发酵工程知识讲座(PPT65页).ppt

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1、发酵工程发酵与我们的生活发酵与我们的生活维生素氨基酸干扰素疫苗青霉素发酵与我们的生活生物菌肥生物杀虫剂主要内容发酵工程概论一、发酵及发酵工程的概念二、发酵工程的发展简史发酵工程特点及其类型一、发酵的特点二、发酵的生产类型发酵方法的分类及流程发酵过程工艺控制一、提供优良的菌种二、掌握好移种时机和接种量主讲内容三、发酵过程中的代谢变化及控制四、基质浓度变化及控制五、温度对发酵的影响及控制六、溶解氧对发酵的影响及控制七、pH对发酵的影响及其控制八、CO2对发酵的影响及其控制九、泡沫对发酵的影响及其控制十、发酵终点的判断及异常发酵情况的处理发

2、酵工程概论早期的发酵概念微生物在无氧条件下的代谢过程。英文的发酵，fermentation一词来源于拉丁语的“发泡”，fervere。发酵概念的发展利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或代谢产物的过程统称为发酵。一、发酵及发酵工程的概念发酵工程概论发酵工程概念：是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。从广义上讲，由上游工程、中游过程（发酵工程）、下游过程三部分组成。发酵工程概论上游工程下游工程优良菌株的选育保

3、藏、发酵条件的确定（pH、温度、溶氧和营养）等产品分离纯化（固液分离、细胞破壁、蛋白质纯化）、喷雾干燥、产品检验、包装处理等强调过程优化与控制发酵过程发酵工程概论发酵工程传统发酵工程现代发酵工程利用微生物的生长和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论与工程技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术集成。是将DNA重组及细胞融合技术、酶工程技术、组学及代谢网络调控技术、过程工程优化与放大技术等新技术与传统发酵工程融合，大大提高传统发酵技术水平，拓展传统发酵应用领域和产品范围的一种现

4、代工业生物技术体系（新一代工业生物技术）。强调现代生物技术、控制技术和装备技术在传统与现代发酵工业领域的集成应用。发酵工程概论抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、生物农药、生物肥料等基因工程药物、细胞工程药物、疫苗；替代石油工业的大宗量的生物基化学品等，以及传统发酵工业升级。传统生物发酵现代生物发酵1900以前天然发酵阶段1900—1940纯培养技术的建立（巴斯德等，人为控制）1940—1950通气搅拌纯培养发酵技术的建立（青霉素液体深层培养）1950—1960诱变技术与代谢控制发酵技术的建立（赖氨酸发酵

5、生产）1960—1970开拓发酵原料时期（石油发酵时期）1970年以后进入基因工程菌发酵时期，以及细胞大规模培养技术的全面发展。近年来，以现代生物技术和过程工程技术为基础的现代发酵工业突飞猛进。二、发酵工程的发展简史发酵工程特点及其类型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。一、发酵的特点二、发酵生产类型1、以微生物细胞为产物的发酵2、以微生物代谢产物为产品的发酵3、以微生物酶为产品的发酵4、生物转

6、化或修饰化合物的发酵5、微生物废水处理和其他1、生产微生物细胞物质定义：是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的的产品的发酵工业（酵母、藻类、单细胞蛋白、药用真菌、生物杀虫剂等）。特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳定期产量最高。2、微生物代谢产物发酵包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级代谢产物。对数生长期形成的产物是细胞自身生长所必需的，称为初级代谢产物或中间代谢产物，如氨基酸、核酸、蛋白质等各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢或停止生长时期即稳定期所产生的，来自于中间代谢产物和初

7、级代谢产物，如抗生素。从初生代谢到次生代谢3、微生物酶发酵产酶的特点：产酶的微生物种类多，易于工业化生产，便于改善工艺提高产量。分类：胞内酶和胞外酶生物合成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。4、微生物的转化发酵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。如维生素C。5、微生物特殊机能的利用利用微生物消除环境污染利用微生物发酵保持生态平衡微生物湿法冶金利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。发酵方法的分类及流程一、分类：根据对氧的需要

8、区分：厌氧发酵、有氧发酵和兼性厌氧发酵根据培养基物理性状区分：液体和固体发酵根据从微生物生长特性区分：分批发酵、补料分批发酵和连续发酵根据培养方式区分：表面发酵和深层发酵二、典型分批发酵工艺流程图主发酵罐种子培养锅炉空气