《生化工程复习资料》.doc

生化工程 绪论 定义：生化工程是生物化学工程的简称，它是以生物技术从实验室规模扩大至生产规模为目的，以生物生产过程中带有共性的工程技术问题为核心的一门由生物科学与化学工程相结合的交叉学科。它既是生物技术的一个重要组成部分，又是化学工程的一个分支学科。 单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。在研究单元操作时，经常用到下列五个基本概念，即物料衡算，能量衡算，物系的平衡关系，传递速率及经济核算等。 第一章 灭菌技术 1、抑制有害微生物的措施： 2、除菌的方法包括①培养基的加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热法）②空气的过滤除菌③紫外线或电离辐射④化学药物灭菌 第一节? 培养基的灭菌 概述：发酵工业广泛应用蒸汽加热的方法处理大量培养基 高温杀菌作用的种类： 干热灭菌法：其中的灼烧是一种最彻底的方法，但是仅用于接种针等少数对象的灭菌。 湿热灭菌法：比干热灭菌法更有效。细菌的芽孢最耐热，一般要在120℃下处理15min才能杀死。 常压法：包括巴氏消毒法和间歇灭菌法等。其中，巴氏消毒法是用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌），而又不影响它们的风味。是一种低温消毒法，包括LTH法和HTST法。 影响加压蒸汽灭菌效果的因素 灭菌物体含菌量的影响。（天然原料尤其是麸皮等植物性原料配成的培养基，一般含菌量较高，而用纯粹化学试剂配制成的组合培养基，含菌量低。） 灭菌锅内空气排除程度的影响（检验灭菌锅内空气排除度最好的办法是灭菌锅上同时装有压力表和温度计，其次是将待测气体通过橡胶管引入深层冷水中，如只听到“扑扑”声而未见有气泡冒出，也可证明锅内已是纯蒸汽了。） 灭菌对象pH的影响 灭菌对象的体积。 加热与散热速度。 5、灭菌设备：手提式灭菌锅、常压蒸汽灭菌锅、烘箱等 6、湿热灭菌的效果取决于两个主要的因素 ①致死温度是杀灭微生物的极限温度 ②致死时间是在致死温度下杀灭微生物所需时间 热死时间：在规定温度下杀死一定比例的所存在的微生物菌体需要的持续时间 热阻：微生物对热抵抗力，指在某一特定条件下（温度、加热方式）的致死时间。热阻说明对热抵抗力强，致死时间长；热阻小说明对热抵抗力弱，致死时间短。 相对热阻是指相同条件下两种微生物的热阻的比值 大肠杆菌的热阻规定为1 ，则细菌芽孢为3(106，，所以芽孢的热阻特别高。在实际生产中以相对热阻较大的芽孢的死亡作为灭菌的依据，微生物经热的作用后不可能绝对杀灭（无活菌残留），所以又以杂菌减少至不影响发酵为限，作为灭菌的依据 7、培养基在工程上要解决的课题：将培养基中的杂菌总数杀灭到可以接受的总数需要多高的温度、多长的时间。选择最佳灭菌条件，达到既杀灭杂菌又尽量减少营养成分的破坏。 二、培养基灭菌的基本理论 １、灭菌的概念： 是指用化学的或物理的方法杀灭或除掉物料或设备中所有的有生命的有机体的技术或工艺过程。 ２、灭菌的方法： 化学物质灭菌、干热灭菌、湿热灭菌、辐射灭菌、 过滤介质除菌 ３、湿热灭菌的基本原理： 湿热灭菌是直接用蒸汽灭菌。 4、用蒸汽加热的方法对培养基灭菌的要求是：既要达到一定的灭菌程度， 又要尽量减少营养成分的破坏 5、当温度升高时，杂菌的死亡速度要比营养成分的破坏速度快得多。根据这一理论，培养基灭菌采用高温短时间的方法，以减少营养成分的破坏。养分虽因温度破坏也增加，但因灭菌时间大为缩短，总破坏量可以因此减少。 6、培养基的分批灭菌：分批灭菌的过程包括升温、保温和冷却三个阶段，灭菌主要是在保温过程中实观的，在升温的后期和冷却的初期，培养基的温度很高，因而也有一定的灭菌作用。 7、总灭菌度?总=ln(N0/N)=ln(N0VT/NVT) 其中N0VT：发酵液中灭菌前杂菌的总数（个）； NVT：发酵液中灭菌后杂菌的总数（个），通常令其为10-3。它指发酵失败的概率为千分之一。即在每一千次发酵过程中，其中有一次因灭菌不当，而残留了一个杂菌，从而导致了发酵的失败。注意： NVT≠0，只能无限小（=0，在分母上没有意义）如果NVT=1，以细菌每20分钟繁殖一代，则24小时后会有272个菌，其量很大，会导致发酵失败。 8、操作点：是反映灭菌温度和时间的一个点，它可由生产要求的灭菌度和生产允许的营养物破坏程度两者来确定。 9、营养质量准则Λ，即营养物破坏程度 定义式Λ=ln(C0/C) C0和C分别为发酵介质中原有和灭菌后保留的营养物浓度，营养物破坏少，则Λ小 第二节 空气的净化 1、空气除菌的方法：辐射杀菌、热杀菌、静电除菌、过滤除菌 2、过滤除菌包括绝对过滤和介质过滤除菌 第三节　空气过滤除菌流程 一、发酵生产中制备无菌空气的大致过程如下： 空气 ?? 高空取气管 除尘器 空气压缩