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发酵工程复习重点--第1页

微生物生物技术重点

第一章

1发酵的概念

传统概念：指酵母作用于果汁或发芽谷物，进行酒精发酵时产生CO2的现象。

生物学概念：发酵是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质开释能量的过程。（生化）

工业生物学家概念：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其代谢

产物的过程

现代概念：培养生物细胞（含动植物和微生物）来制取产物的所有过程

2生物工程（Microbialengineering）是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程

技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系；是将传统发酵与现代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。

发酵工程的发展简史

1、传统的发酵时期——天然发几千年

酒（古埃及龙山文化）啤酒、黄酒、酱油、泡菜等

特点

多数产品为嫌气性发酵

非纯种培养

单凭体会传授技术，使产品质量不稳固

（不了解微生物与发酵的关系）

2、近代发酵工程时期——纯培养技术

1665英国物理学家RobertHooke（罗伯特·胡克）细胞壁

1680荷兰列文·虎克(AntonievanLeeuwenhoek)活细胞人类认识到微生物的存在

特点

多数产品为嫌气性发酵

非纯种培养

单凭体会传授技术，使产品质量不稳固

（不了解微生物与发酵的关系）

由天然发酵阶段转向纯培养发酵（第一次转折

过程特点

产品的生产过程较为简单，对生产要求不高，规模不大

3、近代发酵工程时期——深层培养技术

显现于20世纪40年代，以抗生素的生产为标志青霉素的发觉与大量需求

表面培养法(surfaceculture)效价40U/mL，纯度20%，收率30%

二战期间，青霉素发酵生产成功

青霉素发酵生产的成功，给发酵工业带来两大功绩：

开拓了以青霉素为先锋的庞大抗生素发酵工业

建立深层培养法（submergedfermentation），把通气搅拌技术引入发酵工业。它使得需氧

菌的发酵生产从此走上了大规模工业化生产途径。通气搅拌液体深层发酵技术是现代发酵

工业最主要的生产方式

机械搅拌通气发酵技术的建立是第二次转折

4、近代发酵工程时期——代谢控制发酵技术

定义：以动态生物化学和微生物遗传学为基础，将微生物进行人工诱变，得到适合于生产

某种产品的突变株，再在人工控制的条件下培养，即能挑选性地大量生产人们所需要的物

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质。

1956日本人Kinoshita（木下祝郎）谷氨酸发酵

已用于氨基酸、核苷酸、有机酸以及一部分抗生素的发酵代谢控制发酵技术的建立是第三

次转折

5、近代发酵工程时期——连续化、自动化发酵技术

6、近代发酵工程时期——开拓发酵原料时期

7、现代发酵工程时期——现代分子生物学技术

定义：应用分子生物学和分子遗传学的方法，人为的将任意生物的特定又有用的遗传基因组

合到特定微生物的基因中去，在分子水平上选育新的物种，创造新的微生物，从而达到定

向改变自然界微生物所不能合成的产物。（基因工程阶段）

现代分子生物学技术的应用是第四次转折

初级代谢产