发酵工程简介

发酵工程简介,微生物学的奠基人伟大的巴斯德,1857年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用,一、发酵工程的概念,指采用现代生物工程技术手段，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。,二、谷氨酸发酵的生产实例,谷氨酸棒状杆菌、 黄色短杆菌等在 一定的条件下能 够利用环境中的 营养物质来合成 谷氨酸。,（1）菌种的选育（2）培养基的配制（3）培养基和设备的灭菌（4）扩大培养和接种（5）发酵过程（6）产品的分离提纯,三.发酵工程内容,一.发酵工程的概念,二.谷氨酸发酵的生产实例,我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢？ 只有选择细胞膜通透较强的谷氨酸棒状杆菌做菌种,才有可能获得大量的 谷氨酸。,（1）菌种的选育,怎样才能得到优良的菌种呢？,如果生产的是微生物直接合成的产物,可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变(人工诱变)，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。,如果生产的是一般微生物不能合成的产品,可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品的目的。,（1）菌种的选育,选好菌种后用什么样的培养基去培养呢？ 从物理性质上看是液体培养基， 从化学成分上看是天然培养基。,（1）菌种的选育（2）培养基的配制,为什么要用液体培养基？,能满足菌体的营养需要；能降低生产成本；能减少对环境的污染。,能使营养物质在发酵过程中得到充分的利用；还能为菌体提供更大的生存空间；有利于生产过程中条件的控制和产物的提取。,为什么要用天然培养基？,（1）菌种的选育（2）培养基的配制,配制好培养液后，是否可以立即加入菌种？,方法：将培养液投放到发酵罐中，通入98kPa 的蒸汽进行灭菌,为什么要灭菌？,如何灭菌算彻底？,杀死所有杂菌的细胞体、芽孢和孢子,防止杂菌污染，对发酵过程造成不良影响；,不能，需要进行灭菌,（1）菌种的选育 （2）培养基的配制（3）培养基和设备的灭菌,是否可以将所选择的优良谷氨酸棒状杆菌 直接加入发酵罐中？ 大规模的发酵生产需要大量的菌种，先经 过多次扩大培养。这样可以缩短生产周期。 用于生产的菌种应选择处于对数期的谷氨 酸棒状杆菌。,（1）菌种的选育 （2）培养基的配制（3）培养基和设备的灭菌（4）扩大培养和接种,发酵过程中应该注意控制好哪些条件？ 需严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件培养过程中不断进行搅拌的目的是什么？ 搅拌有利溶氧，还能使培养液和菌种充分接触,提高原料的利用率,（1）菌种的选育 （2）培养基的配制（3）培养基和设备的灭菌（4）扩大培养和接种（5）发酵过程,1.菌体本身，如酵母菌和细菌等 采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中 分离出来。2.代谢产物 采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。,（1）菌种的选育 （2）培养基的配制（3）培养基和设备的灭菌（4）扩大培养和接种（5）发酵过程（6）产品的分离提纯,从自然分离的菌种,诱变育种 基因工程 细胞工程,生产用菌种,扩大培养,原料,培养基配制,接种,灭菌,发酵罐发酵条件控制,分离 提纯,微生物菌体,代谢产物,产品,四.发酵工程的应用,利用微生物工程生产药品 维生素、动物激素、药用氨基酸、 核苷酸、抗生素基因工程与发酵工程结合 人的生长激素、胰岛素、 生长激素释放抑制因子细胞工程与发酵工程结合某些单抗,三.发酵工程内容,一.发酵工程的概念,二.谷氨酸发酵的生产实例,1.在医药工业上的应用,生产传统的发酵产品 啤酒、醋等生产各种食品添加剂 色素、甜味剂、酸味剂、鲜味剂等帮助解决粮食问题 微生物菌体（单细胞蛋白）,四.发酵工程的应用,三.发酵工程内容,一.发酵工程的概念,二.谷氨酸发酵的生产实例,1.在医药工业上的应用,2.在食品工业上的应用,2、06 (广东卷)下列不需要利用发酵工程的是A.生产单细胞蛋白饲料 B通过生物技术培育可移植的皮肤C利用工程菌生产胰岛素 D工厂化生产青霉素,B,06（江苏卷）关于青霉素生产的叙述，正确的是 A青霉素是青霉菌生长代谢中重要的初级代谢产物 B用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可以选育高产菌种 C发酵罐接种后必须进行灭菌处理 D在青霉菌生长的稳定期，活菌数不再增加，青霉菌产量也不再增加,B,例题分析,例1温度对发酵过程的影响，不正确的是 A.温度过高，发酵周期缩短，产量降低B.温度不影响生物合成的途径C.温度能