发酵工程课件微生物酶制剂生产工艺 (一)

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发酵工程原理PPT课件

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发酵工程原理 与技术应用
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发酵工程
一、微生物发酵工程
微生物工程:利用微生物的活动来进行物质 转化的理论与工程技术体系。是将化学工程 有关理论和单元操作应用于微生物的工业发 绪 酵生产,进而发展起来的具有新的特点的一 论 门学科。
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2
发酵工程
生物学


发酵工程
工程学
化学
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发酵工程
1.是应用微生物为工业规模生产服务的一门 工程技术,是直接建立在微生物学基础上的, 随微生物工业的发展而发展,同时也是与化 学工业相结合的一个新发展。 绪 论
目前,发酵工程的全部基本参数:如温度、pH 值等均能自动记录并能自动控制。
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发酵工程
6.微生物酶反应生物合成和化学合成反应结 合工程技术的建立;
混合法(可先发酵后合成,亦可颠倒) 大规模生产 :维生素C、激素、核酸; 新
绪 的抗生素; 某些氨基酸

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发酵工程
三、微生物工业的特点及范围
微生物工业(发酵工业):利用微生物具有 的化学活性进行物质转换,从事各种发酵产 品生产的工业。 绪 论
①从糖分解产生简单化合物→复杂物质的生
物合成;
绪 论
②发酵方法代替化学合成方法较多;
③向大型发酵发展(常用20~120吨发酵罐, 最大500~1000吨)
④人工诱变菌种和代谢控制,新产品、新用
途层出不穷;
⑤开辟新原料;
⑥环境友好型生产;
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发酵工程
七、《发酵工程原理与技术》的任务和内容
任务:从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性 发酵与好气性发酵过程及产品提纯的工艺原 理; 绪 用这些基本理论去分析、解决微生物工业中 论 存在的具体问题,提高产品质量和数量;

微生物制药(发酵工程技术概论) ppt课件

微生物制药(发酵工程技术概论)  ppt课件
依博素对类风湿性关节炎有明显的抗炎镇痛活性。

医学资源
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受体拮抗剂举例2

丙谷胺(蒙胃顿)

作用机理:为胃泌素受体拮抗剂,有抑制胃酸和胃蛋白 酶分泌的作用。
功 能:于十二指肠溃疡,尤适用于慢性胃酸过多所致 的溃疡、胃炎。

医学资源
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微生物产生的免疫调节剂

免疫反应:机体防御机制,自稳机制;

作用于蛋白质生物合 链霉素、苦霉素、红霉素 成体系 作用于核酸与核酸合 放线菌素 、安莎类抗生素 、利福 成体系 霉素SV、利福平、利福定利福酰胺
作用于能量代谢体系 如癣可宁,缬霉素,短杆菌素S等
医学资源 7
抗肿瘤抗生素

500 余种。主要有蒽环类、丝裂烷类、博莱霉素类、 色霉素类,放线菌素类,烯炔类抗生素。 目前,阿霉素、丝裂霉素、博莱霉素(争光霉素)、 放线菌素 D (更生霉素)、红比霉素(正定霉素)、 平阳霉素等已成为肿瘤治疗中常用的药物。
医学资源
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二 微生物来源药物的种类与用途
微生物 产生的 活性物 质
抗感染 的抗生 素
AA, 维生素 酶 核酸
抗肿瘤 抗生素
酶抑制 剂
受体拮 抗剂
免疫调 节剂及 其他
医学资源
6
抗微生物感染的抗生素
作用机制 举例
抑制细胞壁生物合成 β-内酰胺类抗生素 ,如青霉素,头孢菌
素等
作用于细胞膜
多粘菌素,短杆菌肽S等
医学资源
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H5N1神经氨酸酶抑制剂鉴定试剂盒是一个鉴定禽流感 病毒H5N1神经氨酸酶抑制剂的试剂盒。 禽流感病毒在其外壳上有两种糖蛋白:
H—血凝素Hemagglutinin,

1.3 发酵工程及其应用 课件-2021-2022学年人教版(2019)高中生物选择性必修3

1.3 发酵工程及其应用 课件-2021-2022学年人教版(2019)高中生物选择性必修3
①柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得。
②由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸,谷氨 酸经过一系列处理就能制成味精。
(3)生产酶制剂
常用酶制剂有α-Байду номын сангаас粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、 氨基肽酶和脂肪酶等。目前,已有50多种酶 制剂成功用于食品的直接生产、改进生产工 艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、 延长食品储存期和提高产品产量等方面。
获得产品
1.监测和控制温度、pH和溶解氧、罐 压、通气量、搅拌、泡沫和营养等。反 馈控制,使发酵全过程处于最佳状态。 2.随时检测培养液中的微生物数量、产 物浓度等,及时添加必需的营养组分。
1.如果发酵产品是微生物细胞本身, 可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀 等方法将菌体分离和干燥得到产品。 2.如果产品是代谢物,可根据产物的 性质采取适当的提取、分离和纯化措 施来获得产品。
2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要?
要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制, 使其最适合微生物的生长繁殖,同时及时添加必要 的营养组分。
3. 在产物分离和提纯方面,发酵工程与传统发酵技 术相比有哪些改进之处?
传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分, 而是成分复杂的混合物,很多时候不会再对产物 进行分离和提纯处理,或者仅采用简单的沉淀、 过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使 用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分 离阶段,常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离 子交换等方法;在进一步纯化阶段,会采用液相层 析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢 物还是菌体本身,都需要进行质量检查,合格后 才能成为正式产品。
灭菌 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染,可能导
致产量大大下降。因此,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。

《微生物发酵》PPT课件

《微生物发酵》PPT课件

❖ 20世纪50年代,氨基酸发酵工业又成为微生物技术产业的又一个成员,实现了对微 生物的代谢进行人工调节,这又使微生物技术进了一步。
❖ 20世纪60年代,微生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。
❖ 20世纪70年代,为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题,进行了非碳水化 合物代替碳水化合物的发酵,如利用石油化工原料进行发酵生产,培养单细胞蛋白, 进行污水处理,能源开发等。
是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。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是比较传统的菌体发酵工业。 新的菌体发酵可用来生产药用真菌,如香菇菌、依赖虫蛹而生存的冬虫 夏草菌、与天麻共存的密环菌等药用菌。
2.微生物酶发酵
酶普遍存在于动物、植物和微生物中。因为微生物种类多、产酶的品种多、 生产容易和成本低等特点,所以目前工业应用的酶大多来自微生物发酵。
(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。
(3)非连续性生产。微生物的生理特性决定了发酵过程的 非连续性,大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行 的,目前可以实现连续化生产的是啤酒的连续化生产。
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第二节 工业发酵的工艺流程
生物发酵工艺多种多样,但基本上包括菌种的选育、菌种培 养基的配制、扩大培养和接种、发酵过程下游处理即分离提
纯等几个过程。
一、菌种的选育
找到合适的菌种是发酵工程的前提。人们最初是从自然界寻
找所需要的菌种,如谷氨酸发酵时常用菌有谷氨酸棒状杆菌
等。但这种方法得到的菌种,产量一般都比较低。20世纪40
年代,微生物学家开始用紫外线、激光、化学诱变剂等处理

发酵工程第一章_绪论PPT课件

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(2)糖酵解(暂时缺氧、有机物氧化不彻底、产生少量能量)


2、无氧呼吸:特指那些不需要氧的微生物所进行的能量代谢。 指有机物经彻底或不彻底氧化,所脱下来的电子最后传给外

源的无机氧化物(个别是有机氧化物)并释放较少能量。
根据最终电子受体不同,无氧呼吸分为:硝酸盐呼吸、硫酸
盐呼吸、硫呼吸、碳酸盐呼吸及延胡索酸呼吸等。
1. 何谓发酵?
--请看下面现象
微生物的
发酵现象
ferver:发泡、沸腾 fermentation
对发酵现象的不同理解
--两种角度(能量、产物)
侧重能量代谢:
1、能够在氧分子参与下进行有氧呼吸产生能量的生物可以进行:
有氧呼吸、糖酵解、厌氧呼吸(兼性微生物)

(1)有氧呼吸(氧供应充分、有机物氧化彻底、产生大量能量)
微生物转化
在用维生素C一步和二步发酵法生产中,起主要氧 化作用的葡糖酸杆菌对作用底物(D-山梨醇或L-山 梨糖)的分子结构进行特异性改变。
(一)工业发酵的类型
按微生物对氧的不同需求
厌氧发酵 需氧发酵 兼性厌氧发酵
液体发酵(包括液体深层发酵)
按培养基的物理性状 固体发酵
浅盘固体发酵 深层固体发酵(机械通风制曲)
技术进步: 发展了高压喷射式、强制循环式等多种发 酵罐及其发酵技术 计算机和自动控制技术的运用:灭菌和发 酵过程自动控制,促进发酵工业朝连续化、 自动化方向发展
开拓新的发酵原料时期
特点:
解决发酵原料及人畜争粮问题; 规模和自动化程度显著提高,能耗过大。
基因工程阶段(现代发酵工业新阶段)
(二)发酵工业的基本生产过程
4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的 代谢产物;

课件1:1.3 发酵工程及其应用

课件1:1.3 发酵工程及其应用

2、(多选)下列关于发酵过程的说法,正确的是( ABC ) A.培养基灭菌是发酵生产中的一个很重要的环节 B.随时监测影响发酵过程的各种环境条件,并予以控制,才能保证发酵的正常进行 C.在发酵过程中,要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件,否则 会影响菌种代谢物的形成 D.发酵产品的分离方法是共同的
有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康,你怎么看待这个问题? “精酿”啤酒,是小规模酿造产品,发酵时间长、产量低和价格高,却依然有 着市场需求,我们如何看待大规模生产和小规模制作?
二、发酵工程的应用
发酵工程以其生产条件温和、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和容易处理等特点,在食品工业、医药工业和农牧 业等许多领域得到了广泛应用,形成了规模庞大的分解工业。
2、后发酵 主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下 储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。 发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求不同有所差异。
一、发酵工程的基本环节
1、与传统的手工发酵相比,在工业化啤酒生产过程中,哪些工程手段使 啤酒产量和质量明显提高? 2、现在市面上流行一种“精酿”啤酒,它的制作工艺与普通啤酒有所 不同,如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。
二、发酵工程的应用
(二) 医药工业上的应用 青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。
1、采用基因工程的方法,将植物或动物的基因转移到微生物中,获得具有某种 药物生产能力的微生物 利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素
2、直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品 通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素
解析单细胞蛋白是利用淀粉或纤维素的水解液,制糖工业的废液等为原料,通过发 酵获得的大量的微生物菌体,所以不是特指微生物的某种蛋白质或抗生素;单细胞 蛋白含有丰富的蛋白质,如真菌蛋白可作为食品。

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同时,也可以把发酵的微生物分离出来,通过人工培 养,根据不同的要求去诱发各种类型的发酵,获得所需的 发酵产品。
Louis Pasteur 1822-1895
• Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律
• 其后不久,科赫(Koch)建立了单种微生物分离和纯培养技 术,利用这些技术研究炭疽病时,发现动物的传染病是由 特定的细菌引起的。从而得知,微生物也和高等植物一样, 可以根据它们的种属关系明确地加以区分,从此以后,各 种微生物纯培养技术获得成功。单种微生物分离和纯培养 技术的建立,是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。
• 18世纪后期,Ha nsen在Calsberg 酿造厂建立了酵 母纯种培养技术
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科赫 (Koch)
科赫的主要贡献
➢ 发明了固体培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立。
➢ 创造了细菌染色方法。 ➢ 发现了许多病原菌,为以后研究药物和寻找治疗方法提供了依据。
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌 发现结核病原菌—结核杆菌
spirillum (螺旋菌 )
spirochaeta 发酵工程 ppt课件 (螺旋体 )
Some particular bacteria morphology
亮发菌的形态 示丝状特殊形态
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细菌分裂方式是裂殖,根据其核的分 裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。
❖生存环境:温暖潮湿、富含有机物的地方,都有大量细菌活
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。
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发酵工程
发酵工程(fermentation engineering):研究发酵工业生产过程 中,各个单元操作的工艺和设备的一门科学。具体包括菌种选 育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。

酶制剂的生产优秀课件

高新技术的应用:酶的修饰、固定化、基因 重组、膜分离技术、冷冻干燥
2.1.2. 集中垄断,市场全球化:
❖ 规模企业由20世纪80年代初的80多家减少至20多 家,占市场90%
❖ 丹麦诺维信novozymes→1978年进入中国(天 津);
❖ 美国杰能科公司(Genencor)→98年进入中国, 与无锡合资,控股80%(无锡,2005年杰能科国 际公司被丹尼斯克公司收购);
2.2.1 产酶微生物
❖ 菌种是发酵生产酶的重要条件。 ❖ 菌种不仅与产酶种类、产量密切相关,而且与发
酵条件、工艺等关系密切。 ❖ 已经在自然界中发现的酶有数千种,目前投入工
业发酵生产的酶约有50~60种。它们的生产菌种 十分广泛,包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。
第二章 酶的发酵生产
酶源 ❖酶可由动物(如胰蛋白酶、胃蛋白酶)、
不可培养微生物
❖用PCR技术从土样中直接扩增DNA,能够 从不可培养的微生物中分离到DNA,并用 作克隆来源,可获得更多种类的酶。
链霉菌(Streptomyces)
❖ 链霉菌是一种放线菌。菌落呈放射状,有分枝菌丝体,菌 丝直径0.2-1.2μm,G+。
❖ 菌丝有气生菌丝和基内菌丝之分,基内菌丝不断裂,气生 菌丝形成孢子链。
酵母的形态
红酵母的菌落
产酶微生物的分离筛选方法
(1) 平板分离(选择性分离筛选平板) (2) 摇瓶逐个检测方法
培养基
❖ 细菌:营养肉汤琼脂培养基(pH 7.0,30-37℃) ❖ 霉 菌 : 可 用 察 氏 、 土 豆 ( PDA ) 、 麦 汁 琼 脂 培 养 基
2.1.4. 应用领域不断扩大:
❖ 美国酶制剂年产值6.25亿美元,食品工业占62%,拓展饲 料工业、洗涤剂工业、化学工业。
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发酵工程课件微生物酶制剂生产工艺 (一)
发酵工程课程是生命科学领域内的重要专业课程,其中微生物酶制剂生产工艺是课程中的核心内容之一。

本文将从以下几个方面介绍微生物酶制剂生产工艺。

一、微生物酶制剂生产工艺的基本步骤
微生物酶制剂生产工艺的基本步骤包括以下三个过程:发酵、提取和纯化。

其中,发酵过程是关键过程,通过选用合适的微生物菌种和发酵条件,在合适的培养基中进行发酵,使微生物生长繁殖并产生所需酶。

提取和纯化过程则是将酶从发酵液中分离出来并去除其他杂质的过程。

二、微生物酶制剂生产工艺的影响因素
微生物酶制剂生产过程中的影响因素包括菌种选择、发酵条件、培养基和生产设备等。

合适的菌种选择可以提高酶产量和酶质量,适宜的发酵条件和培养基可以促进微生物生长和酶产生,而先进的生产设备则可以提高工艺效率和酶产量。

三、微生物酶制剂生产工艺的技术研发
微生物酶制剂生产工艺的研发是具有重要意义的。

通过合理的酶产生过程控制和关键工艺环节的优化,可以有效提高酶产量和酶质量。

此外,利用基因改造技术和其他生物技术手段,可以实现对菌株功能的改造和酶样式的优化,从而开发出更为理想的酶制剂产品。

四、微生物酶制剂在食品、医药等领域的应用
微生物酶制剂在食品、医药等领域的应用十分广泛。

例如,食品加工领域中,利用产酶菌进行面团调理、咖啡制作、酸奶生产等;在医药领域中,则可应用于生物技术领域、药物合成和医学诊断等方面,为人类的健康事业做出积极贡献。

总之,微生物酶制剂生产工艺是一项重要的技术领域,需要利用最新的科技手段和专业知识来推进其发展。

未来,微生物酶制剂也将成为化学和生命科学交叉领域中一个重要的研究领域,为我们提供更多的实际应用价值和经济效益。

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