1.调整期 1.调整期 2.对数期 2.对数期 3.稳定期 3.稳定期 4.衰亡期 4.衰亡期
2．规律： 规律： 调整期：细菌一般不分裂，代谢活跃， 调整期：细菌一般不分裂，代谢活跃，大量合成细 不分裂 胞分裂所需的酶类、ATP及其他细胞成分 及其他细胞成分。 胞分裂所需的酶类、ATP及其他细胞成分。 对数期：快速分裂（ ），代谢旺盛 代谢旺盛， 对数期：快速分裂（2n），代谢旺盛，形态及生理 特性比较稳定， 特性比较稳定，常作为生产菌种和科研的 材料。 材料。 稳定期：繁殖速率与死亡速率相等（营养消耗、 稳定期：繁殖速率与死亡速率相等（营养消耗、有 相等 害代谢产物积累、PH变化 变化） 害代谢产物积累、PH变化）活菌数目最 代谢产物尤其是次级代谢产物积累， 多，代谢产物尤其是次级代谢产物积累， 某些细菌开始形成芽孢。 某些细菌开始形成芽孢。 衰亡期：死亡速率大于繁殖速率， 衰亡期：死亡速率大于繁殖速率，细胞会出现多种 速率大于繁殖速率 形态，有些细菌开始解体， 形态，有些细菌开始解体，释放出代谢产 物等。 物等。
细菌群体生长的四个时期
生长特点 成因 菌体特征 其它
代谢活跃, 调整期 不立即繁殖 适应新环境 代谢活跃,体 与菌种和培养 条件有关 积增长较快
对数期
繁殖速度 最快
条件适宜
个体形态 和生理特 性稳定 有些种类 出现芽孢
生产用菌种 科研材料 改善和控 制条件, 制条件,延 长稳定期 细胞裂解 释放产物
搅拌器
冷却水 出口 培养液
冷却水 进口 放料口 无菌空气
二、实例：谷氨酸发酵 实例： 谷氨酸棒状杆菌、 谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌 1.菌种选育 自然分离、 菌种选育： 1.菌种选育：自然分离、人工诱变 基因工程、 基因工程、细胞工程 2.培养基的配制： 2.培养基的配制： 培养基的配制 五种因子 物质种类、比例、适宜的PH 物质种类、比例、适宜的PH 3.灭菌： 3.灭菌： 灭菌 高压蒸汽灭菌 4.扩大培养和接种 扩大培养和接种： 4.扩大培养和接种：无菌条件 5.发酵过程 发酵过程： 5.发酵过程： 控制各种条件生产发酵产品 6.分离提取产物 通入无菌空气并不断搅拌) 6.分离提取产物 (通入无菌空气并不断搅拌) 菌体：用过滤、 菌体：用过滤、沉淀等方法 代谢产物：用蒸馏、萃取、 代谢产物：用蒸馏、萃取、离子交换等方法
3.(多选)右图为酵母菌培养过程中的生长曲线， 3.(多选)右图为酵母菌培养过程中的生长曲线，下 多选 列有关叙述中正确的是（ 列有关叙述中正确的是（ ABCD ） A.诱导酶一般是在 诱导酶一般是在a A.诱导酶一般是在a段时期内产生的 B.b段培养过程中应给予充足的氧气 B.b段培养过程中应给予充足的氧气 C.若要产生大量酒精 则在c 若要产生大量酒精， C.若要产生大量酒精，则在c段应将发酵罐密封 D.连续培养的目的主要是为了延长 连续培养的目的主要是为了延长c D.连续培养的目的主要是为了延长c段时间
从自然界分离的菌种 诱变育种 基因工程 生产用菌种 扩大培养 接种 原 灭菌 料 细胞工程
发酵罐 发酵条件控制
分离 提纯
培养基配置
微生物菌体
代谢产物
产 品
◆发酵过程注意事项
温度 30-37◦C 30Ph 7-8 当酸性时，生成乙酰谷氨酰胺 当酸性时， 其为好氧菌，氧不足时， 氧气 其为好氧菌，氧不足时，生成乳酸或琥珀酸 用适量的Na 溶液中和，过滤，浓缩， 分离提纯 用适量的Na2CO3溶液中和，过滤，浓缩， 离心后制成味精 三、发酵工程的应用 在医药工业方面： 在医药工业方面：生产药品和基因工程药品 在食品工业方面：生产传统发酵产品、食品添加剂、 在食品工业方面：生产传统发酵产品、食品添加剂、 单细胞蛋白(菌体) 单细胞蛋白(菌体)等
生产上需尽量缩短该期，以降低生产成本。 生产上需尽量缩短该期，以降低生产成本。 食品工业上尽量在此期进行消毒或灭菌。 食品工业上尽量在此期进行消毒或灭菌。
•进入稳定期后，抗生素等次级代谢产物逐渐 进入稳定期后， 进入稳定期后 增多
如果适当补充营养物质，就有助于延长稳定期、 如果适当补充营养物质，就有助于延长稳定期、 提高代谢产物的产量
下降的原因是：影响酶的活性、细胞膜的稳定性， 下降的原因是：影响酶的活性、细胞膜的稳定性，从而影响 微生物对营养物质的吸收 。
3.氧 3.氧：
好氧型微生物（多数细菌和大多数真菌） 多数细菌和大多数真菌） 兼氧型微生物（如：酵母菌） 酵母菌） 厌氧型微生物（如：某些链球菌、甲烷杆菌） 某些链球菌、甲烷杆菌）
PS: 1.生产上常用这个时期的细菌作为菌种 以缩短生产周期。 生产上常用这个时期的细菌作为菌种， 1.生产上常用这个时期的细菌作为菌种，以缩短生产周期。 2.食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期。 2.食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期。
• 处于调整期的细菌，生长繁殖速率慢 处于调整期的细菌，
4．单细胞蛋白是指（ D ） 单细胞蛋白是指（ A.单个植物细胞培养得到的高纯度蛋白质 A.单个植物细胞培养得到的高纯度蛋白质 B.单个动物细胞培养得到的高纯度蛋白质 B.单个动物细胞培养得到的高纯度蛋白质 C.单个细菌细胞分泌的蛋白质 C.单个细菌细胞分泌的蛋白质 D.通过发酵获得大量微生物菌体 D.通过发酵获得大量微生物菌体 5.对谷氨酸发酵的工业生产叙述正确的是（ 5.对谷氨酸发酵的工业生产叙述正确的是（ D ） 对谷氨酸发酵的工业生产叙述正确的是 A．菌体是异养厌氧型微生物 B．培养基属于液态的合成培养基 C．谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D．产物可用离子交换法提取
微生物生长曲线的实践意义
在实践中的应用： 在实践中的应用： 获取菌种： 获取菌种：对数期 连续培养法：进入稳定期后，补充营养物质， 连续培养法：进入稳定期后，补充营养物质， 不使进入衰亡期， 不使进入衰亡期，从而提高代谢 产物的产量 处于对数期的细菌，生长繁殖速率快， 处于对数期的细菌，生长繁殖速率快，代谢旺盛
§3 一、发酵工程的概念 1.概念： 1.概念： 概念 采用现代工 程技术手段， 程技术手段，利 微生物的某些 用微生物的某些 特定功能， 特定功能，为人 类生产有用的产 品，或直接把微 生物应用于工业 生产过程的一种 新技术。 新技术。
发酵工程简介
发酵罐示意图
加料口
电动机 pH检测及 pH检测及 控制装置 排气口
1.与调整期缩短有关的因素中，最全面的一组是( 1.与调整期缩短有关的因素中，最全面的一组是( C ) 与调整期缩短有关的因素中 ①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减少 ⑧接种种类增多 A．①③⑤⑦ B．②③⑤⑦ C．①④⑥ D．②④⑤⑥⑧ 2.在光亮处用一种培养液分别培养绿藻和酵母菌， 2.在光亮处用一种培养液分别培养绿藻和酵母菌，其 在光亮处用一种培养液分别培养绿藻和酵母菌 结果如右图，造成这种结果的原因是培养液中( 结果如右图，造成这种结果的原因是培养液中( C ) A．缺少无机盐 B．含氧量太高 C．缺少有机养分 D．不含二氧化碳
二、影响微生物生长的环境因素 1.温度： 1.温度： 温度
绝大多数微生物的最适生长温度为：25~37℃ 绝大多数微生物的最适生长温度为： 高温下降的原因是：蛋白质和核酸发生了不可逆转的破坏 高温下降的原因是：
PH： 2. PH：
最适PH值 植物： 最适PH值： 植物：5.0~6.0 PH 细菌： 细菌： 6.5~7.5 动物： 动物：7.2~7.4 放线菌： 放线菌：pH7.5~8.5发酵工程简介
以谷氨酸的发酵生产为例
§2.3
微生物的生长
常以微生物群体为单位来研究微生物的生长 一、微生物群体生长的规律 1.微生物群体生长的测定： 1.微生物群体生长的测定： 微生物群体生长的测定 人工培养、定期取样、 人工培养、定期取样、测定群体生长情况 测定方法：测细菌细胞数目、测重量 测定方法：测细菌细胞数目、
出生率等于 死亡率, 死亡率,活 稳定期 菌数最大, 菌数最大, 代谢产物大 量积累
生存条件 开始恶化 生存条件 极度恶化
衰亡期 死亡超过 繁殖
出现畸变
．作为生产用菌种和科研的材料，常选哪个时期的 作为生产用菌种和科研的材料， 细菌（ 细菌（ A ） ．微生物产生次级代谢产物抗毒素、抗生素、色素 微生物产生次级代谢产物抗毒素、抗生素、 等的最佳时期是（ 等的最佳时期是（ B ） ．细菌芽孢形成的时期通常在（ B ） 细菌芽孢形成的时期通常在（ ．细菌群体在生长过程出现形态变化甚至畸形是在 （C ） ．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显 在微生物群体生长规律的测定中， 著最激烈的时期是（ B ） 著最激烈的时期是（ A.对数期 A.对数期 B.稳定期 B.稳定期 C.衰亡期 C.衰亡期 D.调整期 D.调整期
1.谷氨酸发酵过程中，如果环境条件控制不当， 1.谷氨酸发酵过程中，如果环境条件控制不当，则 谷氨酸发酵过程中 可能使代谢产物成为乳酸， 可能使代谢产物成为乳酸，那么乳酸是下列哪种 条件下的产物（ 条件下的产物（ D ） PH值过小 PH值过大 A．PH值过小 B．PH值过大 C．溶氧过多 D．溶氧不足 2.能影响发酵过程中温度变化的因素是（ D ） 2.能影响发酵过程中温度变化的因素是（ 能影响发酵过程中温度变化的因素是 A．微生物分解有机物释放的能量 B．机械搅拌 C．发酵罐散热及水分蒸发 D．A、B、C都对 3.应用发酵工程生产的产品不包括（ 3.应用发酵工程生产的产品不包括（ D ） 应用发酵工程生产的产品不包括 A．初级代谢产物 B．次级代谢产物 C．单细胞蛋白质 D．目的基因