微生物发酵工程课件第1章 绪论.pptVIP

微生物发酵工程 1. 绪论2. 工业上常用的微生物3. 生产菌株的选育4. 微生物发酵过程5. 发酵工艺控制6. 发酵动力学7. 发酵方式（一） 分批、补料、高密度、工程菌 1.微生物发酵工程: (1)生物技术:　从广义上说，生物技术是利用有机体的操作技术。现代生物技术是以DNA重组技术的建立为标志，已成为一们多学科纵横交叉的新兴和综合性技术。  农业生物技术  分子生物学 医药生物技术 微生物学 生物技术疫苗 生物化学 ????????????? 现代生物技术 ???????????? 生物技术诊断 细胞生物学 家畜生物技术  化学工程 海洋生物技术 环境生物技术 “高技术研究发展计划纲要”中将生物技术列于航天技术，信息技术，激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术之首。国家科委制订“中国生物技术政策纲要”给出的生物技术的定义：  以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。 先进的工程技术指：基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程 2 微生物发酵工程的内容和发展史 (1) 发酵产物的类型: a. 产物是微生物菌体本身, SCP 菌体蛋白?PHB?趋磁细菌； b. 产品是微生物的初级代谢产物或次级代谢产物； c. 产品是微生物代谢的转化产物； d. 微生物作用下完成一个生物过程。 @ 初级代谢产物: ：将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢生成维持生命活动的物质和能量的工程，称为初级代谢?这一过程的产物 如：氨基酸等。 @次级代谢产物：是指微生物在一定的生长时期、以初级代谢产物为前体、合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程?这一过程的产物即为次级代谢产物。有人把超出生理需求的过量初级代谢产物也称为次级代谢产物。有人把超出生理需求的过量初级代谢产物旷也称为次级代谢产物。次级代谢产物包括：抗生素、激素、生物碱、色素、维生素等。 （2）微生物工业的范围: 越来越深地同国民经济各部门发生关系， 涉及的范围十分广泛，而且越来越大，大致可分为下列十几类: 　 利用微生物合成生物降解材料 ----聚羟基脂肪酸脂 (Polyhydroxyalkanoate?PHA)　　众所周知，微生物的营养因素包括：碳源、氮源、无机盐、微量元素、水和生长因子（氨基酸、维生素和嘌呤或嘧啶）?当 环境中，缺少氮源而碳源浓度又比较高时、一部分微生物体内就积累一些颗粒、被分离纯化后即为具有热塑性的生物降解高分子材料。现已知有300余种细菌可以积累单体在90种以上的 PHA? (3) 微生物发酵的沿革  ① 天然发酵阶段:  人们不知发酵的原理。利用天然发酵现象制成各种酒类和食品等。  ② 纯培养技术的建立 1680年 Leewenhock 显微镜（270倍）  19世纪中叶 Pasteur的实验证明发酵原理“发酵之父”  1872年 Brefeld 创建了霉菌培养方法“近代细菌之父”  1878年 Hansen 建立了啤酒酵母的纯培养法? 1881年 Koch完成细菌纯培养技术  1905年 Nobel Prize确立了单种微生物的分离培养技术。 1897年 Buchner酵母与砂混合磨碎、细胞萃取同样使酒精发酵—”酶” 第一次世界大战Weizman发明了丙酮-丁酮发酵、实现工业化。 第二次世界大战藤三郎发明用砂糖发酵制取正丁醇在反应成异辛烷。   ⑤ 开拓发酵原料时期 1960---- 1970年 由于世界粮食资源的缺乏，开展发酵原料多样化