发酵工程.ppt

发酵工程的应用
（1）医药工业：抗生素、维生素、动物激素、药 用氨基酸、核苷酸(如肌苷)、重 组乙肝疫苗、单克隆抗体等
（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）
常见的几类食品添加剂
在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种 形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响 。
2、举例：
如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则放 线菌分泌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 的青霉素分解掉。
扩大培养和接种
1、扩大培养：
扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头 进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短 时间里得到大量的菌体
分离提纯
发酵产物不同，分离提纯的方法会有所不同， 产物分离、提纯的一般方法是：
代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法。
菌体本身：过滤、沉淀。
发酵工程流程
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
思考
哪些因素会影响发酵过程中的温度？
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。此外，发酵罐壁散热，水 分蒸发会带走部分热量，使发酵温度降低。
发酵工程的优点
●生产条件温和 ●原料来源丰富且价格低廉 ●产物专一 ●废弃物对环境的污染小或容易处理
发酵工程的内容
发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：
1. 菌种的选育 2. 培养基的配制 3. 灭菌 4. 扩大培养和接种 5. 发酵过程 6. 分离提纯
菌种的选育
1.选育的方法：
1)从自然界中先分离出相应的菌种； 2)利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种； 3)利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细 胞或工程菌。
（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。
2.举例：
可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的 质粒结合，形成重组DNA，再把重组DNA导 入大肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可 培养出能生产人的胰岛素的菌种。
培养基的配制
1.培养基配制的原则：
1.根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。
配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机 盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。
发酵工程简介
发酵工程生产实例
1、菌种的选择 2、培养基的选择
水
豆饼水解 液、玉米 浆中的水
选择细胞膜通透较强，在细
胞内成 不积分累谷氨酸的谷氨酸 酸碱
无棒机盐状杆菌氮做源菌种碳源
生长 度 因子
抑
磷酸二氢钾 氧化钾 硫酸镁
制
尿素
豆饼水 解液、 玉米浆
生物 素
pH 7-8
发酵罐示意图
发酵工程概念
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 业生产过程中的一种新技术。
2、接种：
接种过程中要注意防止杂菌污染
发酵过程
1、发酵产物：
发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。
2、发酵进程：
在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数 目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必 需wk.baidu.com培养基成分来延长菌体生长稳定期的时 间，以得到更多的发酵产物 。
3、发酵条件：
发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程 有重大影响。
2.培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 3.培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降 低生产成本，以得到更高的经济效益。
2.举例：
发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常 用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以及乙醇、醋酸 等石化产品代替粮食来配制培养基。
灭菌
包括设备灭菌和培养基灭菌
1、灭菌的原因：