微生物发酵及其应用ppt课件.ppt

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1、微生物发酵及其应用微生物原核生物界原生生物界真菌界病毒界(细菌、放线菌、蓝藻)(酵母菌霉菌大型真菌)(草履虫变形虫衣藻)(噬菌体、艾滋病毒)种类:特点：结构都相当简单,个体多数十分微小.通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构.微生物的类群病毒的形态细菌的种类球菌杆菌螺旋菌细菌气生菌丝孢子丝孢子基内菌丝培养基放线菌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

2、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。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什么是发酵？利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。什么是发酵工程？采用现代化工程技术手段，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。发酵工业经历了哪几个阶段？原始发展阶段（发酵技术原始，顶多是家庭小制作，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

3、们才开始了解发酵现象的本质，采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大。）现代发酵工业阶段（生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、新设备的应用达到前所未有的程度。）生物技术产业阶段（利用构建的基因工程菌生产）发酵工程生产实例谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径葡萄糖中间产物a－酮戊二酸谷氨酸谷氨酸脱氢酶NH4＋抑制只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。发酵工程生产实例菌种的选择谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌

4、作为菌种呢?发酵工程生产实例培养基的选择成分酸碱度水无机盐氮源碳源生长因子豆饼水解液、玉米浆中的水磷酸二氢钾氧化钾硫酸镁尿素豆饼水解液、玉米浆生物素pH7-8发酵工程生产实例发酵罐示意图电动机pH检测及控制装置培养液无菌空气排气口冷却水出口冷却水进口搅拌器加料口放料口发酵工程的内容发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：菌种的选育培养基的配置灭菌扩大培养和接种发酵过程分离提纯1、菌种的选育选育的方法：从自然界中先分离出相应的菌种；利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种；利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。举例：可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结合，

5、形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛素的菌种。2、培养基的配置培养基配置的原则：根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。培养基的营养要协调，以利于产物的合成。培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。举例：发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以及乙醇、醋酸等石化产品代替粮食来配制培养基。3、灭菌灭菌的原因：在发酵过程中如混入其他微生物，将

6、与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。举例：如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。4、扩大培养和接种扩大培养：扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体接种：有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？接种过程中要注意防止杂菌污染5、发酵过程发酵产物：发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。发酵进程在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必

7、需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物。发酵条件发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。6、分离提纯发酵产物不同，分离提纯的方法会有所不同，产物分离、提纯的一般方法是：代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法。菌体本身：过滤、沉淀。从自然界分离的菌种产品基因工程诱变育种诱变育种生产用菌种扩大培养原料微生物菌体代谢产物分离　提纯发酵罐发酵条件控制接种培养基配置灭菌发酵工程发酵工程发酵工程发酵工程啤酒制造工艺流程发酵工程啤酒制造工艺流程发酵类型根据是否需要氧气：厌氧发酵（静置发酵）和好氧发酵（通气发酵）；根据发酵培养基的性