《发酵工程》.doc

《发酵工程》Fermentation engineering
授课教师:张书祥(Email:zhangshux578@)
第一章绪论
第一节发酵工程的定义、特点、内容
第二节发酵工程的发展历史
第三节发酵工业的应用
第四节发酵工程的发展趋势
第一节发酵工程的定义、特点、内容
1、定义
:
利用微生物的性状和机能,通过现代化工程技术,生产人们所需要产品的过程。如抗生素、酒类、有机酸、基因工程药物等的生产。发酵过程是以微生物反应为核心的,因此,发酵工程又被称为微生物工程。
:生命科学应用于产业方面,称为生物工程学。也就是利用生物体(生物作用剂:微生物、动物细胞、植物细胞等)的机能,通过现代化工程技术,生产人们所需要产品的过程。生物工程包括:发酵工程、酶工程、基因工程、细胞工程。
发酵工程与生物工程的关系
发酵工程是生物工程的重要组成部分,在生物工程中处于中心地位。无论是从微生物得到酶或用基因工程菌获得产品都必须依赖发酵工程技术。发酵工程的发展直接影响生物工程的进一步发展。
2、发酵工业的一般特点:
、糖蜜等碳水化合物(可再生资源)为主,辅料包括一定的无机或有机氮源和少量无机盐。
,因而产品在发酵设备中一次合成。
。
,微生物能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团导入等转化反应,从而获得某些具有一定经济价值的物质。
发酵工程与化学工程、生化工程的比较
工业发酵的过程是依靠微生物细胞生命活动获得目的产物的过程,从根本上区别于化学合成工业和生化工业。在工业化学过程中没有生物活性物质参与催化。工业生化过程属于由酶催化的体外酶反应过程,酶具有生物活性。当酶失活、辅酶耗尽,过程就停止了。
第三节、发酵工业的应用:
发酵工程技术已给人类社会生产力的发展带来了巨大的潜力,解决了人类所面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等重大问题。
:啤酒、葡萄酒、白酒等
:主食品,副食品,调味品,乳制品。
面包、腐乳、酱、酱油、醋、酸乳、色素等
:酒精、***、丁醇、甘油等
:青霉素、链霉素、土霉素等
:柠檬酸、葡萄糖酸、乳酸等
:淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等
:谷氨酸、赖氨酸、精氨酸等
:肌苷酸、肌苷、鸟苷酸等
:维生素、激素、免疫抑制剂等
:活性干酵母(ADY)、单细胞蛋白(SCP)、活性乳酸菌等
:细菌杀虫剂、生物除草剂、钾细菌等
:利用微生物处理废水、污水等
:沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等,能源物质
:利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等
:利用基因重组技术将动、植物细胞的基因转入微生物,通过微生物生产动、植物细胞的产品。产品有胰岛素、生长激素、干扰素、疫苗、单克隆抗体等。
第二章:发酵过程的生物学基础
第一节工业上生产菌种的要求及种类
第二节自然界中生产菌种的来源
第三节菌种的选育、分子育种
第四节菌种的保藏与复壮
第一节工业上生产菌种的要求及种类
1、工业化菌种的要求:发酵工程的目的产物有多种类型,所使用的微生物菌种是多种多样的,但用于大规模发酵生产的菌种,不论是野生菌种,还是突变株,或是基因工程菌株,应该具备如下基本特性:
,简单的培养基大量高效地合成产物。
,不易变异退化,保证发酵生产和产品质量的稳定性。

(在分类学上最好与致病菌无关)
。
,有较高的生长速率,发酵生产的周期较短。
2、工业上常用微生物的种类及功能
(Bacteria)
(Acetobacter):
醋单胞菌:发酵产物为乙醇→醋酸,葡萄糖→葡萄糖酸
醋酸杆菌:发酵产物醋酸→水+二氧化碳
(Lactobacteriaceae):
乳球菌:发酵产物为酸奶、泡菜、调味品等
乳杆菌:发酵产物为酸奶、乳酸等
(Escherichiacoli.)
基因工程重要的宿主菌,食品及公共卫生的指标菌,发酵产物为谷氨酸脱羧