微生物代谢产物发酵

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1、发酵工程FermentationEngineering1酵母作用于果汁或发芽谷物产生CO2的现象。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。传统定义现代工业定义生理和生化定义发酵的定义以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。2基因工程机械工程计算机工程细胞工程化学工程酶工程3菌种培养食品工业医药工业污水处理4目前全球发酵产品的年销售额400亿美元左右，并以每年7-8%的速度增长，我国发酵行业5000多家，主要发酵产品的年产值1400亿元。发酵工程在国民经济中占据了重要的地位！5发酵工

2、程概况发酵工程微生物发酵过程液体深层发酵固体发酵典型产品的发酵生产6发酵工程概况发酵工业的发展史发酵类型发酵技术的特点发酵技术的应用71.传统的微生物发酵技术—天然发酵(距今8000年—17世纪50年代)发酵工业的发展史开创者：各国劳动人民，其中尤以我国的制曲、酿酒、制醋技术著称。特点：未见也未知细菌等微生物个体,利用微生物自然发酵制造产品,生产是作坊式,产品粗放,质量不稳定。82.第一代微生物发酵技术—纯培养技术（1665年-20世纪初）1665年:ALeeuwenhoek1905年:ChristianHansen1857年:PasteurandKoc

3、h9自制的单式显微镜观察到细菌的个体；对某些微生物形态进行了描述。为微生物的研究提供了有力的工具!1011巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895年）柯赫（RobertKoch）（1843～1910年）12巴斯德发现并证实发酵是由活的小生物—微生物引起的(2)彻底否定了“自然发生”学说(3)巴氏杀菌法(4)免疫学——预防接种131415（1）微生物学基本操作技术方面的贡献：a）细菌纯培养方法的建立b）流动蒸汽灭菌c）染色观察和显微摄影柯　赫16（2）为病原细菌的研究作出了突出贡献：a）证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌b）发现了肺结核病的病原菌

4、；c）建立著名的柯赫原则1905年获诺贝尔奖17证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则18汉森ChristianHansen(1842-1909)成功地分离了单个酵母细胞,发明了啤酒酵母的纯培养方法,实现了大规模工业化生产。人类从自然发酵到纯培养人工控制发酵的转折点！19特点：①建立了一系列研究微生物所必要的独特方法；②开创了寻找病原微生物的“黄金时期”；③把微生物的研究从形态描述推进到生理学研究的新水平；④微生物学以独立的学科形式开始形成。201928年青霉素的发现;20世纪40年代青霉素开始产业化生产，建立深层液体通风培养技术;20世纪50年代

5、抗生素、有机酸、酶制剂和氨基酸等相继进入工业化生产。2.第二代微生物发酵技术—深层培养技术（1928年-20世纪50年代）通风搅拌发酵时期1945年获诺贝尔奖2120世纪50年代，第一株谷氨酸棒杆菌分离。微生物通过人工诱变，获得代谢改变的突变株，在控制条件下，选择性大量生产目的产物。代谢控制发酵时期22特点：①进入微生物生化水平的研究；②应用微生物的分支学科扩大,出现了抗生素等学科；③开始寻找各种有益微生物代谢产物；④普通微生物学开始形成；⑤各学科技术相互渗透促进，加速了微生物学的发展。232.第三代微生物发酵技术—基因工程技术（1953年－至今）开创者

6、：Watson和CrickDNA体外重组，转入受体细胞中，进行繁殖和遗传下去，从而达到定向地改变生物性状与功能创新的物种。24特点:①微生物学从较为孤立的以应用为主的学科，成为一门十分热门的前沿基础学科；②在基础学理论的研究方面，逐步进入到分子水平的研究，并成为最主要的研究对象；③在应用研究方面，向着更自觉、更有效和可人控制的方向发展。2526１．微生物菌体发酵２．微生物酶发酵３．微生物代谢产物发酵４．微生物的转化发酵５．生物工程细胞发酵发酵类型27１、微生物菌体发酵目的：以获得具有某种用途的微生物菌体28特点：微生物种类多、产酶品种多、生产容易、成本低

7、、易于工业化生产，便于改善工艺提高产量。应用：多用于食品和轻工业，医药生产和医疗检测中。２、微生物酶发酵29初级代谢产物：菌体对数生长期形成的产物，是细胞自身生长所必需的。有氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸和糖类等。次级代谢产物：在菌体生长缓慢或停止生长时即稳定期所合成的一些具有特定功能的产物。种类包括抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。３、微生物代谢产物发酵30应用：醋酸发酵和抗生素的生物转化４、微生物的转化发酵定义：利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。脱氢反应、氧化反应、脱水反应、脱羧反应、脱氨反应和异构化

8、反应等。31利用生物工程技术所获得的细胞，如DNA重组的“工程菌”以及细胞融合所