[农学]生化工程-1-绪论

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1、生化工程轻化学院廖问陶13268219503绪论什么是生物技术？应用自然科学和工程学的原理，依靠生物体系的作用，对底物原料进行加工以提供各种产品或达到某种目的的技术。生物技术的构成及其相互关系一、基因工程二、细胞工程三、发酵工程四、酶工程五、蛋白质工程生物技术的上、中、下游关系：上游加工：应用杂交选育，基因工程，细胞工程等手段，获得优良的菌株，细胞系，固定化菌体等。中游加工：以生物反应器为中心的生产加工。下游加工：产物的分离提取。生化工程：研究生物反应中的共性工程技术问题，是生物工程和化学工程的纽带。作为一项工程，需要把科学原理，技术要求和经济效益综合考虑，并

2、解决实际的问题。生物技术的发展传统生物技术：酿酒，醋，面包，酸奶。。。。。。。。。近代生物技术时期随着对微生物的认识不断深入，带动了生物技术的发展，建立了微生物的纯培养技术，实现了对发酵过程的人为控制，而青霉素的大规模生产标志着微生物发酵技术发展到了一个新的阶段。主要的技术进展：通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。意义：带动了抗生素工业的发展建立了一套完整的好氧发酵技术，大型搅拌发酵罐培养方法推动了整个发酵工业的深入发展为现代发酵工程奠定了基础大型发酵罐搅拌装置现

3、代生物技术的发展现代生物技术的发展是以基因重组技术的建立为标志的，上个世纪50年代ＤＮＡ结构模型的阐述和建立，奠定了现代分子生物学的基础，给生物学和人类社会带来了一场革命。采用基因工程和细胞生物学的方法，将不同来源的DNA进行体外剪切与重组，再把重组DNA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能合成的产物。细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物。增加微生物体内控制代谢产物

4、产量的基因拷贝数，可以大幅度地提高目标产物的产量。将动、植物或某些微生物特有产物的控制基因植入细胞中，快速经济地大量生产这些产物。将具有不同性能的多种质粒植入，使新菌株在清除污染或以非粮食物质为原料进行发酵生产或环境保护。现代生物技术的前景现代生物技术的发展一日千里，在农工医环境等方面都用途广泛，机遇与风险并存，其优势与缺点都很明显，并日益引起民众的关注重视。人类健康环境保护社会发展发酵工程原理及其应用发酵工程（fermentation）的定义:传统意义的发酵生理学意义的发酵工业发酵借助微生物在有氧或无氧状态下的生命活动来制备微生物菌体自身，或者其初级和次级代

5、谢产物的过程，称为发酵。是生物技术产业化的重要途径。发酵工程主要指在最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌利用微生物的特点：(1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力(2)有极强的消化能力(3)有极强的繁殖能力发酵工业的特点条件温和，反应安全，成本低廉。可采用较廉价的原材料，甚至变废为宝。发酵所用的原料通常以淀粉或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。反应专一性强，可得到较为单

6、一的代谢产物，可对一些比较复杂的化合物进行加工修饰。不受自然条件的限制。发酵工艺方法简介类别：根据对氧的需要区分：厌氧发酵，有氧发酵，兼性厌氧发酵根据培养基物理性状区分：固体和液体发酵根据从微生物生长特性区分：分批发酵，连续发酵和补料分批发酵固体发酵：指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物进行的生物反应过程。优点：培养基对菌的影响较小；操作简单，设备投资少，适应性强，原料广泛，价格低廉；通气量小，能耗低；产物提取容易；无废水或很少废水产生。缺点：工作强度较大；不易搅拌均匀；生产效率较低；不易散热；产物不纯；不易监测控

7、制等。液体发酵:1.液体表面发酵法：劳动强度大，效率低，占地范围大，易染杂菌。2.液体厌氧发酵法：生产效率高，能耗少，操作简单，但是用途受限制。3.液体深层通气发酵法：易于自动控制，产品纯度高，质量稳定，设备利用率高，劳动强度小等。固体发酵：适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生产比较简单的产品。液体深层发酵：适合于大规模工业化生产。发酵工业的产物微生物菌体：酵母，单细胞蛋白酶制剂：医药，食品加工，活性饲料代谢产物：初级代谢产物（氨基酸，蛋白质，核酸，脂类），次级代谢产物（抗生素等）生物转化（新型抗生素，药物合成）按发酵产品和用途分类酿酒与食品有机溶剂抗生素酶制剂

8、氨基酸核酸维生素菌体蛋白生理活性物质医