生命科学导论——发酵工程（2020年版）.pptx

;;;4;发酵的应用;什么是发酵？;显微镜的产生：观察并描述微生物 列文·虎克 微生物的先驱;;发酵现象的揭示;;对比：蛇毒抗血栓药物生产过程;;;;;16;内 容;;第二阶段: “纯菌培养”发酵阶段， 1900—1940;第三阶段： 深层通气发酵阶段，抗生素，1940-1950;;;;;;?发酵工程：利用微生物/细胞的特定性状，通 过现代工程技术在生物反应器中生产有用物质的 一种技术体系。;;Part1：上游工程-菌种筛选过程;;大量的生物活性大分子是以复杂结构的形式发挥作用;传统的表达系统难以适应异源多聚体活性蛋白的表达;;High Mannose;;;;;;中游工程：发酵菌种扩大培养;中游工程：发酵设备与工艺;参数;;;1.溶解氧（dissolved oxygen, DO）的影响 最适氧浓度（optimal oxygen concentration） 临界氧浓度（critical value of dissolved oxygen concentration） 指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度 溶氧大小与产物的生物合成途径有关，如氨基酸合成；;基质对发酵影响 碳源对发酵的影响 氮源对发酵的影响 无机氮源和有机氮源两类 磷酸盐对发酵的影响 微量元素 如Cu2+，生物素，Mn2+等;;;发酵过程参数监控：;发酵工程技术要求： 明确的代谢路线： 代谢途径优化，代谢调节条件明确，产物代谢流通畅。 严格的生长条件： 温度、pH、DO、营养等条件适宜、基质成分及反应器结构配置合理； 纯种培养条件：规程操作、纯种状态； 恰当的控制条件：灵巧的参数调节、合理的时段设置、经济的成本消耗； 合理的操作方式：种子培养方式（营养细胞/ 孢子）、发酵操作方式（分批、 补料or连续）。;;;;The types of filtration used in biotechnology include: Microfiltration（微滤） Ultrafiltration （超滤） Reverse Osmosis (反向渗透，not discussed here);;;;;化学品 －精细化学品 －大宗化学品 －生物塑料;一、医药和健康领域 –常规发酵产品：抗生素、维生素、激素的生产； –基因工程菌发酵产品：免疫调节剂和保健品、新型药物（人干 扰素、胰岛素、生长激素、乙肝疫苗、抗体等）；;;6;;二、食品酿造领域 醋、酱油、面包、乳酪、酸乳、腐乳、酒等;;;;三、生物能源与资源 –微生物可再生的生物质资源转化。 –微生物提供精细化工和高分子聚合物的??料。 –微生物富集贫矿和微量金属元素；;;;;;Consolidated bioprocessing (CBP) 联合生物加工;;;五、环境保护 –微生物降解有机物、参与元素循环、保持生态平衡； –微生物处理污水、废气和固体废弃物； –微生物对有毒、有害化合物的降解； –污染环境的生物修复；;;