首先发明了固体培养基ppt课件.ppt

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1、第八章发酵工程FERMENTATIONENGINEERING8.1发酵工程概况8.3发酵操作方式8.2微生物发酵过程8.4下游加工过程8.1发酵工程概况发酵（fermentation)一词最初来自拉丁语“fervere”，是指酵母作用于果汁或发芽谷物时产生CO2的现象。发酵工程：利用微生物(包括重组微生物)以及动植物细胞在适当条件下的大规模培养来生产商业产品。（1）自然发酵阶段在西方有啤酒、葡萄酒、面包、干酪；在东方有酱油、清酒、醋等等。人们不知道微生物与发酵的关系，很难人为控制发酵过程，生产只能凭经验，口传心授。8

2、.1.1发展简史（2）纯培养技术的建立L.Pasteur荷兰，A.V.Leeuwenhoek,1632-1732,首先观察到微生物Koch, Robert (1843-1910)法国，巴斯德，发酵原理;科赫等，首先发明了固体培养基，得到细菌的纯培养物，由此建立了单种微生物的分离和纯种培养技术。科赫的世界第一发明了细菌照相法；发现了炭疽热的病原细菌——炭疽杆菌，并提出著名的病原物诊断的科赫法则；证明了一种特定的微生物引起一种特定疾病的原因；分离出伤寒杆菌；发明了蒸汽杀菌法；分离出结核病细菌；发明了预防炭疽病

3、的接种方法；发现了霍乱弧菌；提出了霍乱预防法；发现了鼠蚤传播鼠疫的秘密；RobertKoch（1843—1910）科赫法则(1884)1.病原微生物总在患传染病的动物发现，而不存在健康的个体中；2.这一微生物可以离开动物体并被培养为纯种培养物；3.这种纯种培养物接种到敏感的动物后，应当出现特有的病症；4.该微生物可以从患病的实验动物中重新分离出来，并可在实验中再次培养，此后它仍然应该同原始病原菌微生物相同。（3）深层通风培养技术（30-50年代）1929年，英国A.Fleming发现青霉素，40年代得到进一步

4、研究和开发，开拓了抗生素发酵工业，建立了以通气搅拌技术为基础的深层培养法现代发酵工程发端于20世纪40年代的抗生素工业，它为现代发酵工程的发展奠定了基础人为控制发酵过程的时期（4）代谢控制发酵技术（1956-1970）1956年日本木下祝郎发明谷氨酸发酵技术，开始了代谢控制发酵技术。60年代，许多国家开发了微生物菌体作为饲料蛋白（单细胞蛋白），使发酵工业取得了许多进展。开拓发酵原料时期（5）与基因工程的结合（1970-至今）基因重组，创造新物种固定化细胞/固定化酶动植物组织培养8.1.2发酵产品的类型1.菌体：酵

5、母、单细胞蛋白、药用真菌、杀虫剂等；2.酶制剂：淀粉酶、糖化酶、青霉素酰化酶等；3.微生物代谢产物：初级代谢产物、次级代谢产物；4.微生物的转化：微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成更有经济价值的产物。5.生物工程细胞：利用现代生物技术所获得的细胞进行培养的新型发酵（1）以菌体为产品的发酵酵母、藻类、担子菌类、冬虫夏草、茯苓、杀虫剂等单细胞蛋白(微生物蛋白、菌体蛋白)指微型藻类、酵母、非病性细菌、真菌、担子菌等单细胞生物体内所含的蛋白质（2）以微生物的酶为产品生产菌大多是酵母、细菌和霉菌等。目

6、前工业应用的酶大多来自微生物发酵微生物生长繁殖快，周期短，产量高培养方法简单，原料源广价廉，经济效益高微生物菌株种类繁多，酶的品种齐全微生物有较强的适应性和应变能力，可通过适应、诱导、诱变及基因工程等方法培育出新的产酶量高的菌种（3）以微生物的代谢产物为产品初级/中间代谢产物：微生物生长的对数生长期，产生菌很多次级代谢产物微生物生长的稳定期产生菌主要为：丝状放线菌（链霉菌）、丝状真菌和产孢子的细菌酶抑制剂、抗生素、生长促进剂初级代谢产物和次级代谢产物在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、糖类等

7、，是菌体生长繁殖所必需的，这些产物叫做初级代谢产物。在菌体生长稳定期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、植物生长因子等，这些产物与菌体的生长繁殖无明显关系，叫做次级代谢产物。（4）生物转化发酵利用微生物细胞的一种或多种酶，作用于一些化合物的特定部位(基团)，使它转变成结构相似但具有更大经济价值的化合物的生化反应过程最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。（5）生物工程细胞的发酵指将基因工程菌或细胞融合的杂交细胞以及动植物细胞或固定化细胞等进行培养的新型发酵。细胞融合→杂交细胞DN

8、A重组→基因工程菌细胞培养→动植物细胞或固定化活细胞8.1.3发酵技术的特点1.多个反应过程可在发酵过程中一次完成；2.反应通常在常温常压下进行，条件温和，能耗少，设备很简单；3.原料来源广泛，可再生；4.可特异性地进行复杂的化学反应；5.要求无菌操作。8.1.4发酵工程的应用1.医药工业：抗生素、维生素、胰岛素、乙肝疫苗、干扰素等；2.食品工