发酵工艺学讲义(指南)

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1、好文档尽在阿灯精品屋/dengyueke长江师范学院FERMENTATIONBIOTECHNOLOGY长江师范学院生命科学与技术学院DEPARTMENTOFLIFESCIENCEFULINGTEACHER'SCOLLEGE主要教学资料21.白秀峰主编.发酵工艺学教材.中国医学科技出版社，2003年8月2.熊宗贵主编.微生物工程工艺原理.中国医学科技出版社，2001年8月3.褚志义主编.生物合成药物学.化学工业出版社，2000年4.姚汝华编.微生物工程工艺原理.华南理工大学出版社，1996年3月5.尹光琳等编.发酵工业全书.医学科技出版社，1992年10月6.俞俊棠等编.生物工艺学

2、.上海化工学院出版社，1991年成绩评定办法：1）考勤：迟到、早退-0.5分/次；旷课-1分/次，最多-5分，从总成绩中扣。2）平时成绩（10%）：20分，没有交为0分/次。用每次成绩之和除以次数，为平时成绩。3）实验（30%）：以100分记。4）期末考试（60%）：期末考试以100分记。5）总成绩（100%）：以上四项成绩之和为学期课程成绩。§1绪论本章提要发酵工程的沿革现代生物技术的兴起与发酵工程的进展发酵工业的产品类型发酵方法的类别与流程发酵工业的意义与展望一、发酵工程的沿革1.发酵的概念发酵(fermentation)最初来自拉丁语―发泡‖（fervere)一词，它是指酵

3、母作用于果汁或发芽谷物时产生CO2的现象。1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵理论：―一切发酵过程都是微生物作用的结果。‖巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技术的发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物，防止酒发生质变。同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培养，根据不同的要求去诱发各种类3型的发酵，获得所需的发酵产品。现在，发酵已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支；成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程

4、的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物；生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料；在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。2.发酵工程的概念利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需要的产品称为发酵工程（fermentationengineering)，也称为微生物工程。发酵工程组成广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程如下图。主要指在最适发酵条件

5、下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。(1)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；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；(3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，

6、这就是发酵工程工艺放大问题。3.生物工程的概念生物工程，又叫生物技术(biotechnology)，或生物工艺学。被世界各国视为一项高新技术，它广泛用于医药、卫生、农林牧鱼、轻工、食品、化工和能源领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成，对人类将产生重要影响。4.发酵工程的发展史4开拓发酵原料时期：石油发酵，醋酸生产谷氨酸基因工程阶段：采用酶学的方法，将不同来源的DNA进行体外重组，再把重组DNA设法转入受体细胞内，并进行繁殖和遗传下去。人们能够根据自己的意愿将微生物以外的基因件导入微生物细胞中，从而达到定向地改变生物性状与功能创新的物种，使发酵工业能够生产出自然界微生物所不

7、能合成的产物。二、现代生物技术的兴起与发酵工程的进展1.现代生物技术的兴起第一代生物技术产品的出现，第二代生物技术的发展。2.发酵工程的进展发酵工程面临的形势和发酵工程的发展趋向。三、发酵工业的产品类型1.以微生物细胞为产物的发酵工业2.以微生物代谢产物为产品的发酵工业3.以微生物酶为产品的发酵工业4.生物转化或修饰化合物的发酵工业5.微生物废水处理和其他微生物产物：微生物细胞，酶，药物活性物质，特殊化学物质和食品添加剂1、生产微生物细胞物质定义：是以获得具有多种用途的微生物菌体