发酵工程《生物技术与生活》《生物技术概论》课件 视图选择纯黑白即可使用课件

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1、.前言.概况.微生物发酵过程.典型产品的发酵生产发酵工程FermentationEngineering发酵工程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。发酵工程将微生物学

2、，生物化学和化学工程的基本原理有机地结合起来，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。以培养微生物为主，所以又称微生物工程。前言生物技术的多学科性示意图前言发酵工程前言发酵工程、遗传工程、细胞工程和酶工程构成了生物工程的四大支柱。无论从微生物得到酶或用遗传工程菌获得产品，都必须依赖发酵工程技术。发酵工程的主体是微生物，特别是用经过DNA重组技术改造过的微生物。时间发酵阶段主要产品主要技术-1900天然发酵酒、醋、干酪、酵母天然分批1905-纯培养酒精、丙酮、丁醇密闭纯培养194

3、0-通气搅拌抗生素、有机酸通气搅拌酶、维生素分批或连续1957-代谢控制氨基酸、核苷酸选育缺陷菌株1960-开拓原料单细胞蛋白连续发酵1979-基因工程菌胰岛素、干扰素DNA重组工业发酵的发展简史概况发酵工程的内容生产菌种的选育发酵条件的优化与控制反应器的设计产物的分离、提取与精制FERMENTATIONProcessControl上游工程UPSTREAMPROCESSES下游工程DOWNSTREAMPROCESSESFermentationengineering发酵工程组成从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程UPSTREAMPROC

4、ESSES-genetics,cell…-inoculumdevelopment-mediaformulation-sterilization-inoculationFERMENTATIONProcessControl上游工程Fermentationengineering-wastetreatment-byproductrecoveryFERMENTATIONProcessControlFermentationengineering下游工程DOWNSTREAMPROCESSES-productextraction,purification&assay发

5、酵的定义1、传统发酵2、生化和生理学意义的发酵3、工业上的发酵概况概况传统发酵描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，即以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。概况工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程包括：•厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。•通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。•产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。发酵工业指利用生物的生命活动产生的酶，

6、进行无机或有机原料的酶加工，获得产品的工业。概况概况发酵类型微生物菌体发酵以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。•面包酵母发酵•单细胞蛋白发酵•药用真菌•••名贵中药微生物杀虫剂疫苗传统的菌体发酵新的菌体发酵微生物菌体发酵特点细胞的生长与产物积累成平行关系，生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳定期产量最高。发酵类型发酵类型微生物酶发酵•酶的特点：易于工业化生产，便于改善工艺提高产量。•分类：胞内酶和胞外酶。•生物合成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。微生物代谢产物发酵•

7、包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级代谢产物。•对数生长期形成的产物是细胞自身生长所必需的，称为初级代谢产物或中间代谢产物。•各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢或停止生长时期即稳定期所积累的，来自于中间代谢产物和初级代谢产物。发酵类型微生物的转化发酵•利用生物细胞对一些化合物某一特定部位（基团）的作用，使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物。•最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位进行化学反应而形成的。例如：乙醇乙酸醋酸发酵葡萄糖葡萄糖酸发酵类型发酵类型生物工程细胞的发酵利用生物工程技术所获得的细胞，如工程菌以及“杂交”细胞等进行

8、培养的新型发酵，其产物多种多样。发酵生产生长激素的“工程菌”发酵类型微生物特殊机能的利用•利用