人教版高中生物选修发酵工程课件.ppt

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2.通过发酵工程能生产基因药品。 例如:将合成的人的胰岛素基因转移 到大肠杆菌细胞内构建成“工程菌”, 再通过培养“工程菌”即可获得人的 胰岛素。
(2)食品工业:①传统发酵产品 ②生产各种食品添加剂
③解决粮食短缺问题 (如单细胞蛋白的生产)
通过发酵可获得大量的微生物菌体——单细胞蛋白。 20世纪80年代中期全世界的单细胞蛋白年产量已达 2.0x107t,广泛用于食品加工和饲料中。 单细胞蛋白食品优点:高蛋白,低脂肪
发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种,整个发酵过程中不能 菌种选育:一般有诱 混入杂菌。这是为什么呢? 变育种,基因工程和 在发酵过程中如混入其他微生物,将与菌种形成竞争关系, 细胞工程等 扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢? 对发酵过程造成不良影响。 扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖, 例如:如果在谷氨酸发酵过程中混入放线菌,则放线菌分泌 而发酵过程中的培养是为了获得代谢产物,目的 培养基配制 的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生 不同采用的培养条件就有可能不同。 产过程中污染了杂菌,这些杂菌则会分泌青霉素酶,将合成的 例如:在酒精发酵过程中,扩大培养是为了促 青霉素分解掉。 灭菌:包括设备灭菌和培养 使酵母菌快速增殖,因此是在有氧条件下进行。 基灭菌 而在发酵产生酒精的过程中则必须在无氧条件下
思考
哪些因素会影响发酵过程中的温度?
温度升高: 微生物分解有机物释放的能量, 一部分用于合成ATP,另一部分散发到培养基中 时,会引起发酵温度升高;机械搅拌也会产生一 部分热量引起温度升高。 温度降低:发酵罐壁散热,水分蒸发会带走部 分热量,使发酵温度降低。
发酵工程的应用
(1)医药工业: 1.发酵工程能生产人们所需的药品。 例如:通过青霉发酵能生产青霉素。
常见的几类食品添加剂
阿根廷的国花智利国花----百合花
进行以获得大量的酒精。
扩大培养和接种
发酵过程:随时了解发酵进程,及 时添加必需的培养基组分,严格控 制温度、pH、溶氧、通气量与转速 等发酵条件。 分离提纯 菌体:用过滤、沉淀方法 代谢产物:用蒸馏、萃取、离子 交换等方法
影响发酵过程的因素
(1)温度 温度能影响酶的活性,也能影响生物合成的途径。温度 还会影响发酵液的物理性质,以及菌种对营养物质的分解吸收 等。 (2)pH pH能够影响酶的活性,以及细胞膜的带电荷状况。还会影 响培养基中营养物质的分解等 (3)溶解氧 在发酵过程中菌种只能利用溶解氧。因此,必须向发 酵液中连续补充大量的氧,并要不断地进行搅拌,以提高氧在 发酵液中的溶解度。 (4)泡沫 发酵过程中,通气、搅拌、微生物的代谢过程及培养基 中某些成分的分解等,都有可能产生泡沫。过多的持久性泡沫 对发酵是不利的。 (5)营养物质的浓度 发酵液中各种营养物质的浓度,特别是碳氮 比、无机盐和维生素的浓度,会直接影响菌体的生长和代谢产 物的积累。
(1)液体培养基能使营养物质在发酵过程中得到充 分的利用,还能为菌体提供更大的生存空间。同时, 也有利于生产过程中培养条件的控制以及产物的提 取。 (2)采用天然物质作营养物质既能满足菌体的营 养需求,又能降低生产成本,还能减少对环境的污 染。
发酵罐的结构
发酵工程概念
发酵工程是指采用现代工程技术手段,利 用微生物的某些特定功能,为人类生产有用 的产品,或直接把微生物应用于工业生产过 程的一种新技术。 发酵工程的内容包括菌种的选育、培养 基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过 程和产品的分离提纯等方面。
(1)菌种:谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌等
(2)培养基:液体培养基(原料:豆饼或马铃 薯等的水解液、玉米浆、尿素、磷 酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物 素等) 发酵罐连续培养 (3)发酵过程 控制条件:温度、PH、溶氧 量、搅拌 (4)提取:用Na2CO3中和后,过滤、分离
思考:在工业生产过程中常采用这种天然成分作为营养物 质的液体培养基,这在发酵生产中有什么好处呢?
发酵工程 简介
像牛顿开辟出经典力学一样,巴斯德 开辟了微生物领域,他也是一位科学 巨人
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
巴斯德· 路易斯 (LouisPasteur),法国微 生物学家、化学家,近代微 生物学的奠基人
巴斯德· 路易斯
曲颈瓶实验 巴氏消毒法 酒精发酵,醋酸发酵的机理 减毒疫苗
应用发酵工程的生产实例 谷氨酸发酵
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