发酵工程概况及发.pptVIP

（七）生态型发酵工业的兴起开拓了发酵工程技术的新领域 ·微生物酶生物合成法与化学合成法相结合，使发酵产物通过化学修饰及化学结构改造进一步为生产更多精细化工产品开拓了一个全新领域。 （八）再生资源的利用给人们带来了希望 ·对各类废弃物的治理和转化，变害为益，实现无害化、资源化和产业化具有种意义。 ·目前对纤维素废料发酵生产酒精已取得重大进展。 * 二、现代发酵工程技术的应用范围 1．根据产业部门划分 · 10大食品发酵产业部门 ——酿酒工业（果酒、黄酒、白酒、啤酒等）； ——食品酿造工业（酱、酱油、食醋、腐乳、豆豉、面包、酸乳等）； ——有机酸发酵工业（柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸等）； ——酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等）； ——氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等）； ——核苷酸发酵工业（鸟苷酸、肌苷酸等）； ——维生素发酵工业（VB2、VB12等）； ——微生物菌体蛋白发酵工业（如酵母菌单细胞蛋白等）； ——微生物性功能食品发酵工业（低聚糖、真菌多糖、活性肽、活性微量元素、功能性不饱和脂肪酸等）； ——食品添加剂发酵工业（黄原胶、海藻糖、食用色素、Nisin等）。 * ·还包括以下发酵产业部门 ——有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇等）； ——抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、庆大霉素等）； ——生理活性物质发酵工业（激素、生长素等）； ——环境净化发酵工业（废水和污水的生物处理等）； ——生物能发酵工业（利用沼气、纤维素发酵生产酒精、乙烯、甲烷等）； ——冶金发酵工业（微生物探矿、采油和石油发酵脱硫等）。 * 2．根据产品类型划分 ·微生物菌体的培养与发酵生产 ·微生物酶的发酵生产 ·微生物代谢产物的发酵生产 ·生物转化发酵 * ·微生物菌体的培养与发酵生产 ——属于食品发酵产品范围的有：酵母菌、单细胞蛋白、螺旋藻、食用菌、活性乳酸菌和双歧杆菌等益生菌。 ——涉及其它发酵产品范围的还有：人畜用活菌疫苗、生物杀虫剂（杀鳞翅目、双翅目昆虫的苏云金芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌菌剂；防治松毛虫的白僵菌、绿僵菌菌剂）。 * ·微生物酶的发酵生产 ——目前工业用酶大多来自微生物发酵产生的胞外酶或胞内酶，再经分离、提取、精制得到酶制剂（emzyme preparation）。 ——酶制剂的种类主要有：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖苷酶、支链淀粉酶、蔗糖酶、乳糖酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、凝乳酶、过氧化氢酶等。 ——还有某些用于医药生产和医疗检测的药用酶：青霉素酰化酶、胆固醇氧化酶、葡萄糖氧化酶、氨基酰化酶等。 ——用于传统酿酒工业的各种酒曲的生产可看成是复合酶制剂的生产。 ——现在已有很多酶制剂加工成固定化酶，使发酵工业和酶制剂的应用范围发生重大变化。 * ·微生物代谢产物的发酵生产 ——微生物的代谢产物有初级代谢产物、中间代谢产物、次级代谢产物。 ——为了提高代谢产物的产量，需要对发酵微生物进行遗传特性的改造和代谢调控的研究。 ——利用发酵工程技术生产的微生物代谢产物主要有：氨基酸、核苷酸、维生素、有机酸、脂类、功能性食品活性成分、食品添加剂、有机溶剂、抗生素、生物能源物质、激素、生长素等。 * ·生物转化发酵 ——利用生物细胞中的一种或多种酶作用于某一底物的特定部位（基团），使其转化为结构类似并具有更大经济价值的化合物的生化反应称为生物转化。 ——生物转化的最终产物是生物细胞中的酶或酶系作用于某一底物的特定部位（基团），进行化学反应而形成。 ——生物转化包括：脱氢、氧化、脱水、缩合、脱羧、羟化、氨化、脱氨、异构化等。其特点是：特异性强、工艺简单、操作方便、条件温和、环境污染小。 ——发酵工业中最重要的生物转化是高附加值化合物的生产，如：结构类似的同族抗生素、类固醇、前列腺素的生产。 * 一．发酵工程技术的历史 二．现代发酵工程技术的发展趋势 第四节 现代发酵工程技术的历史和发展趋势 * 一．发酵工程技术的历史 （一）自然发酵阶段（1900年以前） ·早在19世纪自然科学发源以前，人类最早掌握的发酵技术是酿酒和制醋，还有酱油、酱品、泡菜、干酪、面包以及沤肥等。 ·该阶段具有以下四个特点： ——特点之一：依靠自然发酵 √人们并不知道微生物与发酵的关系，只是自觉不自觉的应用微生物进行酿造和发酵。 √例如，厌气性发酵技术应用于酿酒，好气性发酵技术应用于制醋。 * ——特点之二：历史悠久 √古埃及和巴比伦在6000多年前，就有酿造啤酒和食醋的记载 √我国人民在8000年～4500年之前，发明了制曲酿酒工艺。在商代，就懂得沤肥技术； √在春秋战国时期，已经掌握了制酱和酿醋技术； √公元7世纪，开始栽培食用菌（西方德国1707年才开始）； √公元10世纪——宋真宗时代，发