第一章 绪论02(发酵工艺学 夏焕章 第三版)
发酵工艺学期末复习资料
第一章绪论一、什么是发酵？1675年制成显微镜——微生物的存在。
1857年巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的，发酵(fermentation)最初来自拉丁语“发泡”（fervere)一词，它是指酵母作用于果汁或发芽谷物时产生CO2的现象。
1897年毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精——酶。
生物化学家的定义：发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
微生物学家的定义：发酵则是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程，二、什么是发酵工程？简述发酵工程的发展史。
利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需要的产品的过程称为发酵工程。
发酵工程的发展史：发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素→抗菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控制发酵）→基因工程菌第一个转折点：非食品工业；第二个转折点：青霉素→抗菌素发酵工业；第三个转折点：代谢调控，包括酶的活力调控,酶的合成调控,解除菌体自身的反馈调节, 突变株的应用,前体、终产物、副产物等；近代转折点：基因、动物、海洋。
1、发酵工程的早期阶段人们的对发酵技术的认识起始于19世纪末，主要来自于厌氧发酵，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳酸和各种发酵食品。
20世纪初期，1916年英国采用梭状芽孢杆菌生产丙酮丁醇，德国采用亚硫酸盐发酵法生产甘油──由食品工业向非食品工业发展。
好氧发酵技术：速酿法从乙醇生产醋酸，通气法大量繁殖酵母，用米曲霉的麸曲代替麦芽糖作糖化剂生产酒精，用微小毛霉生产干酪。
1933年发明了摇瓶培养法代替了传统的静置培养法。
生长均匀，增殖时间短。
2、发酵工程的重大转折点20世纪40年代初，第二次世界大战爆发，青霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产。
1928年由 Fleming发现青霉素；1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究表面培养：1升扁瓶或锥形瓶，内装200ml麦麸培养基─── 40u/ml；1943年沉浸培养：5m3 ─── 200u/ml；当前：100m3─200m3 ─── 5-7万u/ml。
发酵工艺学课程教学大纲
发酵工艺学课程教学大纲（适用于：制药工程专业）一、课程基本情况二、课程教学目的通过本课程的教学，要求学生系统掌握发酵的基本理论、基本知识和基本技能，建立较深刻的微生物学观点，形成科学的思维方式，同时要求学生能了解发酵行业主流产品的新工艺、新技术，突出实用性及先进性。
通过理论教学和实验实训相结合，可巩固学生课堂所学理论知识，从而提高学生分析问题、解决问题以及实际动手能力。
进而使学生比较全面了解我国发酵行业现状及发展前景，掌握必备的发酵基本技术，为从事发酵产品的生产、科研工作奠定坚实的基础。
三、教学方法与手段本门课程采用灵活多样的授课方式。
讲课；讨论；互动式教学；实验教学；作业；问答式和书面解答并用。
通过各种渠道随时了解学生对教学的意见和要求，不断改进教学方法和教学手段以提高教学质量。
四、课程的重点、难点重点：发酵代谢调控的基本原理与方法、发酵工程中的灭菌操作。
难点：发酵过程优化和工艺控制、发酵产物的常用提取分离方法、工业微生物的育种与种子制备、工业生产用培养基。
五、课程教学内容及教学环节安排课程教学环节学时分配表（五号宋体，加黑）第一章绪论【知识点提示】了解微生物发酵基本概念、现在、发展趋势，掌握微生物发酵特征。
【教学要求】了解：微生物发酵的基本概念、微生物发酵技术的发展历史、微生物发酵的产品种类、我国微生物发酵工业的现状和今后发展趋向。
理解：微生物发酵的特征与发酵方式。
掌握：微生物发酵的特征、微生物发酵方式。
【重、难点提示】重点：微生物工业发酵的基本过程及产物类型。
难点：微生物发酵方式。
第一节微生物发酵的基本概念一、微生物发酵的含义二、微生物工业发酵的基本过程及产物类型第二节微生物发酵技术的发展历史一、对发酵本质的认识过程二、微生物发酵技术发展的不同阶段第三节微生物发酵的产品种类第四节微生物发酵的特征与发酵方式一、微生物发酵的特征二、微生物发酵方式第五节我国微生物发酵工业的现状和今后发展趋向一、我国微生物发酵工业的现状二、我国微生物发酵工业的发展趋势第二章发酵代谢调控的基本原理与方法【知识点提示】理解和掌握微生物初级代谢产物调节机制、微生物发酵代谢控制的基本方法、微生物发酵动力学等。
1绪论-zy
第二节 有机酸工业的产业现状与发展趋 势
1,发酵有机酸工业的产业现状与发展趋势 , 目前主要产品 柠檬酸,乳酸,醋酸,小品种有衣康酸, 柠檬酸,乳酸,醋酸,小品种有衣康酸,苹 果酸,葡萄糖酸,曲酸,酒石酸,丙酮算, 果酸,葡萄糖酸,曲酸,酒石酸,丙酮算, 琥珀酸等.已有10多种有机酸采用微生物发 琥珀酸等.已有 多种有机酸采用微生物发 酵法工业化生产 . 我国有机酸的生产状况:200万吨 年,产值 我国有机酸的生产状况: 万吨/年 万吨 100亿元人民币 年 亿元人民币/年 亿元人民币
二,有机酸的来源及用途
1,用于食品行业:酸味剂.一水合柠檬酸主要用作清凉饮料,果汁, ,用于食品行业:酸味剂.一水合柠檬酸主要用作清凉饮料,果汁, 果酱, 果酱,水果糖和罐头等的酸性调味剂 ,也可用作食用油的抗氧化剂 . 无水柠檬酸大量用于固体饮料. 柠檬酸80 无水柠檬酸大量用于固体饮料. 柠檬酸 ℃具有良好杀灭细菌芽孢的 作用 . 2,用于化妆品:柠檬酸属于果酸的一种,主要作用是加快角质更新, ,用于化妆品:柠檬酸属于果酸的一种,主要作用是加快角质更新, 常用于乳液,乳霜,洗发精,美白用品,抗老化用品,青春痘用品等. 常用于乳液,乳霜,洗发精,美白用品,抗老化用品,青春痘用品等. 角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落,毛孔的收细, 角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落,毛孔的收细,黑头的溶解 等. 3,用于制药工业:医药清凉剂 ,用于制药工业:
40%乳酸用于香精香料行业,主要用于生产乳酸乙酯作为香 乳酸用于香精香料行业, 乳酸用于香精香料行业 料用于调制各种酒类. 料用于调制各种酒类. 啤酒行业用乳酸代替磷酸调pH值 提高啤酒档次. 啤酒行业用乳酸代替磷酸调 值,提高啤酒档次. 制药业:乳酸可直接配制成药,乳酸盐可作为消毒剂 乳酸盐可作为消毒剂. 制药业:乳酸可直接配制成药 乳酸盐可作为消毒剂.乳酸 具有亲水性,能溶解蛋白质 角质及许多难溶药物, 能溶解蛋白质, 具有亲水性 能溶解蛋白质,角质及许多难溶药物,且对病 变组织腐蚀作用相当敏感,能增加药物吸收量,防止副作用 防止副作用, 变组织腐蚀作用相当敏感,能增加药物吸收量 防止副作用, 可用于治疗喉头结核,白喉,狼疮等病. 可用于治疗喉头结核,白喉,狼疮等病.在收敛性杀菌方面 用作含漱剂,涂布剂,注入剂,洗净剂等. 用作含漱剂,涂布剂,注入剂,洗净剂等. 食品业:食品级乳酸可代替苯甲酸钠作为防霉,防腐, 食品业:食品级乳酸可代替苯甲酸钠作为防霉,防腐,抗氧 化剂和果蔬保鲜剂等.乳酸作为酸味剂, 化剂和果蔬保鲜剂等.乳酸作为酸味剂,既能使食品具有微 酸性,又不掩盖水果和蔬菜的天然风味与芳香, 酸性,又不掩盖水果和蔬菜的天然风味与芳香,常和糖类及 甜味剂并用改善食品风味,抑制微生物,护色,改善粘度, 甜味剂并用改善食品风味,抑制微生物,护色,改善粘度, 使氧化剂增效和起螯合作用. 使氧化剂增效和起螯合作用. 日化行业:乳酸在配制清洁霜,嫩肤霜,浴液时, 日化行业:乳酸在配制清洁霜,嫩肤霜,浴液时,可用于调 并对改善皮肤组织结构,消除皱纹,色斑, 节pH 值,并对改善皮肤组织结构,消除皱纹,色斑,治疗 皮肤干燥,痤疮等具有明显效果. 皮肤干燥,痤疮等具有明显效果.
第一章 绪论02(发酵工艺学 夏焕章 第三版)
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一、发展简史
现代发酵工业阶段
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程
技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产 品层出不穷。 20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透， 微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机
7
技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更
和控制。
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二、重要发酵技术的建立
发酵放大技术
20世纪60年代，发酵罐的大型化、多样化、连续化和自动化 方面有了极大发展。发酵过程的基本参数包括温度、pH、罐 压、溶 O2 、空气流量、泡沫、 CO2 含量等均可自动记录和控 制。
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二、重要发酵技术的建立
基因工程等多种技术引入发酵
绪 论
重要发酵技术
22抗生素
发酵生产的药物
酶抑制剂 免疫抑制剂 维生素 氨基酸 22
思考题
1．发酵和发酵工程的的基本含义是什么？ 2．发酵的发展过程建立了那些重要的技术？ 3．发酵生产的主要药物类型有哪些？
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1979年以后，随着基因重组技术的出现，促进了重组微生物
（工程菌）的产生，并打破了传统的生物反应器的概念。 基因工程技术，简而言之，就是采用酶学的方法，将不同来 源的 DNA 进行体外重组，再把重组 DNA设法转入受体细胞 内，并进行繁殖和遗传下去。
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第三节 发酵生产过程和方式
上游 下游
8
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二、重要发酵技术的建立
通气搅拌发酵技术
1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究，建立了深层
通气培养技术——深层培养，解决了深层培养的供氧问题。 成功建立起深层通气培养法及整套工艺，包括向发酵罐内通 入大量无菌空气、通过搅拌使空气分布均匀、培养基的灭菌 和无菌接种、通氧量、pH、培养物供给等均已解决，刺激了
发酵工艺学原理教案及思考题
发酵工艺学原理讲义及考虑题烟台大学林剑主讲课程第一章绪论§1-1发酵工艺学的差不多概念一、发酵工业的差不多概念微生物学中的发酵的定义：微生物发酵工业的概念：1.发酵工业生产的差不多模式讲述生物工业的差不多生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区不与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢操纵发酵。
抗菌素发酵——次级代谢操纵发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业进展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的差不多特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、专门的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢操纵发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢操纵发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积存、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢操纵发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有不于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件和气通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃ pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等，pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
(工艺技术)发酵工艺学原理及培训教材
（工艺技术）发酵工艺学原理及培训教材发酵工艺学原理开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
发酵工艺学复习资料蓝光高清版.docx
发酵工艺学复习资料第一章绪论1、现代发酵的定义：通过微生物的生长多和代谢活动，产生和积累人们所需代谢产物的一切微生物培养过程。
2、厌氧发酵：是微生物体内产生能量的氧化还原反应，同时也是形成多种代谢产物的生物化学过程。
3、巴斯徳：用实验证明发酵是微生物活动的结果，为后来的微生物纯粹培养奠定了理论基础（必考）4、koch：建立了微生物纯培养技术5、初级代谢产物：有机酸、氨基酸、蛋白质、酶、核苜酸、核酸、脂类、糖及醇类6、次级代谢产物：抗生素、色素、生物碱、植物生长素等7、我国发明生产VC的方法：我国发明了用醋酸杆菌将山梨醇转化为山梨糖，再用氧化葡萄糖酸杆菌与巨大芽砲杆菌的自然组合进行笫二步转化，将山梨糖转化成VC的前体2■酮基古龙酸的这种二步发酵法产生VC的方法。
8、智能食吊：多稀不饱和脂肪酸9、厌氧发酵：像乳酸菌发酵产生乳酸和梭状芽泡杆菌发酵产生丙酮丁醇，在整个发酵过程中无需供给空气，属于厌氧发酵。
10、需氧发酵：如棒状杆菌进行的谷氨酸发酵，黑曲霉进行的柠檬酸发酵以及放线菌进行抗生素的发酵等都属于需氧发酵。
11、兼性厌氧发酵：如酵母菌就属于兼性厌氧微生物，当有氧供给的情况下，进行好氧呼吸，积累酵母菌体，而在缺氧的情况下，进行厌氧发酵，积累代谢产物一酒精。
第二章发酵工业菌种选育1、用于大规模发酵产生的菌种，不论是野生菌株，还是突变菌株，或是基因工程菌株，符合以下要求：1）有利用广泛来源原料的能力，所需培养基易得，价格低廉；2）培养和发酵条件温和；3）繁殖能力强，生长速度和反应速度快，发酵周期短；4）单产高，且保持相对稳定；5）发酵后，非目标代谢产物少，产物容易分离提纯；6）具有自身保护机制，抵抗杂菌污染能力强；7）遗传特性稳定，不易变异退化；8）不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全。
2、发酵工业屮常用微生物主要包括：细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
3、棒状杆菌属：该属屮的谷氨酸棒状杆菌、北京棒状杆菌可用于生产多种氨基酸，如谷氨酸、鸟氨酸、高丝氨酸、丙氨酸、色氨酸、醋氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等4、乳酸杆菌属：乳酸杆菌多分布在乳制品和发酵植物如泡菜、酸菜等发酵食品中，在青贮饲料和人的肠道中也比较常见。
【发酵工艺学总论】第一章_绪论
各种氨基酸的生物合成途径
核苷类抗生素 次生代谢产物 莽草酸 次生代谢产物 （C7) 聚酮
戊糖 丁糖
核糖
葡萄糖 丙糖
氨基糖苷类抗生素 （糖苷部分） 次生代谢产物 丝氨酸 （C3N) 甘氨酸(C2N) 生物甲基化 缬氨酸（C5N) 甲羟戊酸（C4) 次生代谢产物 IPP（C5) 萜类 甾体
丙氨酸 （C3N)
现代发酵工程：是将DNA重组及细胞融合技
术、酶工程技术、组学及代谢网络调控技术、 过程工程优化与放大技术等新技术与传统发酵 工程融合，大大提高传统发酵技术水平，拓展 传统发酵应用领域和产品范围的一种现代工业 生物技术体系（新一代工业生物技术）。
强调现代生物技术、控制技术和装备技术在 传统与现代发酵工业领域的集成应用。
田洪涛主编，高年发主审. 现代发酵工艺原理与技术. 北京-化学工业出版社.
《发酵工艺学总论》教材
课程概况
课程性质：学位课程 课 程 号：2313309 班 级：食工1301食工1302 听课人数：46 总 学 时：32学时 学 分：2 课程考查：考试课程
教学目的与要求
葡萄糖在无氧条件下被微生物利用 产生酒精、释放能量，并放出CO2
工业上的发酵
泛指利用微生物制造或生产产品的过程 厌氧培养过程：酒精，乳酸等 通气(有氧)培养过程：抗生素、AA、E等 产品有：细胞代谢产物(初级、次级) 产品还有：菌体细胞、细胞物质、酶等
现代意义中的发酵
生物反应过程
将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发 ，成为可提供工业生产的工艺过程，统称为 生物反应过程
现代发酵概念
生物反应过程中采用（游离）整个微生物活 细胞为生物催化剂时，称为发酵
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素）、他克莫司（FK-506）、霉酚酸。
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第四节 发酵生产的药物 一、 发酵的概念
维生素
维生素是人体生命活动必需的要素，主要以辅酶或辅基
的形式参与生物体各种化合反应。维生素在医疗中发挥了重
要作用。
目前维生素C、维生素B2、维生素 B12、维生素D、β-胡 19 萝卜素等维生素可完全或部分地利用微生物进行工业生产
1．基因工程的发展为发酵工程带来新的活力
2．深入研究发酵过程 3．设计适合于合成目的产物的反应器 4．发酵工程领域新技术
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5．再生资源的利用给人们带来了希望
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本章小结
原始天然发酵阶段 发酵工业的发展史 发酵工业初创阶段 发酵工业全盛阶段 现代发酵工业阶段 纯种培养技术 通气搅拌发酵技术 代谢调控发酵技术 发酵放大技术 基因工程等多种技术引入发酵
β-内酰胺酶抑制剂
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克拉维酸
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第四节 发酵生产的药物 一、 发酵的概念
免疫抑制剂
免疫抑制剂用于临床抗器官移植排斥反应，取得了惊人 的效果，是临床免疫抑制疗法的一场革命。 目前，在临床应用的免疫抑制剂中，来自于微生物次级 代谢产物的微生物药物起到了极其重要的作用。
18
已经被应用于临床的这些药物包括：西罗莫司（雷帕霉
第一章 绪论 （2学时）
学习目标
1. 掌握发酵和发酵工程的的基本含义，发酵的重要技术
2. 熟悉发酵生产的主要药物类型
3. 了解发酵工业的发展历史
第二节 发酵工业的发展史 一、 发酵的概念
现代发酵工业阶段
发酵工业全盛阶段
发酵工业初创阶段
3
原始天然发酵阶段
3
一、发展简史
原始天然发酵阶段
手 工 业 生 产
抗生素
微生物产生的次级代谢产物具有各种不同的生物活性， 如抗生素就是人们熟悉的具有抗感染、抗肿瘤作用的微生物
次级代谢产物。
青霉素、头孢菌素、红霉素、两性霉素B和阿霉素
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16
第四节 发酵生产的药物 一、 发酵的概念
酶抑制剂 HMG-CoA还原酶抑制剂 α- 糖苷酶抑制剂
洛伐他丁、辛伐他丁、普伐他丁 阿卡波糖、米格列醇、伏格列波糖
为合理。
7
7
二、重要发酵技术的建立
纯培养技术
纯培养技术始于19世纪末至20世纪初，主要特征为人类 在显微镜的帮助下，把单一的微生物进行纯培养，在密闭容 器中进行厌氧发酵生产酒精等工业产品。 微生物纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折
时期，发酵工程技术得到改进，发酵效率得到提高，生产过
8
程中的腐败现象大大减少，厌气性发酵技术得以发展。
8
8
二、重要发酵技术的建立
通气搅拌发酵技术
1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究，建立了深层
通气培养技术——深层培养，解决了深层培养的供氧问题。 成功建立起深层通气培养法及整套工艺，包括向发酵罐内通 入大量无菌空气、通过搅拌使空气分布均匀、培养基的灭菌 和无菌接种、通氧量、pH、培养物供给等均已解决，刺激了
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第四节 发酵生产的药物 一、 发酵的概念
氨基酸
广泛应用于医药、食品及调味剂、动物饲料、化妆品的制造。 发酵生产的氨基酸： 谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、瓜氨酸、组氨酸、异亮氨酸、
亮氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、 20
色氨酸、缬氨酸。
20
第五节 发酵工业的发展展望 一、 发酵的概念
多数为厌氧发酵
特 点
非 纯 种 培 养 凭经验传授技术 4 产品质量不稳定
4
4
一、发展简史
发酵工业初创阶段 1900～1940年期间，随着微生物培养技术的不
断进步，新的发酵产品不断问世。
新产品主要有酵母、甘油、乳酸、柠檬酸、丁醇
5
和丙酮等。
5
5
一、发展简史
发酵工业全盛阶段
抗生素 氨基酸 生物转化
和控制。
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二、重要发酵技术的建立
发酵放大技术
20世纪60年代，发酵罐的大型化、多样化、连续化和自动化 方面有了极大发展。发酵过程的基本参数包括温度、pH、罐 压、溶 O2 、空气流量、泡沫、 CO2 含量等均可自动记录和控 制。
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二、重要发酵技术的建立
基因工程等多种技术引入发酵
1979年以后，随着基因重组技术的出现，促进了重组微生物
（工程菌）的产生，并打破了传统的生物反应器的概念。 基因工程技术，简而言之，就是采用酶学的方法，将不同来 源的 DNA 进行体外重组，再把重组 DNA设法转入受体细胞 内，并进行繁殖和遗传下去。
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第三节 发酵生产过程和方式
上游 下游
14
斜面培养
种子制备
发
酵
在发酵罐中生产目标产物。
14
第三节 发酵生产过程和方式
发酵液预处理
改变发酵液的性质，以利于固液分离。
提取和精制
从发酵液中分离、浓缩、精制目标产物。
成品检查
按药典规定的质量标准逐项对产品进行检验 分析。
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成品包装
依产品的稳定性采用不同的包装材料和包装 形式出厂。
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第四节 发酵生产的药物 一、 发酵的概念
6
6
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一、发展简史
现代发酵工业阶段
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程
技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产 品层出不穷。 20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透， 微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机
7
技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更
9 有机酸、酶制剂、维生素、激素等的大规模生产。
9
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二、重要发酵技Biblioteka 的建立代谢调控发酵技术 1957年以后，以动态生物化学和遗传学为基础，将微生物 进行人工诱变，选育高产菌株，实现有选择地大量生产目 的产物。 20世纪60年代，发酵罐的大型化、多样化、连续化和自动 化方面有了极大发展。发酵过程的基本参数包括 T 、 pH 、 10 罐压、溶 O2 、空气流量、泡沫、 CO2 含量等均可自动记录
绪 论
重要发酵技术
22抗生素
发酵生产的药物
酶抑制剂 免疫抑制剂 维生素 氨基酸 22
思考题
1．发酵和发酵工程的的基本含义是什么？ 2．发酵的发展过程建立了那些重要的技术？ 3．发酵生产的主要药物类型有哪些？
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原 料 培养基配制
菌 种选育
发酵液预处理
生产用菌种培养
提取和精制
培养基灭菌
种子制备 13
成品检定
发 酵
产品包装
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第三节 发酵生产过程和方式 四、 发酵工艺过程
菌 种
自然界分离选育、人为改造的优良菌株，以冷藏 形式保存。 将休眠状态的孢子经过固体表面进行扩大繁殖再 形成成熟孢子的过程。 孢子或菌丝接入种子罐后，在种子罐中繁殖成大 量菌丝或菌体的过程。