生物工艺学1.ppt

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1、王端好博士孝感学院生命科学技术学院Wangduanhao,PhDCollegeofLifeScienceandTechnologyXiaoganUniversity发酵工程FermentationEngineering1绪论发酵工程（fermentationengineering）直接利用微生物的机能将物料加工以提供产品的过程，又称为微生物工程。在最适发酵条件下，大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。2发酵工业简介发酵食品有机酸氨基酸核酸类物质酶制剂医药工业（抗生素…）饲料工业（单细胞蛋白)环境工程（废

2、物处理）其它（冶金工业…）FermentationIndustryFermentedFoodsOrganicAcidsAminoAcidsNucleotidesEnzymesPharmaceutical(Antibiotics…)Feedstuff(eg.SCP)EnvironmentalApplication(WasteTreatment)Others(eg.Metallurgicalindustry)3为什么要利用微生物？抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代

3、谢特点有什么关系？1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死。2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将营养物质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖。3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些物质，包括氨基酸、核苷酸等。4为什么要利用微生物？微生物繁殖非常迅速微生物培养易于控制微生物本身也容易改造5FERMENTATIONProcessControlFermentationengineering上游工程UPSTREAMPROCESSES下游工程DOWNSTR

4、EAMPROCESSES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6UPSTREAMPROCESSES-genetics,cell…-inoculumdevelopmentmediaformulationsterilization-inoculationFERMENTATIONProcessControl上游工程Fermentationengineering7DOWNSTREAMPROCESSES-productextraction,purification&assay-wast

5、etreatmentbyproductrecoveryFERMENTATIONProcessControl下游工程Fermentationengineering8适宜的微生物保证或控制微生物进行代谢的各种条件进行微生物发酵的设备精制成产品的方法和设备获得发酵产品的条件9UseofMicroorganismsPositive（益处）BiomassProductionConversionNegative（危害）PathogensSpoilage10发酵的定义传统发酵生化和生理学意义的发酵工业上的发酵11传统

6、发酵最初发酵是用来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。Fermentation最初来自拉丁语“发泡”（fervere）1213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。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。14工业上的发酵泛指利用微生物生产某些产品的过程。包括：1.厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。2.通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。15一、发酵工业简史时间发酵阶段主要产品主要技术-1900天然

7、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1940-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重组纯培养:第一个转折点通气搅拌:第二个转折点代谢控制：第三个转折点基因工程菌：第四个转折点16HistoryofappliedmicrobiologyAncienttimesflavour(bread,soysauce)brewing(beer,wine)1861Loui

8、sPasteurfirstphaseindustrialbiotechnology1940penicillin(Fleming)antibioticindustryproductionoffinechemicals17原始发展阶段（发酵技术开始于家庭小制作，技术进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理。）传统发酵工业阶段（人们开始了解发酵现象的本质，采用开放式的发酵方式，生产过程及设备较为简单，规模一般不大。）现代发酵工业阶段（技术要求