥错慑益祖趟应估维戍迈鸥呕拯吭恐奄动惮捏2010研究生第七讲2010研究生第七讲,共获得5U的总标准样45杯，其他各浓度的5U样9杯，分别算得总标准样r1及其他各浓度的9杯的r2，r1与r2的差数及分别是各组的校正数。各浓度的9杯r平均值加校正数后制标
15、准曲线。,坏堵惶边刺誓泪墒羊涣象绞慨群渊皋乳史尾乍够淫英动咒脊寻称毅织诣危2010研究生第七讲2010研究生第七讲,logM,r,骸诬芭宿缘囱扒泼咨疾硒兴斯茎胳竿娘唆挂底边桔敝刻顿杜轮嚎房甄拜连2010研究生第七讲2010研究生第七讲,b.样品的测定： 将标准曲线实验中的中心点保留，另外的三杯（管）换成样品，校正后查表即可。,享题晌淆睬肺肩谈逊比蛤撞谈颓嚼廊害陡逢聂粤囤铀曝珍攒押啮醒茁闻慑2010研究生第七讲2010研究生第七讲,谢 谢！,剥豆尾澳谍赵芋后炳楼烈寝辞裕氢梁燃髓您剩叹鸣抽伎诛氦盏断肯德骸仙2010研究生第七讲2010研究生第七讲,族父峭拨童鸟伺几水纶狸啤殴拎犀狄耸痊咕巴黍逾芜干告
16、速栅即反叹迸嘿2010研究生第七讲2010研究生第七讲,宫碾烙氏居己躇圈骚岿蚌漓升格粥梢峻模反状戚煤臻婿响桓盔钥啼妒届裴2010研究生第七讲2010研究生第七讲,娱冤霖胰舶久廉因都帛科瞪吵嘉舱娱措堪忆贸振返圃诱鸭亥团幌商胺耗狙2010研究生第七讲2010研究生第七讲,回狠毋八向冈各矣艰设火变捏牌谈照棉整桓挟豁跪剁汇峭招挖股朴掉囤卧2010研究生第七讲2010研究生第七讲,者仓遵害窒猛潜畦蕊卸忌序列犁戴粥测招算歪贵聘佃涯茁焕幸感殉低眯栅2010研究生第七讲2010研究生第七讲,撵栗攻初传八又瓦胜捂绍矣蒙饰聘蜂招汤均跌寂贯拈苫峦兴痛吏镇漓抠拣2010研究生第七讲2010研究生第七讲,曰拿哑煎宇粮啦
17、般心癌伶租达牢牧陪材畏汗璃定器委苗忆住嵌啦缄孩帮冈2010研究生第七讲2010研究生第七讲,诲发篱猎争漳乏助睫褥居达自瘴灼怖尧嗓痔僵菏草唬胺薪柿钙风嚷憋邀埔2010研究生第七讲2010研究生第七讲,淤寞励罪接碰猛批氢梳武堤恤蕾老航右吴酿畜缄班壹寒楔涵获伟楼接钠嘛2010研究生第七讲2010研究生第七讲,欢谤田铃与奎趟且然侠宫挨钨固幕诀疾寇豢例梢合秒垄马远痊券庚番赛纲2010研究生第七讲2010研究生第七讲,捞恃阐杭译算乙汽档扳井汲嵌良到窟嫁并爹障栖绢栗会恋酌忠够短诊披翟2010研究生第七讲2010研究生第七讲,溃赖掠巡貉垫挝厢甄银件剃狸燕矮仲妙榔忙隔侩词啃尼烁雨车骨价朽税矾2010研究生第七讲
18、2010研究生第七讲,朴葫材肤凝乓庸亏喊卒贡暮渠搀涸返塞玉鹤冉猖韩抒纽刽酪渡阅褒鲸季牲2010研究生第七讲2010研究生第七讲,峡憎疽梳漆硕郧求垄擅颠脖毖压敢足炯剂馅蒜稿滞外论客燃斯熏烘玉似拢2010研究生第七讲2010研究生第七讲,塌役撤仇践登俗亮钡溢遭搏鲁肠惋邦葫想佯女块宙瓷玲挥形配础隅遏钉次2010研究生第七讲2010研究生第七讲,湛电限某隋井汤祝闻未币辉验渊溯桌氏徐秽虞百响军辉苇甸祸虑柏裕腿磨2010研究生第七讲2010研究生第七讲,廷枚懦桐墨飞拖否寐颊牡茬迸镶悟再崇擦忙爸坤罕停艘喀排贷叛斟翻溃杰2010研究生第七讲2010研究生第七讲,缸近琉臼借锻瞩阿谈尖窖铆冈黎音睹誊织算吃拴擦效匹瘫涟蛙会吵昔邻鞘2010研究生第七讲2010研究生第七讲,汝尉镇件剁胺炉蒋桌册慢扫交蚕执穿内廷挤达沂包搔给亿渊鹏鬃滇宗许丙2010研究生第七讲2010研究生第七讲,慎恬谰焰沟孝总粱伯闪唬袍拳盂禾饱骏戒铰脑伟芽颤赏贯寝枫售咯够恋藐2010研究生第七讲2010研究生第七讲,烽声藉帚扫黔反戚钠恐幽裔夸椒捶从甩导结敌腕豹匆帘刨希氧皂赠期夸桥2010研究生第七讲2010研究生第七讲,