1．列举应用发酵工程的生产实例。2．简述发酵工程的概念和内容。3．举例说出发酵工程的应用。一、生产实例用微生物生产谷氨酸，制造味精二、概念与内容发酵工程图示：三、应用常用菌种名称代谢类型谷氨酸棒状杆菌异养需氧型黄色短杆菌异养需氧型培养基的配制类型成分按物理性质：液体培养基按化学成分：天然培养基碳源：豆饼水解液、玉米浆氮源：尿素、豆饼水解液生长因子：生物素灭菌培养基、发酵设备必须严格灭菌扩大培养选育优良菌种、多次扩大培养达一定数量接种在无菌条件下把菌种加入培养基发酵过程(1)不断通入无菌空气(2)搅拌，既能加速氧的溶解，又能使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率(3)连续培养：CN＝31(4)严格控制温度、pH等，当pH呈酸性时，会产生乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，会生成乳酸或琥珀酸分离提纯蒸馏、萃取、离子交换法等提取谷氨酸生产过程说明①谷氨酸发酵所用的培养基既是液体培养基又是天然培养基。液体培养基能使营养物质在发酵过程中得到充分的利用，还能为菌体提供更大的生存空间，同时也有利于生产过程中培养条件的控制以及产物的提取等。天然培养基则既能满足菌体的营养需求，又能降低生产成本，还能减少对环境的污染。其中，碳源是豆饼水解液和玉米浆；氮源是尿素和豆饼水解液；生长因子是生物素。②搅拌的作用：一是使空气形成细小的气泡，迅速溶解在培养液中(称溶氧)；二是使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率。③发酵过程中温度上升的原因：一是搅拌器机械搅拌产热；二是菌体自身代谢产热。深化拓展1．发酵的含义：狭义上的发酵是指微生物的无氧呼吸，而广义上的发酵则包括有氧发酵(如氨基酸发酵)和厌氧发酵(如酒精发酵)。2．发酵的分类分类依据种类培养基状态固体发酵、液体发酵等产物不同抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等对氧的需求厌氧发酵、需氧发酵【例4】(2009·全国Ⅰ理综，6分)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误的是()A．发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸B．发酵时常采用的培养基为液体天然培养基C．从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产D．当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量[解析]本题考查发酵工程的相关知识。从自然界中获得的菌种需要经过筛选和适当的处理才能应用于发酵工程，C错误。在稳定期，补充营养物质排除有害代谢产物可实现连续培养，从而提高产量，D正确。[答案]C如图为谷氨酸发酵装置图。发酵罐结构示意图(1)图中3、6处是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层流出的作用是________________________。(2)谷氨酸发酵液的pH应控制在7～8范围内，随着代谢产物的积累，发酵液pH变化趋势是____________，控制办法是____________。发酵过程中，若谷氨酸积累过量，会抑制____________的活性，导致合成途径中断，这种代谢调节方式称为____________调节。(3)如果在4处通入空气，谷氨酸产量会____________，原因是______________________。解析：谷氨酸是味精的主要成分，工业上常用谷氨酸棒状杆菌通过发酵而获得。在发酵过程中要控制好温度、pH和溶氧，其中温度调节主要依靠循环水，pH调节则可通过加酸或加碱的方法(本过程中因谷氨酸呈酸性可加碱，如加氨水进行调节)。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在发酵过程中需要不断通入无菌空气，增加发酵液中的溶氧，若通入不经处理的空气，空气中的杂菌就会与谷氨酸棒状杆菌产生竞争，或分解、吸收谷氨酸。谷氨酸棒状杆菌发酵的温度是30℃～37℃，可通过发酵罐3、6的循环水来调节。谷氨酸棒状杆菌发酵的pH是7～8，pH的变化趋势是下降，因此需要加碱(氨水)来中和。发酵过程中，要及时移走发酵产物，否则谷氨酸大量积累会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，这种调节方式称为酶活性的调节。答案：(1)冷却(降温或使温度控制在30℃～37℃)(2)下降加碱(氨水)谷氨酸脱氢酶酶活性的(反馈、负反馈)(3)下降混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸方法技巧：获得纯净培养物的无菌操作重要技术环节归纳：获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染...
