1.3发酵工程及其应用课件高二下学期生物人教版选择性必修3.pptxVIP

第3节发酵工程及其应用

说出说出发酵工程的概念。阐明发酵工程的基本环节。简述发酵工程的优点及应用。

青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素，早期只能从青霉菌中提取少量青霉素，价格贵如金。随着发酵技术的发展，如今一瓶规格160万单位的青霉素注射剂价格只要一元左右，那么工业上究竟是如何生产的呢？发酵工程什么是发酵工程？发酵工程的基本环节有哪些？发酵工程能生产哪些产品呢？从生活中来

微生物纯培养技术的建立密闭式发酵罐的成功设计人们对发酵原理的认识发酵工程形成一、发酵工程的形成

发酵工程指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。大规模生产发酵产品微生物的特定功能现代化工程技术发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯等方面。二、发酵工程的概念

阅读课本22页第2段和图1-9，明确发酵工程的基本环节，并对每个环节进行详细分析。选育菌种扩大培养接种灭菌配制培养基发酵罐内发酵分离提纯产物获得产品三、发酵工程的基本环节

（1）目的:获得性状优良的菌种。（2）菌种来源：自然界中筛选、诱变育种或基因工程育种。（3）菌种选育的重要性（意义）：优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。（4）实例：筛选产酸量高的黑曲霉用来生产柠檬酸；使用基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵、缩短生产周期。1.选育菌种

扩大培养工业发酵罐体积几十~几百m3几~几十m3接入的菌种总体积思考:怎样对菌种进行扩大培养？将培养到增长速率最快时期的菌体分开，再进行培养。（1）目的:获得更多的菌种（2）原因：工业发酵罐的体积一般较大，因此，需要接入的菌种总体积大（数目多）。（3）扩大培养的培养基：一般为液体培养基。2.扩大培养

（1）配制要求①在菌种确定之后，（结合菌种代谢特点）选择原料制备培养基；②在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定（即不断优化培养基）；（2）灭菌原因发酵工程种所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大降低。（3）灭菌目的：避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量*培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌；3.培养基的配制、灭菌

电动机D1排气管C3pH计B3冷却水排出口C2冷却夹层发酵液搅拌叶轮D2生物传感器装置B4空气入口A4放料管A2A3阀门A1培养物或营养物质的加入口B1观察孔B2取样管B5温度传感器和控制装置C1冷却水进入口装置编号主要用途A1-A3A4B1-B5C1、C2C3D1、D2控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养控制溶解氧通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，B2处抽取样品进一步检测通过控制冷水流速调节罐温调节罐压电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中。4.接种：

电动机D1排气管C3pH计B3冷却水排出口C2冷却夹层发酵液搅拌叶轮D2生物传感器装置B4空气入口A4放料管A2A3阀门A1培养物或营养物质的加入口B1观察孔B2取样管B5温度传感器和控制装置C1冷却水进入口现代发酵工程使用的发酵罐的优点：均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制，还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。4.接种：

1）发酵过程的监测与调控：-要在发酵过程中随时取样，检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程；-及时添加必需的营养物质组分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物；-严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件，已获得所需的发酵产物。—发酵工程的中心环节！！！温度：原因：微生物分解有机物释放的能量，机械搅拌也会引起温度升高。方法：常用冷却水进行温度的调节pH:原因：培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。方法：是在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。思考：发酵过程中温度和pH会改变吗？如何调节发酵液的温度和pH?5.发酵罐内发酵

2）为什么要严格控制发酵条件？①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；实例——谷氨酸发酵P23②严格控制发酵条件，使发酵全过程处于最佳状态。—发酵工程的中心环节！！！5.发酵罐内发酵

发酵产物类型获得产品的方法微生物细胞代谢物过滤、沉淀等方法适当的提取、分离和纯化措施6.产品的分离、提纯7.获得产品

选育菌种扩大培养配置培养基灭菌接种发酵罐