发酵工艺学第一章绪论.pptx

;;;主要讲述内容;第一节 概述;生物化学或生理学上的发酵（狭义）： 指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式。 如 葡萄糖 酒精＋能量; 丙酮酸 乳酸＋能量。; 工业上所称的发酵（广义）： 借助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本身，或其直接代谢产物或次级代谢产物的过程。 包括： 厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等， 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。 产品既有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。;2.发酵工程（Fermentation Engineering）;3.发酵工业（Fermentation Industry）;发酵生产的条件;二、发酵工程的特点 ;3.反应专一：发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，因此多个反应就象一个反应一样，因而可以得到较为单一的代谢产物，可在单一设备（发酵罐）中进行。 4.易受污染：由于发酵培养基营养丰富，各种来源的微生物都很容易生长，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。;5.代谢多样：由于各种各样生物体代谢方式、代谢过程的多样化，以及生物体化学反应的高度选择性，能够专一性地和高度选择性地对复杂的化合物进行特定部位的氧化、还原等反应；也能容易地产生比较复杂的高分子化合物（如酶等）。 6.菌种选育：菌种是进行发酵的根本因素，高产的优良菌株即可使生产设备得到充分利用，也是创造显著经济效益的关键，还可以获得按常规方法难以生产的产品。因此，自始至终都要进行菌种的选育和优化工作。 7.投资少，见效快，效益高：可以取得显著的经济效益。;三、发酵的类型 ;3.按发酵产物区分 ;4.按发酵工艺流程区分 ;四、发酵工程的组成部分;四部分组成 1.菌种选育及扩大培养 2.原料预处理及培养基的制备 3.发酵设备及反应条件的选择 4.产品的分离与纯化（提取和精制）;Fermentation engineering;上游工程;;五.发酵工业范围（研究对象）;8. 核苷酸类物质发酵工业(肌苷酸、肌苷等) 9. 维生素发酵工业(维生素C、维生素B等) 10.生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等) 11.微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白等) 12.微生物环境净化工业(利用微生物处理废水、污水等) 13.生物能工业(沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等，能源物质) 14.微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等); 按产品类型分;六、发酵工业特征;2、微生物菌种的选育及扩大培养 菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种 扩大培养：“量”;第二节 发酵产品的类型;一、菌体;二、微生物的酶;三、微生物代谢产物 ;初级代谢产物和次级代谢产物的异同;四、生物转化;?甾体化合物（类固醇）： 含环戊烷多氢菲核的化合物。 ? 甾族激素：分肾上腺皮质激素和性激素；重要的生理调节作用，在临床上广泛用于治疗过敏性皮炎、类风湿性关节炎、红斑狼疮、支气管哮喘等。 ? 化学转化：步骤繁多、得率低、价格昂贵（Savett, 576kg脱氧胆酸，30多步反应，两年→938mg醋酸可的松） ? 生物转化：高效、收率高 （1952年，Munrry等，黑根霉，仅1步就将孕酮11位上导入一个羟基，使从孕酮合成皮质酮只需3步，这样才使可的松问世）;利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡，如生物固氮肥料，生物杀虫剂等。 微生物湿法冶金，如细菌浸矿，即利用细菌对矿物或矿石中有用的金属浸出回收的过程。细菌浸出的金属有Cu、U、Co、Ni、Mn、Zn、Pb等10余种，但大规模生产的只有铜和铀。 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。;微生物分解生物体的排泄物及尸体 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。 ;喷洒工程菌清除石油污染;微生物与环保;第三节 发酵工程的地位;地位;生物工程（广义）：运用生物科学知识和工程学原理，开发利用生物材料为人类提供产品和社会服务的工程技术。 （狭义）：以基因工程为核心的现代生物技术的总称。 任务：研发最合适的工艺路线和设备，实现工业化生产。;第四节 发酵工业的发展史;（1）第一个阶段（1900年以前）;（2）第二个阶段（1900年~1940年）;1676年列文虎克（Leewenhoch） 1856—1857年Pa