第一章发酵工艺学概述
《发酵工艺学》复习大纲
《发酵工艺学》复习大纲一、基本要求：《发酵工艺学》是发酵工程专业的一门主干课程，是支撑现代食品工业的重要技术，同时也是生物技术产业化的重要手段。
这门课程的考试，主要测试考生对本课程的基础理论、基本知识、及实际操作技能掌握的程度，以及运用所学理论解决问题的能力，为考生在工作岗位上发挥自己的能力或继续从事相关研究工作奠定基础。
二、主要内容第一章绪论发酵工业的历史；微生物发酵的特点及研究对象；发酵工艺学的发展趋势。
第二章微生物代谢调控理论及其在微生物发酵中的应用初级代谢和次级代谢；代谢调节有关的酶；反馈调节；代谢调节控制的应用。
第三章发酵工艺学基础及主要设备一、微生物发酵的工艺过程：菌种活化与扩大培养；发酵原料前处理及培养基制备；发酵；产物分离、提取与后加工二、微生物发酵的动力学：分批发酵三、发酵工艺控制：温度对发酵的影响及其控制；溶解氧浓度对发酵的影响及其监控；pH值对发酵过程的影响及其控制；二氧化碳和呼吸熵；基质浓度对发酵的影响及补料控制；泡沫控制；发酵终点判断。
四、发酵的主要设备：原料处理设备；固体发酵设备；机械搅拌通风发酵罐（生物反应器）；空气净化系统；培养基灭菌系统；产物分离与提取设备。
第四章酒精发酵与酿酒一、酒精发酵：酒精发酵原料；与酒精发酵有关的微生物；酒精发酵生化机制；酒精发酵工艺；酒精蒸馏与精制。
二、啤酒酿造：啤酒种类与质量标准；啤酒酿造原料；麦芽制造；麦芽汁制备；啤酒发酵；过滤与灌装。
第五章氨基酸发酵谷氨酸生产：谷氨酸生产原料及其处理；谷氨酸产生菌；谷氨酸合成途径；谷氨酸发酵工艺；谷氨酸提取。
第六章有机酸发酵一、乳酸发酵：乳酸发酵类型及其微生物；乳酸制造；发酵乳制品；其它乳酸发酵食品。
二、醋酸发酵：醋酸发酵原料；醋酸发酵有关的微生物；醋酸发酵生化机制。
第七章酶制剂生产酶制剂的工业化生产：工业化酶制剂生产的优点；酶制剂生产的基本工艺流程；淀粉酶生产；酶应用新技术。
第八章发酵豆制品酱类与酱油酿造原料；制酱与酱油酿造的微生物；制酱与酱酒酿造的生物化学。
发酵工艺学
发酵工艺学
1 发酵工艺
发酵工艺是生物酶催化分解促进有机物质代谢转化，进而获得生
物产物的过程，它作为生物化工的一种重要的科学技术，能够深入研
究和利用有机物的获取、开发新技术新产品。
发酵技术应用于食品、
医药和农业等多个行业，是一种快速且有效的工艺方法。
2 发酵工艺的历史沿革
早在两千多年前，发酵工艺已经被开发了出来，例如中国发明发
酵制酒，发酵工艺在民间就普及了出来，发酵工艺就是以微生物或酶
为工具，将有机物质经分解反应后获得新的有机物质；而在现代，发
酵工艺的发展也是越来越快，已得到了广泛的应用。
3 发酵工艺的重要性
发酵工艺在各个行业中的应用不一而足，如在食品行业，发酵工
艺可以获得糖，酒精和酱料等；在医药行业，可以获得药物，如抗生素、抗菌药；在农业行业，可以获得肥料和植物保护液；在行业等中，可以获得生物酶和酸性抗性等等，可以看出发酵工艺的重要性。
4 发酵工艺学
发酵工艺学是研究发酵技术的科学，其研究的内容包括发酵生物
的研究、发酵技术的基本原理、发酵过程及其实验技术、发酵设备的
设计制造和实际操作等。
发酵的原理和发酵工艺的制备技术是发酵工
艺学的核心，它关注的是发酵培养液的物理化学性质，发酵循环条件的优化等。
从上面可以看出，发酵工艺和发酵工艺学把食品、医药、农业等多个行业联系到了一起，使得发酵技术成为了社会更大发展的重要保障，而发酵工艺学也变得日益重要。
发酵工艺学
三、发酵的类型
1，按发酵原料来区分
•糖类物质发酵 •石油发酵 •废水发酵
2，按发酵形式来区分
•固态发酵 •深层液体发酵
3，按发酵产物区分
• 氨基酸发酵 • 有机酸发酵 • 抗生素发酵 • 酒精发酵 • 维生素发酵 • 酶制剂发酵
4，按发酵工艺流程区分
•分批发酵 •连续发酵 •流加发酵（半连续发酵，补料分
成的，反应的专一性强，因而可以得到较为 单一的代谢产物。 5.对杂菌污染的防治至关重要。
6.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复 杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化 学转化反应，产生较复杂的高分子化合物。
7.通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良 菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因 此获得按常规方法难以生产的产品。
3，广义 “发酵”的定义（从产物的 角度）
工业微生物学 泛指利用生物细胞制造某些产品或净化
环境的过程，它包括：
厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮、丁 醇、乳酸等;
通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、 氨基酸、酶制剂等的生产。 产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细 胞、酶等。
4，发酵工程（Fermentation Engineering）
8.工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快， 并可以取得显著的经济效益。
传统发酵工业：酿造及食品 现代发酵工业：基因工
业、抗生素、氨基酸、核苷 程药物、细胞工程药物、
酸、有机酸、饲料添加剂、 微生态制剂、生物农药、生
疫苗；替代石油工业的
物肥料等
大宗量的生物基化学品等。
传统大型发酵工 业的中央控制
10.生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素 等)
11.微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细 胞蛋白等)
第1章发酵工艺学绪论
第1章发酵工艺学绪论。
第一章绪论主讲内容：发酵工艺学的基本概念微生物工业发酵的历史及发展方向§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：微生物发酵工业的概念：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、物理的、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ppt课件
● 起免疫抑制作用的抗生素：环孢菌素A等
(2)、氨基酸 (3)、维生素：VB2、VB12、VC、VA的前体 (4)、甾体激素：可的松、泼尼松、肤轻松、确氨舒松等
(5)、生物制品：各种疫苗、类毒素等 (6)、治疗用酶：蛋白酶、核酸酶、尿激酶、SOD等 (7)、酶抑制剂：
(8)、其他：核酸类药物如：肌苷、辅酶A、AMP、ATP、FAD
2、纯培养技术的建立---第一个转折期 奠基人：安东尼.列文虎克、巴斯德、柯赫等
本时期产品：酵母、酒精、丙酮、有机酸、酶制剂等，主要 为厌氧发酵和表面术的建立---第二个转折期 1928年英国细菌学家弗莱明发现点青霉可产抑制葡萄球菌 的青霉素。1945年大规模生产，采用深层培养技术。 链霉 素、氯霉素、金霉素、土霉素、四环素等出现其他发酵产品 也相继出现 本时期产品：抗生素类、氨基酸类、酶制剂类
用于选择性分离放线菌的几种培养基 培养基 含胶态几丁质、矿物盐 基质减半的营养琼脂培养基 葡萄糖、天冬酰胺、 占优势的菌株 链霉菌属、微单孢菌属 嗜热放线菌 马杜拉放线菌、小双孢菌 含
2、分离不同产物的微生物采用不同的培养基 分离各种酶类、分离固氮菌 3、恒化式富集培养技术
三、菌种的分离 (一)、选择性压力分离法 选择性压力分离法：利用不同微生物生长繁殖对环境及营养 的要求不同，如：温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源及 其他特殊条件，使其利于某类或某种微生物的生长而不利于 其他种类微生物的生存，以使目的菌占优势而得以分离出来 的方法。 1、分离不同微生物采用不同的培养基或培养条件
1960~1970
1970~1980 1980~
4、人工诱变育种、基因工程菌---第三个转折期
● 核苷酸、有机酸及部分抗生素用诱变育种的方法使产量大幅度
发酵工艺概述总结范文
发酵工艺是一种利用微生物的代谢活动，将有机物质转化为人类所需产品的重要工程技术。
本文将从发酵工艺的定义、发展简史、基本内容及生产流程等方面进行概述。
一、发酵工艺的定义发酵工艺是指利用微生物在适宜条件下，对有机物质进行生物转化，产生有经济价值的代谢产物的过程。
发酵过程中，微生物通过酶促反应，将原料中的有机物质转化为人类所需的代谢产物，如食品、药品、化工原料等。
二、发酵工艺的发展简史发酵工艺起源于古代，早在公元前6000年左右，人类就开始利用微生物进行发酵，如酿酒、制醋等。
19世纪末，法国化学家巴斯德提出发酵理论，为发酵工艺的发展奠定了基础。
20世纪初，随着生物化学、微生物学等学科的兴起，发酵工艺得到了快速发展。
20世纪中叶，随着分子生物学、生物工程等技术的应用，发酵工艺进入了一个崭新的时代。
三、发酵工艺的基本内容及生产流程1. 菌种选育与保藏菌种是发酵工艺的核心，其质量直接影响到发酵产品的质量和产量。
菌种选育与保藏主要包括菌种的筛选、纯化、鉴定、遗传育种等。
2. 菌种扩大生产菌种扩大生产是指将选育出的优良菌种进行扩大培养，以获得足够数量的发酵种子。
这一过程主要包括种子罐培养、发酵罐培养等。
3. 发酵过程发酵过程是指将菌种接种到发酵培养基中，在适宜的温度、pH、营养物质等条件下，使微生物进行代谢活动，产生目标产物。
发酵过程主要包括种子发酵、扩大发酵、精制发酵等。
4. 代谢产物的生物合成与分离纯化制备发酵过程中产生的代谢产物需要进行分离纯化，以获得高纯度的产品。
分离纯化方法包括萃取、吸附、结晶、蒸馏等。
5. 发酵过程优化与放大发酵过程优化与放大是指对发酵工艺进行改进，以提高发酵效率、降低生产成本。
这一过程主要包括工艺参数优化、设备选型、操作规程制定等。
四、发酵工艺的应用领域发酵工艺广泛应用于食品、医药、化工、环保等领域。
如：1. 食品工业：酿酒、制醋、发酵豆制品等。
2. 医药工业：抗生素、维生素、酶制剂等。
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
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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
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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
第一章发酵工艺学概述
发酵工艺技术教材
发酵工艺技术教材发酵工艺技术教材第一章引言1.1 发酵的定义和概述发酵是一种利用微生物（如细菌、真菌、酵母等）进行有机物质转化的过程。
本章将介绍发酵的定义、发酵的基本原理以及发酵在食品、药品和化工等领域的应用。
1.2 发酵工艺的基本要素发酵工艺包括基质选择、微生物菌种的选取和培养、发酵条件的控制等要素。
本节将介绍影响发酵工艺的基本要素，并讨论如何合理选择和优化这些要素。
第二章发酵基质的选择2.1 发酵基质的定义和作用发酵基质是指提供微生物生长和代谢所需的能量、碳源和营养物质的物质。
本章将介绍发酵基质的定义和作用，以及选择合适的发酵基质的方法和注意事项。
2.2 常用发酵基质的分类和特点常用的发酵基质包括碳水化合物、蛋白质和脂类等。
本节将介绍这些基质的分类、特点和适用范围，以及影响基质选择的因素。
第三章微生物菌种的选取和培养3.1 微生物菌种的分类和选择微生物菌种的选择是发酵工艺成功实施的关键。
本章将介绍微生物菌种的分类和选择原则，以及常用菌种的特点和应用。
3.2 菌种的培养和保存本节将介绍如何进行微生物菌种的培养和保存，包括菌种的培养基选择、菌液的传代和菌株的保存方法等。
第四章发酵条件的控制4.1 温度的控制温度是影响发酵过程的重要因素之一。
本章将介绍发酵过程中温度的选择和控制方法，以及温度对微生物生长和产物生成的影响。
4.2 pH值的控制pH值是另一个重要的发酵条件。
本节将介绍pH值的测定和调节方法，以及不同pH值对发酵过程的影响。
4.3 氧气的供应和控制氧气供应是某些发酵过程所必需的，而对于其他发酵过程则需进行氧气的控制。
本节将介绍氧气的供应方式和控制方法，以及氧气对发酵的影响。
第五章发酵过程的监测和分析5.1 发酵过程的监测方法本章将介绍发酵过程中常用的监测方法，包括菌体生长曲线的测定、产物浓度的测定以及副产物和废物的测定等。
5.2 发酵产物的分析方法发酵产物的分析可以帮助评估发酵过程的效果和优化工艺条件。
(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。
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要求知识全面。
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1.1.1 生物技术的多学科性
生物学
生物化学 生物工程 生物技术
化学
化学工程
工程学
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2．生物催化剂的特性
• 生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称， 它们在生物反应过程中起着催化剂的作用。 • 生物技术：具体的技术手段及对生物技术各方面 的总和。
• 活细胞催剂与酶催化剂的比较。
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基因治疗：
基因治疗是目前医学上最热门的研究课题，1990 年美国成功地为一位患重症联合免疫缺陷（腺苷脱 氨酶缺陷）综合征的小女孩实施基因治疗，原来只 能终生在无菌隔离条件下生存，现在回到了自然生 活。近10年来，世界上已有近400基因治疗方案开 始应用于临床，其中美国占了一半。由于起步时间 短，基因治疗尚处于基础研究和临床试验阶段。我 国转基因治疗计划已列入高科“863”计划已取得 成果。复旦大学在血友病基因治疗方面取得进展。
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“生物导弹” ：
“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，它 由单克隆抗体与药物、酶或放射性同位素配合而成， 因带有单克隆抗体而能自动导向，在生物体内与特 定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治 疗作用。生物导弹在核医学上，特别在人体扫描图 技术和肿瘤定位方面已获得很大进展。例如，向病 人血液中注射用示踪量放射性物质标记的单克隆抗 体，抗体将携带放射活性物质通过全身血液渗透到 所有组织。由于肿瘤细胞表面有特异性抗原可与单 克隆抗体结合，因而这种抗体一放射性同位素结合 物就不断积累在肿瘤上。应用常规核医学显示微仪 器扫描病人身体，就可以在摄影底片上得到放射活 性图像，放射活性密集的区域即肿瘤所在部位。
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• 活细胞催剂与酶催化剂的比较。
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典型的发酵过程示意图
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3．生物反应过程：将
生物技术的实验结 果经工艺及工程开 发，成为可供工业 生产的工艺过程统 称为生物反应过程。 包括：发酵过程， 酶反应过程，动、 植物细胞组织培养 过程。
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• 通常生物反应过程是六部分组成 原料预处理、种子培养（扩大）、空气 除菌（好气性发酵）、发酵（主要阶 段）、提炼、成品检验。 上游技术的人一定要注意在产物提高 的同时，毒素、色素等杂质不能太多， 注意培养基的配比，为后面提取不产 生困难。
2
1，发酵一词的来源 “ 发 酵 ” （ Fermentation ） 一 词 是 拉 丁 语 “沸腾”（fervere）的派生词，它描述酵 母作用于果汁或麦芽浸出液时产生气泡的 现象。产生气泡的现象是由浸出液中的糖 在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引 起的。
3
2，狭义 “发酵”的定义
在生物化学或生理学上发酵是指微生物在 无氧条件下，分解各种有机物质产生能量 的一种方式，或者更严格地说，发酵是以 有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。 如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生 酒精并放出二氧化碳。同时获得能量，丙 酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。
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第二个转折点 ——通气搅拌的好氧发酵工程技术建立（深层液态 发酵） • 20世纪40年代，由于二战暴发，刺激了抗生素发 酵工业的兴起，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
激了有机酸、酶制剂、维生素、激素等的大规模
17
第二节 生物技术的发展简史
18
第一个转折点——微生物纯种分离培养技 术建立 自然发酵时期：知其然而不知其所以 然，如厌气性——酒类，好气性—— 醋。
微生物纯种分离培养技术，开创了人
为控制微生物时代，减少了腐败现象， 实现了无菌操作；发明了简便的密封
式发酵罐；人工控制条件，提高发酵
效率，稳定产品质量。
33
基因工程药物：
1977年美国加洲大学和国立医学中心将生长激 素释放抑制因子基因与大肠杆菌pBB322质粒DNA实现 了体外重组，并从10升这样大肠杆菌发酵液中提取 到5mg这种激素。按常规需要50万只羊的脑才能提 取。这是首次得到的基因工程药物。用于治疗心血 管系统疾病的药物有尿激酶原及组织型溶纤蛋白酶 原激活因子等；用于防治传染病的有各种疫苗，如 乙型肝炎疫苗、腹泻苗等；用于体内起调节作用的 激素有胰岛素和其它生长激素等, 人生长激素、 α -干扰素、人绒毛膜生长激素、促红细胞生成素、 白细胞介素-2、凝血因子VII、抗胰蛋白酶、尿激 酶等。有更多的基因工程产品正在进行不同阶段的 临床试验。
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天然稀有的医用活性多肽或蛋白质：
用于抗病毒、抗肿瘤的药物干扰素和白细胞介 素等；用于治疗心血管系统疾病的药物有尿激酶 原及组织型溶纤蛋白酶原激活因子等；用于防治 传染病的有各种疫苗，如乙型肝炎疫苗、腹泻苗 等；用于体内起调节作用的激素有胰岛素和其它 生长激素等。自从1982年美国首次批准基因工程 胰岛素上市以来，各国已有十多种基因工程医药 产品先后获准上市，有更多的基因工程产品正在 进行不同阶段的临床试验。基因工程制药产业已 经初步形成。
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一、发酵技术在食品工业中的应用
• • • • • 1.含醇饮料 2.传统调味品及发酵食品 3.发酵乳品 4.新技术生产的食品原料 5.食品添加剂
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二、发酵技术在医药工业中的应用
• • • • • • • 1．各种抗生素 2．各种氨基酸 3．维生素 4．甾体激素 5．生物制品 6．单克隆抗体 7．其它
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发酵生产的条件
某种适宜的微生物 保证或控制微生物进行代谢的各种条件 （培养基组成，温度，溶氧pH等） 进行微生物发酵的设备 提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法 和设备
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四、发酵工程的特点
发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物 体所进行的化学反应。其主要特点如下： 1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的 生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简 单。 2，发酵所用的原料简单粗放。通常以淀粉、糖 蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机 和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类 别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于 这一特性，可以利用废水和废物等作为发酵的 原料进行生物资源的改造和更新。
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“动物药厂”：
早期的转基因药物是通过大肠杆菌生产 的，分离纯化十分困难，所以极其昂贵。 现在则希望从转基因动物的血液或奶中 得到。1998年初，上海医学遗传研究所 传出了震惊世界的消息：中国科学家已 经获得5只转基因山羊。其中一只奶山羊 的乳汁中，含有堪称血友病人救星的药 物蛋白——有活性的人凝血因子。
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通过细胞工程可以生产医药用的单克隆抗体：
利用淋巴细胞杂交瘤株，通过大量细胞 培养，可制备出高度专一和生物学结构单 一的单克隆抗体。它在生物和医学的基础 研究、疾病的诊断、预防和治疗中成为有 力工具。
32
微生物催化反应：
利用微生物转化反应可以对化学方法 难以合成的中间体进行合成，结合化学方 法研制新的合成路线，从而生产活力更强 的衍生物，例如更高效的抗肿瘤药物羟基 喜树碱和前列腺素；通过基因诱变，使微 生物产生新的合成途径，从而获得新的代 谢产物，例如去甲基四环素等；利用微生 物产生的酶，对药物进行化学修饰。
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第五个转折点 ——微生物生物合成和化学反应合成相结合工程 技术的建立
针对单纯发酵法的缺陷，利用发酵法生产前 体，用化学合成法得到终产品或反之。
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发酵技术的发展简史
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第三节 发酵技术的应用
一、发酵技术在食品工业中的应用 二、发酵技术在医药工业中的应用 三、发酵技术应用于轻工、食品用酶的生产 四、发酵技术应用于化工能源产品的生产 五、发酵技术在农业生产中的应用 六、发酵技术在环保中的应用 七、发酵技术用于金属浸取 八、发酵技术应用于高技术研究开发
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3，发酵过程是通过生物体的自动调节 方式来完成的，反应的专一性强，因 而可以得到较为单一的代谢产物。 4，发酵过程中对杂菌污染的防治至关 重要。除了必须对设备进行严格消毒 处理和空气过滤外，反应必须在无菌 条件下进行。如果污染了杂菌，生产 上就要遭到巨大的经济损失，要是感 染了噬菌体，对发酵就会造成更大的 危害。因而维持无菌条件是发酵成败 的关键。
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5，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专 一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合 物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应， 也可以产生比较复杂的高分子化合物。 6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变 异和菌种筛选，可以获得高产的优良良菌株并 使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按 常规方法难以生产的产品。 7，工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快， 并可以取得显著的经济效益。
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基因诊断：
人类的遗传病有2000种左右，染色体数目异常、 染色体畸变、基因结构改变都可导致先天性遗传疾 病。如镰刀型红细胞贫血症就是由于血红蛋白β 亚基第6位氨基酸密码突变引起的，苯丙酮酸尿症 则是由于苯丙氨酸羟化酶基因缺失引起。遗传病很 难治，如果在胚胎发育早期就诊断出，则可以采用 人工流产的方法预防出生，或在出生后早期治疗。 一般，基因突变会导致其限制性内切酶识别位点的 丢失或新生。一种称为“限制酶酶解片段长度多态 性分析”方法可以检测出突变的基因。对于那些基 因顺序明确，致病基因突变点已知的遗传病，可采 用一种“等位特异性寡核苷酸探针检测法”进行诊 断。 “聚合酶链反应”技术，也常被用于诊断。
发酵工艺学
——主讲：黄立山
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第一章发酵工艺学概述 第一节 发酵工艺学的定义和特点
一、生物工艺学：应用自然科学及工程学的原理，依靠生物 作用剂的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务。 • 1982年国际合作及发展组织提出的。 • 生物作用剂（生物催化剂）不单是微生物细胞，还包括动、 植物细胞、酶 。 二、参考书：《氨基酸发酵工业学》、《酒精与蒸馏酒工艺 学》 三、特点 • 1．生物技术的多学科性 • 2．生物催化剂的特性 •第三个转折点 ——人工诱变育种和代谢控制发酵工程技术的建立