《发酵工程第一讲》ppt课件

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1、第八章发酵工程第八章发酵工程---第一讲第一节发酵工程的内容第二节工业上常用的微生物第三节菌种的选育和保藏1、发酵工程的产生及发展2、发酵的定义3、发酵的基本过程4、发酵工程产品的类型第一节发酵工程的内容1、发酵工程的产生及发展现代科学概念的发酵工程开始于20世纪40年代初，是随着抗生素大规模深层发酵工艺的建立和兴起而得到迅速发展的。人们开始改变固体表面培养，采用液体深层培养。1、发酵工程的产生及发展生物工程的发展使发酵工程进入了新的时期。通过基因工程菌的大规模培养，可以大量生产只有动物或植物才能生产的物质。1、发酵工程的产生及发展

2、发酵工程在环境保护领域应用也十分广泛，废水生物处理装置实际上可以看做一个大型发酵罐，有机污染物在微生物作用下，转化成水和CO2。2、发酵的定义发酵工程（微生物工程），是在人工控制的条件下，通过微生物的生命活动来获得人们所需要物质的过程的一种技术系统。发酵工业由两个核心部分组成：一是获得最精良的生物细胞（酶）;二是创造生物细胞（酶）作用的最佳环境（优选发酵工艺和设备）。发酵工程的主要内容包括:①生产菌种的选育;②发酵条件的优化与控制;③反应器的设计及产物的分离；④提取与精制等过程。2、发酵的定义3、发酵的基本过程发酵工程由三部分组成：

3、上游工程、发酵和下游工程。3、发酵的基本过程上游工程包括优良种株的选育、最适宜发酵条件（Ph、温度、溶氧和营养组成）的确定、营养物质的准备等。发酵主要指在最适宜的发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气及加料速度的控制技术。3、发酵的基本过程根据不同的需要，发酵工艺可分为3类：1.批量发酵，即一次投料发酵；2.流加批量发酵，即在批量发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步生长，或得到更多的代谢产物；3.连续发酵，不断地流加营养，并不断地取出发

4、酵液。3、发酵的基本过程下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术。包括:①固液分离技术（离心，过滤，沉淀分离等工艺）②细胞破壁技术（超声，高压剪切，渗透压，表面活性剂和溶壁酶等）③蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等）最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干燥等）。4、发酵工程产品的类型发酵工程涉及的生产部门有食品工业、农产品加工、酒精和饮料酒工业、氨基酸工业、有机酸工业、化学工业、医药工业、工农业下脚料的处理和增值、工业废水的处理和增值等。4、发酵工程产品的类型目前已知具有生产价值的发酵产物类型有：①微生物菌体本身；②

5、菌体生长所必须的基本代谢产物；③菌体生长不必须的次级代谢产物；④由菌体合成的大分子化合物；⑤由菌体或酶系实现生物转化所得的产物等。4、发酵工程产品的类型有用于面包业的酵母及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白发酵两种类型。菌体包括酵母，细菌，霉菌和真菌（包括食用菌）。包括微生物杀虫剂的发酵，如苏云金杆菌、蜡样芽胞杆菌和侧孢芽胞杆菌，其细菌中的伴孢晶体可毒杀鳞翅目和双翅目的害虫。①微生物菌体本身；4、发酵工程产品的类型②以微生物的酶为产品：酶类包括各个酶种、酶制剂和各种曲类（小曲、大曲、麸曲、麦曲）。微生物酶制剂有广泛的用途，多用于食品

6、和轻工业中。医药用的酶制剂也得到大力发展，如用于抗癌的天冬酰胺酶和用于医药工业的青霉素酰化酶等，都得到了开发和生产。③以微生物代谢产物为产品：4、发酵工程产品的类型初级代谢产物：即菌体在生长期的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等，是菌体生长繁殖所必须的。产生这些产物的菌体生长时期叫做对数生长期。次级代谢产物：指微生物产生的与本身的生长和生命活动并不是密切相关的产物，它们一般产生于微生物生长的稳定期，也即静止期；如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子和拮抗性物质等。而者并非独立的代谢途径，两者有密切的关系，初级代谢的

7、中间体或者产物往往是次级代谢的前提物或起始物。④利用微生物发酵转换或改造化合物结构：4、发酵工程产品的类型一是合成有用物，即将一种或几种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物；二是分解有害物，即分解有害化合物使其无害化。生物转化也化学反应相比具有许多优点，如特异性强，反应条件温和、转化效率高、对环境无污染等。在维生素C的生产中，由我国科学家首创的“二步发酵法”，先将山梨醇转化成L—山梨糖，再用两种菌株组合将L—山梨糖转化成2-酮基-L-古龙酸。第二节工业上常用的微生物1、细菌2、放线菌3、酵母菌4、霉菌5、病毒微生物资源丰富，广布

8、于土壤、水和空气等自然界中，其中土壤中最多。现在微生物工业用菌有的是野生型，有的是通过诱变得到的突变体。第二节工业上常用的微生物1、细菌①枯草芽孢杆菌产生大量的淀粉酶和蛋白酶饲料添加1、细菌②大肠杆菌大肠杆菌用于制取天冬氨酸、苏氨酸、