在电热器出口处的排气温度被控制在200℃左右，电热器之后

214 发置酵置情置术]

定性的解决已目益受到重视并成为基因工程这一高技术成软转化为生产力的关键之一。(一)基因工程菌的获得及培养

1.基因工程菌的获得

(1)何谓基因工程基因工程是指在基因水平上，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剂、拼接和重新组合，再转人生物体内，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，并能使之稳宠地遗传给后代，

基因工程的核心技术是DNA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剂后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子。然后再将重组DNA分子导人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，基因的突变技术以及基因的导人技术等，

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引人某种细胞;四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。

(2)工程菌的获得方法①确定目的产物。②找出该产物的细胞。

③将细胞破碎后提纯出全部mRNA，这些mRNA中包含了该细胞内表达的所有蛋白质的合成信息，采用反转录技术合成cDNA，

利用基因扩增技术(PCR)，克隆所需的目的基因。

⑤将目的基因连接到设计好的质粒载体，形成了重组DNA分子。

⑥将重组后的DNA分子引入到受体细胞内，然后选择合适的培养条件使细繁殖。根据选择性标记，从菌落中筛选出目的基因的重组(工程)菌。

(3)工程菌应具备的条件

①发酵产品是高浓度、高转化率和高产率的，同时是分泌型菌株。②菌株能利用常用的碳源，并可进行连续发酵。③菌株不是致病株，也不产内毒素。④代谢控制容易进行，

⑤能进行适当的 DNA重组，并且稳定，重组的DNA不易脱落。

2.基因工程菌的培养

(1)培养装置作为基因重组体的培养装置，与一直沿用的通气搅拌培养罐要有区别，即不仅要防止外部微生物侵入罐内，还必须采用不使培养物外漏的培养装置，按实验准则，可把这类密闭型通气搅拌式培养罐划分为操作液量20L以上和 20L以下两种。

现今使用的微生物培养装置，按其灭菌法又可分为两类，一类是在高压灭菌器中进行培养基及培养罐的灭菌，罐本身通常是玻璃制的，容量在10L以下的居多;另一类是20L以上的培养罐，一般为不锈钢制品，多采用新鲜蒸气进行灭菌。前者是可移动的台式，罐本身不能承受高压;后者，蒸汽、空气等供给是用固定管道连接的。一般不能移动。这两类罐要充分考虑不使微生物由罐外进入罐内的问题，但并不一定要解决防止罐内微生物的外漏问难以使用了。

题。因此，采用高压灭菌器灭菌的小型培养罐时应在安全柜内运转。但培养罐稍大，该法就

项目九 典型发酵产品的生产 215

(2)基因重组菌外漏的防范首先应了解培养微生物在普通通气搅拌罐中可能发生外漏费部位和操作，归纳起来有，排气、机械密封、接种、取样、培养后的灭菌(通人湿热蒸)以及排液(输至下一工序)。针对此均应采取措施以防菌体外漏。现分别说明如下。①排气排出的气中含有大量气溶胶,有激烈起泡的培养时，培养液呈泡沫状，它们气口向外排出，重组菌也容易随之外漏,

以往济养病原菌时，为防止菌体外流，采取加药剂槽的方法，但效果如何尚有疑问。有以证明，排气中的微生物数量随着培养液中菌体浓度和通风速度等而变化、用5L培养罐套液量2.GL)，以搅拌速度400r/min,通气速度11(体积比)，即2.51/min(换算成罐沟通气速度为11cm/min)来培养大肠埃希菌，发现每毫升培养液中含10°个菌体,每小时有150~400个菌随气排出:而培养酿酒酵母时，每小时从每毫升含10°个菌体培养液的排气申检出30~70个，由此可见，虽然培养液中菌体浓度相差很大，但大肠埃希菌和酵母菌仍以几乎相同的程度从排气中漏出，并不是取决于菌休个体的大小，再有，提高通气速度时，单位体积的排气中，大肠埃希菌和酵母菌菌数都增加，通气速度与漏菌数之间也密切相美，总之，排气过程中含有相当多的菌，为此，在通用通气搅拌型培养罐上安装排气鼓泡器，以防止激烈起泡时泡沫直接外溢和外部微生物侵人污染，同时还能肉眼观察通气状态等(图9-05)。气体通过排气管到鼓泡瓶，再通过膜滤器，进而考察了该排气鼓泡瓶中加人药剂2mol/L NAOH)的效果。

2图9-56 排气鼓泡瓶1 培养爆:2一般泡瓶:一膜洼器

TC

图956 排气加热

1-格养道:2 电热挡:3 温度传感器，4 温度调节器:5 冷凝器:6一膜速器

另外，为了解加热能否对排气灭菌，进行了与上述类似的实验。图 9-56的结果表明，电热器对排气进行加热时，在电热器出口处的排气温度被控制在200℃左右，电热器之后