《生物技术概论》发酵工程精要

第三章第三章发酵工程发酵工程第一节第一节发酵工程概述发酵工程概述??一、发酵工程的概念一、发酵工程的概念??发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技术产业化的重要环节术产业化的重要环节??它将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原它将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机地结合起来,是一门利用微生物的生长和理有机地结合起来,是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。由于代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。由于它以培养微生物为主,所以又称微生物工程。它以培养微生物为主,所以又称微生物工程。??人们把利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活人们把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统称为动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。发酵。第一节第一节发酵工程概述发酵工程概述??一、发酵工程的概念一、发酵工程的概念??现代的发酵工程不仅包括包括菌体生产和代谢现代的发酵工程不仅包括包括菌体生产和代谢产物的发酵生产,还包括微生物机能的利用。产物的发酵生产,还包括微生物机能的利用。其主要内容包括生产菌种的选育,发酵条件的其主要内容包括生产菌种的选育,发酵条件的优化与控制,反应器的设计及产物的分离、提优化与控制,反应器的设计及产物的分离、提取与精制等。取与精制等。第一节第一节发酵工程概述发酵工程概述??二、发酵类型二、发酵类型??(一)微生物菌体发酵(一)微生物菌体发酵??是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。??传统的菌体发酵工业:有用于面包制作的酵母传统的菌体发酵工业:有用于面包制作的酵母发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白(单细胞蛋白)发酵两种类型。新的菌体发酵(单细胞蛋白)发酵两种类型。新的菌体发酵可用来生产一些药用真菌药用真菌可以通过发可用来生产一些药用真菌药用真菌可以通过发酵培养的手段来生产出与天然产品具有同等疗酵培养的手段来生产出与天然产品具有同等疗效的产物效的产物。。有的微生物菌体还可用作生物防治有的微生物菌体还可用作生物防治剂剂第一节第一节发酵工程概述发酵工程概述??(二)微生物酶发酵(二)微生物酶发酵??(三)微生物代谢产物发酵(三)微生物代谢产物发酵??(四)微生物的转化发酵(四)微生物的转化发酵??微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶, 微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶, 把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。可进行的转化反应包括:脱氢反应、的产物。可进行的转化反应包括:脱氢反应、氧化反应、脱水反应、缩合反应、脱梭反应、氧化反应、脱水反应、缩合反应、脱梭反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等。氨化反应、脱氨反应和异构化反应等。第一节第一节发酵工程概述发酵工程概述??(五)生物工程细胞的发酵(五)生物工程细胞的发酵??是指利用生物工程技术所获得的细胞,如是指利用生物工程技术所获得的细胞,如 DNA DNA 重组的重组的““工程菌工程菌””及细胞融合所得的及细胞融合所得的““杂交杂交””细胞等细胞等进行培养的新型发酵,其产物多种多样。进行培养的新型发酵,其产物多种多样。第一节第一节发酵工程概述发酵工程概述??三、发酵技术的特点及应用三、发酵技术的特点及应用??①①发酵过程以生物体的自动调节方式进行,数发酵过程以生物体的自动调节方式进行,数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成。十个反应过程能够在发酵设备中一次完成。②②反应通常在常温常压下进行,条件温和,能耗反应通常在常温常压下进行,条件温和,能耗少,设备较简单。少,设备较简单。③③原料通常以糖蜜、淀粉等原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主,可以是农副产品、工业废水碳水化合物为主,可以是农副产品、工业废水或可再生资源(植物秸杆、木屑等),微生物或可再生资源(植物秸杆、木屑等),微生物本身能有选择地摄取所需物质。本身能有选择地摄取所需物质。④④容易生产复容易生产复杂的高分子化合物,能高度选择地在复杂化合杂的高分子化合物,能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引人或物的特定部位进行氧化、还原、官能团引人或去除等反应。去除等反应。⑤⑤发酵过程中需要防止杂菌污染, 发酵过程中需要防止杂菌污染, 设备需要进行严格的冲洗、灭菌;空气需要过设备需要进行严格的冲洗、灭菌;空气需要过滤等。滤等。??应用: 应用: ①①医药工业。用于生产抗生素、维生素医药工业。用于生产抗生素、维生素等常用药物和人胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、等常用药物和人胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、透明质酸等新药。透明质酸等新药。②②食品工业。用于微生物蛋食品工业

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