1.3+发酵工程及其应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3 (1).pptxVIP

乙醇糖类作物光合作物汽车CO2第一章发酵工程第3节发酵工程及其应用

青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。早期1瓶规格大概20万单位的青霉素最高卖到一根金条如今1瓶规格160万单位的青霉素注射剂一元青霉素在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢?问1

发酵工程的概念利用微生物的特定功能，通过现代化工程技术，规模化生产对人类有用的产品。对发酵原理的认识微生物纯培养技术建立密闭式发酵罐设计成功严格控制环境条件(温度、pH、溶解氧、压强、营养物、泡沫等)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的基本环节是什么?应用发酵工程能够生产哪些产品呢?问2

一发酵工程的基本环节一生产柠檬酸生产啤酒生产味精黑曲霉啤酒酵母谷氨酸棒状杆菌接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌现代发酵工程使用大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、、罐压、通气量、搅拌、泡沫和等进行监测和控制；还可以进行控制，使发酵全过程处于最佳状态。发酵罐内发酵(中心环节)工工业发酵罐接种量大，发酵之前需对菌种进行扩大培养。（液体培养基）①发酵用菌种多为单一菌种，杂菌混入可能影响产量②培养基和发酵设备都必须灭菌。①从自然界筛选②通过诱变育种③基因工程育种获得①选择原料（一般为低成本、易获取的天然原料）配制培养基②培养基配方需要反复实验生产青霉素黄青霉在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶，将青霉素分解掉。

A1培养物或营养物质的加入口B1观察孔B2取样管D1电动机C4排气管B4pH计C3冷却水排出口冷却夹层发酵液D2搅拌叶轮B3生物传感器装置A4空气入口C1温度传感器和控制装置C2冷却水进入口A2阀门A3放料管编号主要用途A1-A3A4B1-B3B4C1-C3C4D1-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监控微生物数量以及产物浓度调节罐温调节罐压通过叶轮的搅拌，提高溶氧量，使菌种与发酵液充分接触，提高发酵效率以及散热调节PH发酵罐示意图及功能介绍

一发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌同种微生物生长繁殖所需的最适温度和积累代谢物所需的最适温度往往不同。同一微生物由于培养环境pH不同，可能会积累不同的代谢物。分离、提纯产物获得产品这是发酵工程的中心环节①了解发酵进程：随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等。②及时添加必需的营养组分。③严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。现代发酵工程的发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程进行检测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。发酵罐内发酵(中心环节)①产品是微生物细胞：采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥即可②产品是代谢物：根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品

发酵液预处理细胞分离细胞破碎初步纯化高度纯化成品加工细胞破碎分离胞外产物加热调pH沉降离心过滤研磨离心萃取过滤沉淀吸附萃取层析电泳结晶离子交换干燥结晶

发酵工程基本环节分析及应用任务1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？包括：①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；②生产所需代谢物的产量高；③发酵条件容易控制；④菌种不易变异、退化等。2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？①要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制②同时及时添加必要的营养组分。

发酵工程基本环节分析及应用任务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。发酵工程：使用的分离和提纯产物的方法较多。如果发酵产品是微生物细胞本身:采用过滤、沉淀等方法将菌体从发酵液中分离出来;如果产品是代谢物:可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。发酵工程产物都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。

发酵工程基本环节分析及应用任务4.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？不能。因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。

一发酵工程的应用二产物专一生产条件温和原料来源丰富且价格低廉废弃物对环境污染小且容易处理发酵工程的特点在食品工业上的应用在医药工业上的应用在农牧业上的应用在其他方面的应用发酵工程的应用

①生