发酵工程第八章基因工程菌发酵

发酵工程研究新进展

题目：发酵工程研究新进展摘要：发酵工程是现代生物工程的重要组成部分。它由早期的酿造工艺衍化至今，至今已进入高科技领域，是生物工程技术走向产业化的关键技术。随着对发酵技术的研究的深入，比如发酵工程中运用的基因工程技术，使得发酵越来越向我们期望的方向发展，从而使得发酵工程与我们的生活之间的联系越来越密切。正文：发酵工程，顾名思义，是发酵原理与工程学的结合，是研究生物细胞（包括微生物，动植物细胞）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合科学技术。生物材料包括来自于自然界的微生物，基因重组微生物，各种来源的动植物细胞。因此，发酵工程是生物工程的基础和支柱。是采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，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。从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进

行灭菌的技术；下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。深层了解了发酵工程之后，我们应该继续研究发酵工程的进展１国际上的研究进展情况传统的酿造食品，如奶类、豆类、酒类都是用微生物把自然食品发酵成味美、易消化的可口食品。现代提倡的添加氨基酸、维生素的强化食品都是生物工程，特别是发酵工程带来的新成果。国际上用发酵工程法或酶法已开发并生产出了１８种氨基酸，年产量接近百万吨。用淀粉酶、糖化酶和异构酶生产的高果糖浆已都进入规模化生产阶段。日本协和发酵工业公司运用生物工程技术，制得了苯基丙氨酸。苯基丙氨酸是甜味物质不可缺少的氨基酸。协和发酵工业公司使用微生物体内存在的一种被称为“构架淀粉酶”的物质，把苯基丙酮酸成功地转化为苯基丙氨酸。英国的科学工作者运用遗传工程技术，对单细胞蛋白质生产菌——甲基养嗜甲基杆菌进行了基因工程改造。他们切除了这种蛋白质生产菌的谷氨酸合成酶基因，把它与大肠杆菌的谷氨酸脱氢酶基因进行重组。结果使重组后的新菌种转化效率提高了

基因工程菌的大规模培养及高密度发酵技术

生物工程下游技术实验模块实验一：基因工程菌的大规模培养及高密度发酵技术创建人：时间：2013-04-17 【点击数： 482】实验一：基因工程菌的大规模培养及高密度发酵技术 1．实验目的（1）掌握工程菌大规模培养及高密度发酵技术的原理。（2）学习工程菌高密度发酵的技术方法。 2．实验原理重组大肠杆菌的高密度培养是增加重组蛋白产率的最有效的方法，高密度发酵在增加菌密度的同时提高蛋白的表达量，从而有利于简化下游的纯化操作。重组大肠杆菌高密度培养受表达系统、培养基、培养方式、发酵条件控制等多种因素的影响，在实际操作中需要对各种因素进行优化，建立最佳的发酵工艺。发酵工艺优化的研究可通过每次改变一个因素或同时改变几个参数来进行，然后运用统计学分析寻找它们之间的相互作用。工程菌提高分裂速度的基本条件是必须满足其生长所需的营养物质，因此，培养基成分和浓度的选择就成为首要解决的问题，在成分选择上，要尽量选取容易被工程菌利用的营养物质，例如，普通培养基中一般是以葡萄糖为碳源，而葡萄糖需经过氧化和磷酸化作用，生成1，3-二磷酸甘油醛，才能被微生物利用，即用甘油作为培养基的碳源可缩短工程菌的利用时间，增加分裂增殖的速度。目前，普遍采用6g/L的甘油作为高密度发酵培养基的碳源。另外，高密度发酵培养基中各组分的浓度也要比普通培养基高2～3倍，才能满足高密度发酵中工程菌对营养物质的需求。当然，培养基浓度也不可过高，因为过高会使渗透压增高，反而不利于工程菌的生长。补料的流加方式直接影响着发酵的效果。分批补料培养的特点是，在培养过程中不断补充培养基，使菌体在较长时间里保持稳定的生长速率，从而达到高密度生长。但是在补料流加过程中既不能加入得过快，也不能加入得过慢。过慢则无法满足逐渐增加的菌体生长需要，同时也使培养过程中产生的抑制性副产物大量积累；而过快则使携带目的蛋白的质粒没有充裕的时间复制，降低目的蛋白的表达量；而且快速的细菌生长还易引发质粒的不稳定性。高密度发酵是工程菌剧烈生长繁殖的过程，这期间对氧气的需求量也大大提高，这就需要及时调整通风量和搅拌速度，一般的高密度发酵通风速度达18L/min（20L发酵罐），搅拌速度达500r/min以上，需保持60%以上的溶氧饱和度。此外，还需要考虑通风速度和搅

发酵工程8-16章思考题

第八章发酵过程 1，发酵过程的定义 2，为何要研究发酵过程 3，发酵过程的主要控制参数主要分为哪三大类 4，发酵过程中通常测定的参数有哪些 5，发酵过程中参数测定的方法有哪两种 6，简述发酵过程的代谢变化规律。为什么要了解这一规律。 7，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。对这三种发酵方式进行比较。 8，按照产物生成与菌体生长是否同步，可将分批发酵分为哪两种类型，并用公式进行表述。这种分类方法对实际生产有何指导意义 9，代谢变化、代谢曲线 10，温度对发酵过程有何影响？ 11，pH 值对发酵过程有何影响？ 12，简述发酵过程中引起pH 下降和上升的因素 13，发酵过程中pH 的控制方式。 14，发酵过程中泡沫产生的原因 15，发酵过程中泡沫的产生有何不利的影响 16，在发酵过程中影响泡沫稳定性的因素有哪些 17，发酵过程中泡沫控制的方法。 18，化学消泡的机理。 19，发酵过程中补料控制的目的，所补的物料包括哪些类型，补料的原则及控制策略 20，临界氧浓度 21，请叙述发酵过程中溶解氧的一般变化规律。 22，二氧化碳对发酵的影响及其机理，发酵过程如何控制二氧化碳 23，发酵过程的基本自控系统包括哪些 24，发酵动力学的定义，研究发酵动力学的目的。 25，研究发酵动力学方法有哪两种？ 26，简述Monod 方程与米氏方程的区别与联系。根据实验结果计算Monod 方程的参数 27，恒化器和恒浊器的定义。 28，在连续培养过程中，其实际结果为何会和理论推导的结果发生偏差 29，宏观产率系数 30，理论代谢产物产率的计算 31，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵动力学方程的推导 32，研究连续培养动力学有何用途第九章厌氧发酵设备 1、酒精发酵设备的基本要求 2、酒精发酵罐的冷却装置有哪三种形式？ 3、微生物在厌氧发酵过程中总的发酵热 4、酒精发酵罐罐数的计算 5、啤酒圆筒体锥底发酵罐的优缺点第十章通风发酵设备 1，常用的通风发酵罐有哪几种类型 2，机械搅拌发酵罐的基本要求 3，机械搅拌发酵罐的搅拌器的作用和种类 4，挡板的作用 5，全挡板条件 6，消泡器的作用和种类 7，发酵罐上常用的轴封有哪两种，比较其优缺点 8，机械搅拌发酵罐的冷却装置有哪三种？各适用于什么场合？比较其优缺点？ 9，自吸式发酵罐的充气原理 10，气升式发酵罐的工作（充气）原理11，搅拌器的轴功率 12，影响搅拌器输入搅拌液体的功率的因素13，功率准数 14，根据功率准数所表征的意义推导下式 15，机械搅拌发酵罐主要由哪三个部分组成及各自的作用 16，根据产品的年产量计算所需发酵罐的数量，并计算发酵罐的结构尺寸 17，了解机械搅拌发酵罐的结构 18，空气中的氧进入到细胞中要经过哪些步骤 19，根据氧的传质方程，请叙述影响氧传递的因素。第十一章发酵染菌的防治 1，何谓“杂菌”？ 2，不同染菌途径对发酵的影响 3，染菌是如何影响产物提取和产品质量的4，无菌试验的目的 5，杂菌的检查方法有哪几种？各种检查方法的比较？ 6，总染菌率 7，试从不同染菌规模分析各自引起染菌的原因 8，试从染菌分析染菌的可能原因有哪几种？ 9，种子带菌的原因可能有哪几种 10，无菌室的基本要求及其所要求的无菌程度 11，造成设备泄漏可能有哪些原因 12，盘管试漏方法有哪两种？ 13，发酵罐管路的连接方式有哪三种，并对这三种连接方式进行比较 14，何谓死角 15，发酵工厂的管路采用法兰连接时，如安装或操作不当有可能会形成哪些死角 16，请问下图中的管道连接方式有何不合理之处，为什么？请画出正确的连接方式 17，预防噬菌体感染的措施有哪些 18，在实际生产过程中，如何从过程检查结果分析判断染菌的原因，并提出解决的措施。第十二章 1，下游加工过程的定义 2，发酵下游加工过程的特点 3，对一具体发酵产品，在确定其下游加工工艺时应考虑哪些因素 4，发酵产品的下游加工工艺过程可分为哪四个阶段 5，发酵液凝聚和絮凝的机理 6，影响絮凝因素有哪些 7，在发酵工业中，常用的固液分离设备有哪几种类型 8，错流过滤 9，微生物细胞破碎的技术有哪些 10，如何选择细胞破碎的方法 11，盐析的定义及其机理和优缺点 12，有机溶剂沉淀的原理和优缺点 13，等电沉淀的原理和优缺点 14，吸附法的原理、优缺点，吸附的类型 15，影响吸附过程的因素有哪些 16，离子交换作用，以及影响离子交换速度的因素 17，膜分离技术的优点 18，常用的膜分离设备包括哪四种类型 19，浓差极化、凝胶层 5 30 D N P P N ρ=

基因工程菌发酵操作流程

基因工程菌发酵操作流程 1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。 2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。 3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。 4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。 5.种子罐进料，调PH。 6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。 7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。 8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条件。通知菌种室准备菌种转接。 9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。 10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。 11.大罐基础培养基领料及配制。 12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。 13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。 14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管道、碱罐及碱管道上段的灭菌。 15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补料瓶调节至发酵条件。 16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。 17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。 18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。

19.补料罐补料培养基的领料定容配制。 20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。 21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。 22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。 23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。 24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。 25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐离心。

基因工程菌的发酵控制

基因工程菌的发酵控制近年来，基因工程已开始由实验室走向工业生产，一些珍稀药物如胰岛素、干扰素、人生长激素等已先后面市，但从许多研究中发现，基因重组菌的培养与发酵有其自身的特点。从培养工程的角度应考虑诸如营养源浓度的控制（碳源、氮源等）、最适生长条件的控制等因素；从生物学上应考虑诸如质粒稳定性的控制、质粒拷贝数的控制、转录效率和翻译效率的提高及代谢产物向菌体外的分泌等主要因素。 1 、营养源浓度的控制由于大多数基因重组菌不能把所需的基因产物分泌到胞外，而只能靠破碎细胞后提取，因此要获得基因产物，首先必须得到大量菌体。为此基因重组菌的发酵一般采用高浓度菌体培养的方法，如大肠杆菌培养时最高可达125g 干菌体/L 发酵液，酿酒酵母可达145g 干菌体/L 发酵液。但要得到高浓度菌体，必须要提供高浓度的营养物质，而营养源浓度过高，渗透压也就高，反过来又会抑制重组菌的生长。此外，许多基因重组菌常是维生素或氨基酸的营养缺陷型菌株，为维持菌体生长，也必须添加必需量的生长因子营养物。常采用在调节pH 的同时补加氨基酸混合液和葡萄糖的方法。使整个培养期间，葡萄糖和氨基酸的浓度几乎保持恒定，菌体持续以最高生长速度生长，得到高浓度菌体。 2 、质粒的不稳定性及其控制在重组菌工业化生产过程中，质粒的不稳定性是一个极为重要而独特的问题。带有质粒的细胞生长较慢，生长速率与所带质粒的大小成反比。此外，高水平克隆基因产物的生成也会导致生长缓慢或生长异常（表达越高，生长越慢）。由于质粒的不稳定性，在繁殖传代过程中还会有一部分细胞部分甚至完全丢失质粒，导致所需产物的产量下降。质粒不稳定包括分离性不稳定和结构性不稳定两种类型。前者是细胞分裂过程中质粒没有分配到子细胞中而导致整个质粒的丢失；后者是由于重组质粒DNA 发生缺失、插入或重排而引起的质粒结构变化。为了在工业化生产时使质粒的丢失降低到最低程度，除了构建合适的重组菌外，还应对重组菌进行一系列发酵试验，选择最佳的发酵条件。使质粒稳定的主要措施：首先是组建合适载体和选择适当宿主，关于这两项措施应在构建携带质粒工程菌时即应加以考虑。在发酵过程中可以：（1 ）、施加选择压力利用某些生长条件，只让那些具有一定遗传特性的细胞才能够生长。在重组菌发酵时，常采取这种方法来消除重组质粒的不稳定性，以提高菌体纯度和发酵生产率。

发酵工程填空题

一．填空题第一章 1.发酵工业的发展经历了（自然发酵），纯培养技术的建立，（好气性）发酵技术的建立，人工诱变育种，（代谢控制）发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与（基因操作）技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段 2.工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为单一（纯种发酵）和（混合）发酵。 3.微生物培养（发酵）方式，可以分为（分批培养）（发酵），（连续培养）（发酵），补料分批培养（发酵）三种类型。 4.（发酵工程）是连接生物技术上下游过程的重要枢纽；（发酵工程）是生物技术产业化的一个主要途径。 5.发酵工程发展史可分为三个发酵技术阶段：在1910以前为（自然）发酵技术阶段；深层培养生产青霉素属于（近代）发酵技术阶段；现代生物技术的技术特征就是以（基因工程）为首要标志。第二章 1.常用工业微生物可分为：（细菌）、酵母菌、霉菌、（放线菌）四大类。 2.在培养基中掺入可溶性淀粉、酪素或CaCO3可以分别用于检测菌株产（淀粉）酶、产（蛋白）酶或产（酸）能力的大小。 3.（自然选育）是指对自然界中的微生物（未经人工诱变或杂交处理的情况下）进行分离和纯化，择优选取微生物菌种的方法。 4.工业微生物育种的基本方法包括自然选育、（诱变育种）、代谢控制育种、（基因重组）和定向育种等；原生质体融合技术、基因工程技术而进行的诱变育种称为（杂交育种）。 5.由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象称（菌种衰退）。 6.常用菌种保藏方法有（斜面）、沙土管、（液体石蜡）、真空冷冻等保藏法等。 7.（自然选育）方法简单易行，但获得优良菌种的几率小，一般难以满足生产的需要。 8.获得纯培养的方法有（稀释法）、划线法、（单细胞）挑选法、选择培养基分离法等方法。 9.富集培养目的就是让（目的菌）在种群中占优势，使筛选变得可能。 10.工业微生物菌种可以来自（自然分离），也可以来自从微生物菌种保藏机构与（工业单位）获取。 11.从自然界（获得目的菌的）分离和筛选微生物菌种，一般分为采样、（富集培养）、纯种分离、（初筛和复筛）等步骤。 12.（透明圈）法在固体培养基中渗入溶解性差、可被特定菌利用的营养成分，造成浑浊、不透明的培养基背景，所筛选的菌落周围就会形成透明圈。 13.（变色圈）法在底物平板中加入指示剂或显色剂,使所需微生物能被快速鉴别出来。 14.（生长圈）法将待检菌涂布于含工具菌并缺少工具菌营养物的平板上培养，若能合成平板工具菌所需的营养物，在该菌株的菌落周围工具菌便会形成一个混浊的生长圈。 15.（富集培养）：是根据微生物生理特点，设计一种选择性培养基，将样品加到培养基中，经过一段时间的培养，目的微生物迅速生长繁殖，数量上占了一定的优势，从中可有效分离目的菌株。第三章 1.氨基酸，蛋白质，核苷酸，核酸，多糖，脂肪酸，维生素等，是各种不同种生物所共有的（初级代谢产物）。 2.抗生素、生长刺激素、维生素、色素、毒素、生物碱是由特定物种在特定阶段产生，且受环境影响很大的（次级代谢产物）。 12.发酵动力学主要内容为（细胞生长）动力学、（基质消耗）动力学及产物形成动力学。 13微生物调节其代谢采用调节（酶活性）、（酶合成量）、细胞膜的透性的三种方式。第四章 1.实验室中配制固体培养基要加（0.2%~0.7%）琼脂或5~12 ％明胶等剂，（1~2 ％）培养基的琼脂用量则为半固体 2.天然的（孢子）培养基主要有：麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基等。 3.（种子）培养基有供菌体大量繁殖的营养基质，营养成分要求比较丰富和完全，能维持稳定的（pH），最后一级的种子培养基的成分最好能较接近（发酵）培养基。 4.（发酵）培养基常用分批补料的方式来满足生长和合成两阶段不同的代谢需求。 5.发酵培养基的成分中必包含（碳源）、（氮源）无机盐、（生长因子）和水五大营养要素，还根据需要添加前体和产物促进剂。 6.工业上常用（葡萄糖）为淀粉水解糖，但要达到一定的质量指标。第五章 1.（高压蒸汽灭菌法）可杀灭包括芽胞在内的所有微生物，是灭菌效果最好、应用最广的灭菌方法。 2.经5~7分钟后受紫外线照射的空气，才能使氧气产生（臭氧）。因此消毒时间应从灯亮5－7分钟后计时。 3.30w的紫外线灯管有效照射距离为（25~60），时间为（25~30）分钟

发酵工程韩北忠教案

中国农业大学食品学院教案课程名称：发酵工程学教材名称：俞俊棠，唐效宣主编的《生物工艺学》授课对象：食品学院生物工程专业本科生05 级（共30 人）开课时间：2007 年春学期1-14 周开课地点：东校区讲课学时：40学时主讲教师：刘萍，韩北忠，陈晶瑜工作单位：食品学院编写时间：2006-2007 年

第一章：绪论学时：2 主要内容：发酵工程教学目标：掌握发酵工程的基本知识；了解发酵工程的一般工艺过程和工艺发展趋势。教学重点为： 1．发酵工程的概念和研究内容 2．发酵工程的发展历史和研究方法 3．发酵工程的主要学习方法教学难点是： 1．发酵工程的一般工艺过程和 2．发酵工程发展趋势需要在学习中时刻做到理论联系实际主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论课程进展流程： 1、课程导入（时间：5分钟）介绍本节课程讲授内容的总体框架，以对比发酵与发酵工程的区别导入本节课程的第一个内容：发酵工程定义。出示图片：微生物与发酵工程设备图引导学生观察发酵工程在工厂中的发酵工程操作。 2、课程讲授（1）发酵工程定义（5分钟）提问并讨论同学们自己眼中的发酵工程，引入生化角度、传统角度及现代工为上发酵工程的定义。（2）发酵工程组成（10分）引入发酵工程主要图片，并分别讲授什么是发酵工程上游、代谢控制和及下游工程。对发酵工程上每一步骤进行详细解释，使同学们从整体上了解通过发酵工程生产出产品的全过程。（2）发酵工程研究内容（10分）从整体上介绍发酵工程研究的内容，并对每一个知识点进行讲解，结合图作分析说明。（3）发酵工程工艺流程（15分）

第七章发酵染菌及防治

第七章发酵染菌及防治工业发酵生产过程大多为纯种培养过程，需要在无杂菌、无污染的条件下进行生产。生产的环节比较多，既要连续搅拌和供给无菌空气，又要排放多余的空气、多次添加消沫剂、补充培养基、定时取样分析及不断改变空气量等。所有这些操作都会给防止发酵染菌带来了极大的困难。所谓发酵染菌是指在发酵过程中，生产菌以外的其他微生物侵入了发酵液，从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。从国内外的发酵工业的报道看，在生产中要做到完全不染菌是不可能的。目前能够做到的是提高生产技术水平，尽可能防止发酵染菌的发生，而且一旦发生染菌，要能尽快找出其中污染的原因，并采取相应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最低的限度。第一节发酵染菌的分析第二节染菌对发酵的影响第三节杂菌染菌的挽救与处理第四节杂菌染菌的途径和防治第一节发酵染菌的分析一、种子培养和发酵的异常现象发酵过程中的种子培养和发酵的异常现象是指某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有规律不同的改变，这些改变必然会影响发酵水平，使生产蒙受损失。异常现象为： 1、种子培养异常 2、发酵异常 1、种子培养异常 ①、培养的种子不合格 ②、菌体生长缓慢 ③、菌丝结团 ④、菌体老化 ⑤、代谢不正常 2、发酵异常 ①、菌体生长差 ②、pH值过高或过低 ③、泡沫过多

④、菌体浓度过高或过低二、染菌的检查、判断发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。在发酵过程中，如何及早发现杂菌并及时采取措施加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。生产上要求能用确切、迅速的方法检查出杂菌的污染。常用的检查方法有： 1、显微镜检查法(镜检法) 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法 5、其他一些异常现象如：菌体生长不良、耗糖慢、pH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的异常下降、发酵周期的异常的拖长、发酵液的粘度异常增加等来判断。三、发酵染菌原因 1、发酵染菌的规模分析 2、不同污染时间分析 3、染菌的杂菌种类分析四、发酵染菌的分析第二节染菌对发酵的影响一、染菌对发酵过程的影响由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以及发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危害程度也不同。一旦发生染菌，都会由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分解，严重影响到发酵产物的生成，使发酵产品的产量大为降低例如： ①、青霉素的发酵过程中，由于染菌许多杂菌都能产生青霉素酶，因此不管染菌是发生在发酵的前期、中期或后期，都会使青霉素迅速分解破坏，使发酵过程得不到目的产物，其危害十分严重。 ②、核苷或核苷酸的发酵过程，由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生物，其生长能力差，所需要的培养基营养丰富，因此极易受到杂菌的污染，且污染后，培养基中的营养成分迅速被消耗，严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。 ③、柠檬酸等有机酸发酵过程中，一般在产酸后，发酵液的pH值比较低，杂菌生长十分困难，在发酵的中、后期不太会发生染菌，因此主要是要防止发酵的前期染菌。

基因工程菌的发酵

基因工程菌的发酵近年来，重组DNA技术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产，走向实用。它不仅为我们提供了一种极为有效的菌种改良技术和手段，也为攻克医学上的疑难杂症——癌、遗传病及艾滋病的深入研究和最后的治愈提供了可能；为农业的第三次革命提供了基础；为深入探索生命的奥秘提供了有力的手段。现在由工程菌产生的珍稀药物，如胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝表面抗原等等部已先后面市，基因工程不仅保证了这些药物的来源，而且可使成本大大下降。但是从许多研究中发现，工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性，因而工程菌不稳定性的解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术成就转化为生产力的关键之一。第一节工程菌的来源和应用一、何谓基因工程基因工程（genetic engineering）是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并能使之稳定地遗传给后代。基因工程的核心技术是DNA的重组技术。重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。除DNA 重组技术外，基因工程还应包括基因的表达技术，基因的突变技术，基因的导入技术等。基因工程一般分为4个步骤：一是取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA；三是把重组DNA引入某种细胞；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。DNA 分子很小，其直径只有20埃，约相当于五百万分之一厘米，在它们身上进行“手术”是非常困难的，因此基因工程实际上是一种“超级显微工程”，对DNA的切割、缝合与转运，必须有特殊的工具。要把目的基因从供体DNA长链中准确地剪切下来，可不是一件容易的事。1968年，沃纳·阿尔伯博士、丹尼尔·内森斯博士和汉密尔·史密斯博士第一次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶，它能够在DNA上寻找特定的“切点”，认准后将DNA分子的

发酵工程课程实验教学大纲(生物制药方向) (1)

《发酵工程》课程实验教学大纲（生物制药方向）课程名称（中文）发酵工程课程编号04118 课程性质独立设课课程属性专业课教材及实验指导书名称《发酵工程实验》学时学分：总学时60 总学分 3 实验学时36 实验学分 2 应开实验学期三年级四～五学期适用专业制药工程先修课程微生物学、生物化学、化工原理一、课程简介及基本要求发酵工程是整个生物工程的核心，是工业微生物实现实验室与工厂化生产的具体操作，是生物技术在生产实践中应用的原理及方法的一部分，是基因工程及酶工程等生物技术工业化的过程与方法。因此，通过对《发酵工程》的学习，不仅掌握发酵工程原理及发酵优化控制过程，而且对系统了解生物技术及其工业化应用都具有深远的意义。通过《发酵工程》的学习，使学生进一步系统了解发酵工程从培养基配制到发酵罐生产，产品工程放大等一系列的操作原理及过程。二、课程实验目的要求（100字左右）发酵工程是一门实践性很强的工程学科，需要一定学时的实验教学实践，为今后从事相关工作打下良好的实践基础，通过《发酵工程》实验学习，不仅能够掌握发酵工艺操作的具体过程及反应过程控制方法，而且进一步了解目前发酵行业的具体产品生产工艺，对发酵生产能够进行指导与分析。三、适用专业制药工程（生物制药方向）。四、主要仪器设备操净工作台，摇床，7L和50L不锈钢通风发酵罐、离心机、生化培养箱五、实验方式与基本要求 1．本课程以实验为主，为单独设课，所以开课后，任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试办法、实验守则及实验室安全制度等。 2．该课以设计性实验为主，教材中只给出设计题目，实验前学生必须进行预习，设计报告经教师批阅后，方可进入实验室进行实验。 3．实验4人1组，在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办代替。

生物工艺学第八章工业发酵染菌的防治

第八章工业发酵染菌的防治
发酵染菌能给生产带来严重危害，防止杂菌污染是任何发酵工厂的一项重要工作内容。尤其是无菌程度要求高的液体深层发酵，污染防止工作的重要性更为突出。

主要内容
工业发酵染菌的危害；染菌的检查、判断及染菌原因分析；防治染菌的措施。

第一节
工业发酵染菌的危害
染菌：发酵过程污染杂菌的现象；
大量原材料浪费、经济巨大损失；扰乱生产秩序，破坏生产计划；遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性；影响产品外观及内在质量。

生产不同的品种，可污染不同种类和性质的微生物；不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌量，不同培养基和培养条件又可产生不同后果。
发酵染菌对不同品种的影响；不同种类的杂菌对发酵的影响；不同时间染菌对发酵的影响；不同染菌途径对发酵的影响；发酵染菌对提炼、产品质量、三废治理的影响。

1 发酵染菌对不同品种的影响
放线菌由于生长的最适pH7左右，因此染细菌为多，而霉菌生长pH5左右，因此染酵母菌为多；青霉素发酵染菌，绝大多数杂菌都能直接产生青霉素酶，而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生青霉素酶；灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉菌，对细菌几乎没有抑制和杀灭作用，故容易染细菌；疫苗生产：一旦污染杂菌，不论死菌、活菌或内外毒素，都应全部废弃。

2
不同种类的杂菌对发酵的影响
（1）污染噬菌体：
感染力很强，传播蔓延迅速，也较难防治，故危害极大。
（2）污染其它杂菌：
有些使生产菌自溶产生大量泡沫，影响通气搅拌；有的使发酵液发臭、发酸，致使pH下降，使不耐酸的产品破坏。染芽孢杆菌，由于芽孢耐热，不易杀死，往往一次染菌后会反复染菌。

发酵工程教学大纲

楚雄师范学院化学与生命科学系生物技术专业《发酵工程》（理论）课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：031106009 课程中文名称：发酵工程课程英文名称：Fermentation Engineering 课程性质：共同学科课程选修使用专业：生物技术、葡萄酒专业开课学期：第6学期总学时：36 总学分：2 预修课程：无机及分机化学、有机化学、微生物、分子生物学、生物化学课程简介：本课程是生物技术专业的必修课。课程系统讲授发酵工程基本概念、基本理论和分析方法，主要内容包括：工业微生物菌种选育、工业发酵培养基设计、发酵工业无菌技术、种子扩大培养、发酵动力学、氧的供需、发酵生理及其过程控制、发酵罐的放大与设计、基因工程菌发酵、发酵产品的提取与精制、发酵工业清洁生产、发酵工厂设计、发酵经济学、发酵产品生产原理与技术应用，以及发酵工程在现代生物化工中的应用等方面。教材建议：余龙江，《发酵工程原理与技术应用》，北京，化学工业出版社，2006年。参考书：李艳主编，《发酵工程原理与技术》，高等教育出版社，2007年。李艳，《发酵工业概论》，中国轻工业出版社，2002年。姚汝华，《微生物工程工艺原理》，华南理工大学出版社，2005年。熊宗贵，《发酵工艺原理》，中国医药科技出版社，2000年。毛忠贵，《生物工业下游技术》，中国轻工业出版社，2002年。梅乐和等，《生化生产工艺学》，科学出版社，2007年。俞俊棠等，《生物工艺学》，华东化工大学出版社，1992年。贺小贤，《生物工艺原理》，化学工业出版社，2003年。二、课程性质、目的及总体教学要求课程的基本特性：发酵工程具有涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的特点，就其学科性质而言它又是一门实践性较强的学科。通过本课程的学习，使学生在微生物学、生物化学等课程的基础上，系统的掌握发酵工程的基本理论、基本知识和基本技能，建立较深刻的微生物学观点，形成科学的思维方式。同时要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的新发展。

发酵工程

第一章绪论发酵工程:指在最适发酵条件下,在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。发酵工程包括代谢工程和发酵工艺两个主要内容。发酵工程的四个转折点： ①天然发酵时代（1000－4000年前） ②纯培养时期（第一个转折点，1680年－1932年） ③通气搅拌技术时期（第二个转折点，第二次世界大战时期）④代谢控制发酵技术（第三个转折点，1956年氨基酸发酵）⑤现代生物技术时期（第四个转折点）基本问题:过程放大和优化。第二章工业微生物菌种的来源工业化生产菌种的要求？答：①能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物；②菌种改造的可操作性强；③遗传性相对稳定； ④不易感染它种微生物或噬菌体；⑤产生菌及其产物的毒性必须考虑；⑥生产特性要符合工艺要求。从自然界中分离出发菌株的环节：土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定出发菌株的分离方法： ①定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养，一般从底物、 pH、培养时间、培养温度等方面考虑； ②当不可以采用定向培养时，则设计一个分类学中分离的方法；③不能提供任何有助于筛选产生菌的信息时，通过随机分离的办法。第三章发酵培养基发酵培养基与微生物培养基的不同之处？答：发酵培养基除了满足菌体的生长外还必须促进产物的形成。①培养基能够满足产物最经济的合成；②发酵后所形成的副产物少； ③原料来丰富，价格低，性能稳定，便于储藏。 wk_ad_begin({pid : 21});wk_ad_after(21, function(){$('.ad-hidden').hide();}, function(){$('.ad-hidden').show();}); ④具有满足工艺要求，如不影响通气、提取、纯化等。培养基按其组成物质的纯度、状态、用途可分为三大类型：①按纯度分：合成培养基、天然培养基。 ②按状态分：固体培养基、半固体培养基、液体培养基。③按用途分：孢子培养基、种子培养基、发酵培养基。发酵培养基的组成：碳源；氮源；维生素；无机盐和微量元素；生长因子、前体和产物促进剂；水。发酵用糖：葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精。培养基优化的方法？答：利用生物化学、细胞生物学、微生物学等的基本理论，参照前人所使用的较适合某一类菌种的经验配方，再结合所用菌种和产品的特性，采用摇瓶、玻璃瓶等小型发酵设备，按照一定的实验设计和实验方法选择出较为适合的培养基。培养基优化的步聚？答：①根据前人的经验配方，初步确定可能的培养基成分；②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；③通过正交实验确定各成分最适的浓度。

SHMT基因工程菌的构建方案设计

SHMT基因工程菌的构建第四组一、实验相关知识 1、丝氨酸羟甲基转移酶是丝氨酸合成中的关键酶，能催化甘氨酸和丝氨酸的相互转化，具体的催化反应如下： SHMT 甘氨酸+N5,N10-亚甲基四氢叶酸L-丝氨酸+四氢叶酸在丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT）作用下，甘氨酸同亚甲基四氢叶酸反应生成L-丝氨酸。该反应需要5-磷酸吡哆醛作为辅酶。N5,N10-亚甲基四氢叶酸上亚甲基可以来自于甘氨酸、甲醛、甲酸、蛋氨酸、胆碱和肌氨酸，它们同四氢叶酸反应生成N5,N10-亚甲基四氢叶酸。本实验以甘氨酸和甲醇为前体物发酵生产L-丝氨酸时，菌体积累L-丝氨酸与菌体含有的SHMT的活性直接相关，但由于SHMT的催化作用理论上是双向的，有必要了解在相同的培养条件或者在本文所用的菌株SHMT是否具有双向催化作用。 2、基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 3、丝氨酸是一种非必需氨基酸，它在脂肪和脂肪酸的新代谢及肌肉的生长中发挥着作用，因为它有助于免疫血球素和抗体的产生，维持健康的免疫系统也需要丝氨酸。丝氨酸在细胞膜的制造加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中都发挥着作用。 [大肠杆菌] 细菌染色体DNA 的制备（预习方案）一．实训目的 .学习并掌握细菌基因组的基本知识和提取方法二．实训原理及相关知识 1.大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli）革兰氏阴性短杆菌，大小 0.5×1～3微米。周身鞭毛，能运动，无芽孢。能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，几占粪便干重的1/3。国家规定，每升饮用水肠杆菌数不应超过3个大肠杆菌的抗原成

基因工程菌发酵生产L-苯丙氨酸工艺优化

基因工程菌发酵生产L-苯丙氨酸工艺优化时间：2005-5-17 10:56:24 作者：不详来源：中国发酵工业网点击数：本站另注：L-苯丙氨酸已在国内江苏部分厂家有发酵工业规模化生产，但仍然推荐此文供大家研究参考，了解工艺配方和分析方法。 L-苯丙氨酸(L-phe)是人和动物体内不能合成的8种氨基酸之一,人们称其为必须氨基酸。L-phe在生物体内是转化成L-酪氨酸的原料,因而L-phe成为一些氨基酸输液和氨基酸饮膳所必须的成分。而且,L-phe是合成药物麦角胺、抗生物质和维生素B6的重要原料。同时,L-phe也是合成一些抗癌药物的中间体[1]。在食品工业中,L-phe最主要的用途是合成二肽甜味剂,俗称蛋白糖。基于L-phe广泛的应用前景,近年来L-phe成为氨基酸行业单品中产量增长最快的一种。目前,L-phe的生产方法有酶法、发酵法等,直接发酵法具有可利用廉价原料直接生产L-phe的优点,发酵法生产 L-phe,国外报道产酸率为2.8%,L-phe在我国还未实现规模生产[2]。本实验对构建的重组L-phe基因工程菌 E.coLiHB101. 进行发酵实验,研究了其发酵工艺条件及营养物质的流加对产物L-phe积累的影响。 1实验材料与方法 1.1发酵用菌株基因重组工程菌E.coLiHB101. 。 1.2培养基 1.2.1种子培养基蛋白胨1%;氯化钠1%;酵母粉0.5%;葡萄糖2%;调pH=7.5;抗菌素Km(硫酸卡那霉素)。 1.2.2发酵培养基Na2HPO4·12H2O20g/L;Na-citrate6g/L;Na-gLutamat e0.4g/L;酪氨酸0.6g/L;葡萄糖 20g/L;Km40mg/L。 1.2.3补料培养基CaCL2·2H2O0.6g/L;酪氨酸500mg/L;葡萄糖500g/L;MgSO4·7H2O1g/L;VB1500mg/L;氨水28%。 1.3培养方法1.3.1摇瓶培养250mL锥形瓶内装LB培养基25mL,接种菌种斜面后,于旋转摇床上,在37℃培养12h。 1.3.2深层培养在2L自控发酵罐(美国进口)中装入1L发酵培养基。灭菌后接入5%的摇瓶种子。通气量为1000L/L·min时,于38.5℃下搅拌培养。搅拌转速根据溶氧(DO)调节;使用28%的氨水调节pH=7.0±0.2;采用流加葡萄糖工艺补料,补料速率由测定葡萄糖来控制。 1.4测定方法 1.4.1菌体浓度通过测定培养液或其稀释液在波长660nm处的吸光度OD660确定菌体浓度。一个OD660单位相当于 0.267g/L(菌体干重)。当OD660<0.3时,有良好的线性关系。 1.4.2残糖浓度用费林试剂法测定[3]。 1.4.3发酵液中L-phe浓度分析用荧光法进行测定[4]。 2结果与讨论 2.1生长因子对苯丙氨酸积累的影响通过添加不同浓度的酪氨酸,实验由图1示出:随着酪氨酸添加量的增加,产酸率提高,从发酵成本和产酸率两方面分析,得出酪氨酸的最适添加量为1.0～1.2g/L,既可得高产酸率3.68%,又可使成本不致过高。

发酵工程原理与技术_陈坚_思考题

第一章的复习思考题 1，发酵及发酵工程的定义 2，发酵工程的特点 3，发酵的分类 4，发酵产品的类型 5，微生物代谢产物的类型及其之间的关系 6，发酵过程的组成 7，发酵生产成立的条件 8，发酵工业发展的阶段及大致年代 9，和国际先进水平相比较，我国发酵工业的不足之处主要表现在哪些方面第二章的复习思考题 1，微生物代谢调节和微生物代谢调控的概念 2，为何要进行微生物的代谢调控 3，微生物代谢调节的方式 4，从本质上来说，微生物的代谢是通过哪两种方式来进行的 5，酶合成调节的方式及其定义、机制 6，酶活性调节的定义、方式 7，有分支代谢途径的调节方式有哪些 8，酶活性的调节机制可用什么理论来解释 9，初级代谢的调节有哪几种方式 10，次级代谢的调节方式 11，提高初级和次级代谢产物产量的方法 12，高浓度细胞培养的目的、原理、优点、方法及存在的问题第三章的复习思考题 1，次级代谢和次级代谢产物的概念 2，次级代谢产物的分类 3，次级代谢产物的生物合成模式 4，在微生物的氢代谢过程中，关键的酶是什么酶，它有哪些类型 5，氢效应的概念及产生的原因 6，二氧化碳固定的概念、方式、生理意义 7，什么是卡尔文循环，它由哪几个部分组成第四章的复习思考题 1，原料的定义及选择原则 2，培养基设计的基本原则及如何进行培养基的设计 3，为何要进行原料预处理及原料预处理的方法 4，原料粉碎的目的和方法 5，垂式粉碎机生产能力的计算 6，干法粉碎和湿法粉碎工艺的比较 7，原料输送的方法 8，气流输送的原理、流程和优点 9，颗粒在垂直管道和水平管道中悬浮输送的机理 10，气流输送中常用除尘装置有哪几种

食品发酵工程课后习题

《食品发酵与工程》课后习题集第一章绪论 1.简答发酵与发酵工业的定义。发酵与酿造有何区别？何为发酵食品？食品发酵与酿造的特点？ 2.按产品性质，发酵工业产品有哪些类型？ 3.我国发酵食品的工艺有何特色？ 4.根据生物技术发展的趋势，以及食品发酵与酿造和生物技术的关系，分析现代食品发酵与酿造的发展情况。第二章菌种选育、保藏与复壮（重点） 1.常用工业微生物的种类有哪些？ 2.工业生产中使用的微生物菌种为什么会发生衰退？菌种衰退表现在哪些方面？防止菌种衰退的措施有哪些？ 3.简要说明诱变育种的步骤。诱变育种应注意哪些问题？ 4.试述菌种保藏的目的、原理及常用的方法 5.什么是营养缺陷型菌株？营养缺陷型菌株如何筛选及鉴定。第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵与酿造中的应用（重点） 1.解释：1）初级代谢产物与次级代谢产物；2）组成酶与诱导酶；3）反馈阻遏与反馈抑制；4）营养缺陷型菌株；5）分解代谢物阻遏；6）末端产物阻遏；7）葡萄糖效应； 2食品发酵对微生物菌种有何要求？试举例说明。 3.微生物代谢的自我调节有哪几大环节？为什么说酶的调节是微生物代谢自我调节的根本？ 4.简述微生物代谢中酶活性的主要调节方式与类型。 5.工业发酵的目的何在？人工控制代谢的手段主要有哪些？ 8.试述人工调控微生物细胞膜透性的主要方法与原理？如果膜透性增大，对于终产物的反馈控制有何改变？ 9.谷氨酸发酵中，利用控制生物素浓度和利用油酸缺陷型谷氨酸生产菌提高谷氨酸产量的原理有何异同？第四章发酵工艺学基础及主要设备（重点） 1.解释：分批培养、连续培养、补料分批培养、发酵罐 2.在分批发酵过程中，微生物的生长曲线中各阶段的特点是什么？ 3.比较分批发酵、连续发酵、补料分批发酵的优缺点。 4.对发酵液的pH值进行调节的主要方法有哪些？

(整理)发酵重点1-8.

1、发酵工程的基本定义？发酵工程：是利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。发酵工程也称作微生物工程，该技术体系主要包括菌株选育与保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备，同时也包括微生物生理功能的工业化利用。 2、提出研发一个发酵新产品的可能路线发酵生产工艺流程除某些转化过程外，典型的发酵工艺过程大致可以划分为以下6个基本过程 ①用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制； ②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； ③扩大培养有活性的适量纯种，以一定比例将菌种接入发酵罐中； ④控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物； ⑤将产物提取并精制，以得到合格的产品；回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。 3、发酵工业的特点 ①常温常压下进行的生物化学反应，条件较温和 ②较廉价的原料生产较高价值的产品 ③通过生物体的自适应调节来完成，反应专一性强，可以得到较为单一的代谢产物 ④可以产生比较复杂的高分子化合物 ⑤不受地理、气候、季节等自然条件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品

1、为什么需要进行微生物菌种改良？ ①提高目标产物的产量生产效率和效益！ ②提高目标产物的纯度，减少副产物可有效降低产物分离成本。 ③改良菌种性状，改善发酵过程改变和扩大菌种所利用的原料范围、提高菌种生长速率、保持菌株生产性状稳定、提高斜面孢子产量、改善对氧的摄取条件并降低需氧量及能耗、增强耐不良环境的能力（如耐高温、耐酸碱、耐自身所积累的过量代谢产物）、改善细胞透性以提高产物的分泌能力等。 ④改变生物合成途径，以获得高产的新产品 2、你认为菌种筛选过程中最关键的环节是什么？筛选方法（1）平皿快速检测法肉眼可观察的变化。显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法… （2）形态变异的利用（3）高通量筛选(high throughput screening) 3、如果尽量保持菌种不发生退化？（1）控制传代次数基因的变化往往发生在复制和繁殖过程中，繁殖越颇繁，复制的次数越多，基因发生变化的机会也就越多。因此应该尽量避免不必要的接种和传代，把传代次数控制在最低水平，以降低突变机率。一般情况下，斜面每移植一代，霉菌、放线菌、芽孢杆菌在低温下可保藏半年左右，酵母可保藏3个月左右，无芽孢细菌可保藏1个月左右。为此，生产菌种每移植一代，最好同时移植较多的斜面，以供一段时间生产之需，这样移植次数就可减少。（2）选择合适的培养条件培养条件对菌种衰退有一定的影响，选择一个适合原种生长的条件可以防止菌种衰退。另外，生产上应避免使用陈旧的斜面菌种。（3）利用不同类型的细胞进行传代在放线菌和霉菌中，由于它们的菌丝细胞常含有许多核，甚至是异核体，因此用菌丝接种时就会出现衰退和不纯的子代。而孢子一般是单核的，利用孢子来接种，可以达到防止衰退的目的。但是这也必须注意到微生物细胞本身的特点。对构巢曲霉来说，利用它的分生孢子传代易发生衰退而用它的子囊孢子移种则不易退化。（4）选择合适的保藏方法采用有效的菌种保藏方法也可以防止菌种的衰退。由于菌种衰退的情况不同，对有些衰退原因还不甚了解，因此要切实解决具体问题，需根据实际情况，通过实验正确地加以运用。第三章 1、为什么需要进行微生物培养基的优化？ ①必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 ②有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质的转化率。 ③有利于提高产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。 ④有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。