发酵工程及其应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

第３节发酵工程及其应用第一章发酵工程

一、发酵工程微生物纯培养技术的建立密闭式发酵罐的设计成功人们对发酵原理的认识发酵工程形成发酵工程：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。

二、发酵工程的基本环节阅读图1-9，思考下列问题：1、发酵工程所需的菌种只能从自然界筛选吗？选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？2、扩大培养的目的是什么？一般选择哪种培养基？3、为什么要对培养基和发酵设备进行严格的灭菌？4、发酵工程的中心环节是什么？有哪些注意事项？5、怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？6、针对不同的产品分离、提纯产物的方法是什么？这与传统发酵技术相比有哪些改进之处？7、排出的气体和废弃培养液能直接排放到外界环境中吗？

选育菌种扩大培养灭菌配制培养基接种发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。二、发酵工程的基本环节①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖②生产所需代谢物的产量高③发酵条件容易控制④菌种不易变异、退化等1、发酵工程所需的菌种只能从自然界筛选吗？选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？

二、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养灭菌配制培养基接种发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品一般使用液体培养基增加菌种数量，缩短生产周期2、扩大培养的目的是什么？一般选择哪种培养基？

二、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养灭菌配制培养基接种发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品杂菌与菌种之间形成的种间竞争关系使产量下降杂菌产生的代谢物抑制菌种的生长使产量下降3、为什么要对培养基和发酵设备进行严格的灭菌？发酵工程所用的菌种大多数是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降实例：青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉

二、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养灭菌配制培养基接种发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品监控要点一监控要点二监控要点三发酵过程中随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程及时添加必需的营养物质组分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件，已获得所需的发酵产物4、发酵工程的中心环节是什么？有哪些注意事项？

二、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养灭菌配制培养基接种发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品5、怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？对温度、pH、溶氧量等条件严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必要的营养组分为什么要对发酵条件进行调控？环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成实例：谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺

二、发酵工程的基本环节选育菌种扩大培养灭菌配制培养基接种发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品发酵产物类型获得产品的方法微生物细胞代谢物过滤、沉淀等方法适当的提取、分离和纯化措施6、针对不同的产品分离、提纯产物的方法是什么？这与传统发酵技术相比有哪些改进之处？传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。

二、发酵工程的基本环节不能因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废气培养液进行二次清洁或灭菌处理。7、排出的气体和废弃培养液能直接排放到外界环境中吗？

培养物或营养物质的加入口观察孔取样管温度传感器及控制装置冷却水进入口阀门空气入口放料管生物传感器装置搅拌叶轮发酵液冷却夹层冷却水排出口pH计排气管电动机与同桌交流发酵罐示意图中各部分的作用抽取样本进行检测调节罐温调节罐压控制溶解氧含量不断搅拌的目的：①使菌种与发酵液混合均匀，提高原料利用率；②加快O2的溶解以及散热。二、发酵工程的基本环节

三、发酵工程的应用（一）特点：产物专一生产条件温和原料来源丰富且价格低廉废弃物对环境污染小且容易处理（二）运用：医药其他食品农牧

（一）食品工业生产传统的发酵产品酱油大豆中蛋白质小分子肽和氨基酸黑曲霉淋洗、调制谷物、水果酿酒酵母酒类酒精+CO2

（一）食品工业生产传统的发酵产品生产各种各样的食品添加剂②实例1——柠檬酸③实例2——味精淀粉淀粉酶黑曲霉葡萄糖柠