项目二补充发酵工程入门知识.pptVIP

随着世界人口的不断增加，人民生活的逐步提高可耕地的日益减少，动、植物蛋白的来源受到了限制，高质量蛋白质的不足已经成为一个十分突出的问题。 微生物菌体中，蛋白质含量占45—55％(干物质)、所以用发酵工业生产单细胞蛋白是食品和饲料蛋白质的重要来源。 * * 另外，藻类蛋白饲料也不可忽视，如前西德培养的珊列藻，每年每公顷所得蛋白比小麦多20一35倍。 Cncnc-micro * 一个 20 米直径的水池年产 4 吨藻类，加工后可得相当于3000 升柴油的燃料。 一英亩三角大戟可生产相当于 50 吨石油的燃料。 图为生长在淡水和海水中的一种硅藻 细菌浸矿，即利用细菌的直接和间接作用对矿物或矿石中有用的金属浸出回收的过程。 细菌浸出的金属也涉及到Cu、U、Co、Ni、Mn、Zn、Pb等10余种，但大规模生产的只有铜和铀(批量)。 目前，美、英、日、俄、澳、加加拿大等许多国家都在积极开展此项研究和生产。 美国用这种办法得到的铜占铜产量的10％以上，加拿大用细菌浸出的铀(U308)年产量达230吨。据世界20个矿山资料表明，每年用细菌浸出约铜达20万吨。 * 抗病、杀虫抗生素 单细胞蛋白 食用和药用真菌 生物农药 生物肥料 * 什么是有机食品 * 微生物在对生物物质的排泄物及尸体的分解起着重要的作用。 嫌气发酵法：指在嫌气情况下利用分解碳水化合物、蛋白质和脂肪的微生物，将有机废弃物分解为可溶性物质，进而通过产酸菌和甲烷细菌的作用再分解为甲烷和CO2。 好气发酵（活性污泥）法：指在曝气情况下，用某些能降解有机物质的产菌胶的细菌和某些原虫的混合物(活性污泥)对工业或生活污水进行处理。 * 在化学工业和环境保护等方面，微生物工程也同样能发挥独持的作用，如：与化学法相结合，选育相应的优良菌种，以乙烯和丙烯腈为原料，分别生产环氧乙烷、乙二醇等，利用微生物来处理工业废水或含毒废液，乃至构建超级细菌，处理大面积的海面石油污染等。 * * 喷洒工程菌清除石油污染 * 微生物与环保 微生物处理腈纶废水的塔式滤池 * 基因工程中酶、DNA探针等 医药中诊断用酶 * * ? 发酵工程是渗透有工程学的微生物学。 是利用微生物的特定性状，通过现代化工程技术产生有用物质或直接应用于工业化生产、以把粮食、能源、化学制品、环境控制等全球性课题联系起来的一种技术体系。 是将传统发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。 * 发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌。 利用微生物的特点： (1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。 (2)有极强的消化能力。 (3)有极强的繁殖能力。 * 从广义上讲，由三部分组成： 上游工程、发酵工程、下游工程 * * FERMENTATION Process Control Fermentation engineering 上游工程 UPSTREAM PROCESSES 下游工程 DOWNSTREAM PROCESSES 原始材料：包括菌种，培养基的糖类，氮源及某些微量元素； 上游过程： (1)对菌种加以改造，提高生产能力或者导入外源基因等以获得工程菌； (2)发酵或生物转化，是通过优化发酵条件如温度、营养、供气量等。利用工程菌的生物合成，加工和修饰等以获得目的产物； 下游过程：是运用生物化学、物理学方法分离、纯化产品，最终将产品推向市场并获得社会或经济效益。 * * 发酵工程 Continuous centrifuges 主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术 (1) 有严格的无菌生长环境： 包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术； 在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术； (2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速 度的计算机控制技术； (3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。 * (4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验 室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。 (5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。 * 一、定义 是指利用生物的生命活动产生的酶，无机或有机原料进行酶加工，获得产品的工业。 * 天然发酵阶段 纯培养技术的建立：巴斯德，科赫等。人为地控制微生物的发酵进程。 微生物的发酵开始