发酵工艺 项目1-11教材配套课件完整版电子教案.pptx

发酵工艺 项目1-11 786页完整版课件 内容可修改PPT 项目一 认识发酵 发酵工艺 生物工程简介 基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种的工程。 细胞工程：微观水平的嫁接技术 酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画的工程。 发酵工程：把微生物或细胞造就成无数微型工厂，将神话变为现实的桥梁。 蛋白质工程： 巧夺天工的技术。 生物工程 基因工程 酶工程 细胞工程 发酵工程 产物 产品 产品 生化工程 发酵工艺 项目一 认识发酵 发酵工业范围 发酵定义 狭义发酵 广义发酵 现代发酵 微生物在厌氧条件下，分解各种有机物，并产生能量的过程 利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来生产目标产物的过程。 在合适的条件下，利用生物细胞内特定的代谢途径转变外界底物，生成人类所需要的目标代谢产物或菌体的过程 基本概念 发酵本质 19世纪之前（“自然发生学说”）：生命有机体可以从一些没有生命的东西中产生 19世纪中期（发酵的生命理论）：发酵是通过微生物的代谢活动而进行的化学变化 1897年（发酵的酶催化理论）：发酵过程是微生物产生的酶催化所发生的一系列生化反应 自然发酵阶段（1900年以前） 纯培养阶段（1905-1940） 酒、酒精、醋、酵母、干酪、酸乳、酱油、泡菜等 巴斯德：酒精发酵、活的酵母。揭露发酵真相 巴斯德和科赫建立了微生物分离纯化和纯培养技术 通气搅拌阶段（1940至今） 弗莱明：青霉素，通气搅拌发酵罐 机械搅拌通气技术：抗生素、有机酸、酶、维生素等 代谢控制和原料转变(1957至今) 1956:日本,谷氨酸的发酵法生产 氨基酸、肌苷酸（AMP）、干扰素等新型药物 基因工程应用阶段(1979至今) 微生物细胞表达各种异源基因产物 胰岛素和干扰素的生产 发酵工程简史 发酵工艺过程 ①原料预处理及及发酵生产所需各种培养基的制备； ②发酵设备和培养基的灭菌； ③微生物菌种扩大培养； ④无菌空气的制备； ⑤发酵调控管理； ⑥发酵产品的分离和纯化； ⑦发酵废弃物处理和资源化利用。 发酵工艺概要 空气 空气净化处理 保藏菌种 斜面活化 扩大培养 种子罐 主发酵 碳源、氮源、无机盐等营养物质 灭菌 产物分离纯化 成品 发酵工艺中的关键技术 发酵工艺中的关键技术主要包括： 菌种选育 纯培养（灭菌） 发酵过程优化 发酵过程自动监测和控制 发酵过程放大 分离纯化等技术。 工业发酵的类型 发酵工艺中的关键技术主要包括： 纯菌/混菌 好氧/厌氧/兼性厌氧 固态/半固态/液态 分批/补料分批/连续 研究/中试/生产 菌种筛选 摇瓶试验 发酵罐中试 由实验室研究到产业化的过程 发酵生产 发酵主体设备 发酵产品类型 1、微生物菌体 微生态制剂、活性干酵母、食用和药用酵母、单细胞蛋白、其他菌体产品。 2、以微生物酶为产品 目前工业化生产的酶主要是各种水解酶类，如淀粉水解酶、蛋白水解酶、乳糖酶、青霉素酰化酶等 初级代谢产物 次级代谢产物 菌体生长进入稳定期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，这些产物与菌体生长繁殖无明显关系 抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子 氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、糖类 在菌体对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的 3、以微生物的代谢产物为产品 4、通过生物转化得到产品 生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似，但在经济上更有价值的化合物。转化反应是催化脱氢、氧化、羟化、缩合、脱羧、氨化、脱氨化或同分异构作用。如将甾体化合物的11位进行氧化转化为可的松等 。 微生物转化发酵生产可的松 发酵工业的特点 原料廉价而广泛 以微生物为主体 反应条件温和 生产的非限制性 产物单一，产品多样 发酵工业范围 ①酿酒工业； ②食品酿造工业； ③有机酸发酵工业； ④淀粉糖工业； ⑤酶制剂发酵工业； ⑥氨基酸发酵工业； ⑦维生素发酵工业； ⑧核苷酸类发酵工业； ⑨微生物菌体蛋白发酵工业； ⑩特种功能性发酵制品工业（低聚糖、真菌多糖、活性肽、红曲色素、辅酶Q10、功能性不饱和脂肪酸等）； ⑪食品添加剂发酵工业（黄原胶、海藻糖、食用色素、乳酸链球菌素等）。 发酵工业的未来与展望 利用遗传工程等先进技术，人工选育和改良菌种 采用发酵技术进行高等动动植物细胞培养 固定化技术广泛应用 开发和采用大型节能高效的发酵装置，自动控制将成为发酵生产控制的主要手段 应用代谢控制技术，发酵生产氨基酸 将生物技术理广泛地用于环境工程 主要参考书 《发酵工艺原理》中国医药科技出版社 《新编生物工艺学》 华东化工大学出版社 《生物化学工程》上海科学技术出版社 《微生物工程工艺原理》华南理工大学出版社 《现代生物技术概论