认识发酵工程 发酵工业的特点与范围

1.3发酵工业的特点与范围
2、发酵工程的应用范围 2.1根据产品类型划分 （1）微生物菌体的培养与发酵生产： 属于食品发酵产品范围的有酵母菌、单 细胞蛋白、螺旋藻、食用菌、活性乳酸 菌和双歧杆菌等益生菌；涉及其他发酵 产品范围的还有人畜用活菌疫苗、
应用范围
生物杀虫剂(杀鳞翅目、双翅 目昆虫的苏云金芽孢杆菌、蜡样 芽孢杆菌菌剂；防治松毛虫的白 僵菌、绿僵菌菌剂)。特点：细胞 的生长与产物积累成平行关系， 生长速率最大时期也是产物合成 速率最高阶段，生长稳定期产量 最高。
1.3发酵工业的特点与范围
（2）微生物酶的发酵生产：目前工业用酶大多来自微生物发酵 产生的胞外酶或胞内酶，再经分离、提取、精制得到酶制剂，酶制 剂的种类主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖苷酶、支链淀粉酶、 蔗糖酶、乳糖酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶、碱性蛋白酶、酸性蛋 白酶、中性蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、凝乳酶、过氧化氢酶；还有 某些用于医药生产和医疗检测的药用酶，如青霉素酰化酶、胆固醇 氧化酶、葡萄糖氧化酶、氨基酰化酶；用于传统酿酒工业的各种酒 曲的生产可看成是复合酶制剂的生产。现在已有很多酶制剂加工成 固定化酶，使发酵工业和酶制剂的应用范围发生重大变化。生物合 成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在 菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。
微生物基因工程菌发 酵的新型医药产品，如乙 肝疫苗、干扰素
（12） 医药工业
（13） 微生物性功能 食品发酵工业
黄原胶、海 藻糖、食用色 素、Nisin
（14） 食品添加剂 发酵工业
低聚糖、真菌多 糖、活性肽、活性微 量元素、功能性不饱 和脂肪酸
（15） 环境净化 发酵工业
微生物探矿、 采油和石油发酵 脱硫
（7）氨基酸工业(丝氨酸、苯丙氨 酸、天冬氨酸、赖氨酸，腺苷蛋氨酸 等)；
分类
（8）核苷酸工业(环磷腺苷、 肌苷酸、肌苷等)；
（9）维生素工业(维生素B2、 维生素B12、维生素C等)；
（10）生理活性物质工业(激 素、赤霉素等)；
（11）微生物菌体蛋白工业(酵 母、单细胞蛋白、菌体活性饲料等)；
1 葡萄酒、
白酒
分类
酒精、 丙酮、丁醇
（2）食品工业
青霉素、头孢霉素、 链霉素、土霉素
酱油、食醋、 腐乳、酸乳
（3）有机溶剂工业 （4）抗生素工业
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（5）有机酸工业(乳酸、柠檬酸、 葡萄糖酸等)；
（6）酶制剂工业(淀粉酶、蛋白酶、 脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、植酸 酶等)；
（3）反应的专一性 发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的， 反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物。
发酵工业的特点
（4）产物的多样性 由于生物体本身所具有的反应机制，能专 一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合 物进行特定部位的生物转化修饰，也可产生比 较复杂的高分子化合物。
（5）生产的非限制性 发酵生产不受地理、气候、季节等自然条 件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来 生产多种多样的发酵产品。
代谢
产物
发酵
生产
食品添加剂、有机溶剂、抗生素、生物能源物质（酒精、生物柴油、氢氧型微生物电池）、激素、生长素等。 特点：各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢或停止生长时期即稳定期所产生的，来自于中间代谢产物和初级 代谢产物。
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（4）生物转化发酵：利用生物细胞中的一种或多 种酶作用于某一底物的特定部位(基团)，使其转化为结 构类似并具有更大经济价值的化合物的生化反应。生 物转化的最终产物不是生物细胞利用营养物质经过代 谢而产生，而是生物细胞中的酶或酶系作用于某一底 物的特定部位(基团)，进行化学反应而形成。生物转化 包括脱氢、氧化、脱水、缩合、脱羧、羟化、氨化、 脱氨、异构化等。其特点是特异性强(反应的特异性强、 结构位置的特异性强、立体的特异性强)、工艺简单、 操作方便、条件温和、环境污染小。发酵工业中最重 要的生物转化是高附加值化合物的生产，如结构类似 的同族抗生素、类固醇、前列腺素的生产。
（16） 冶金发酵工业
废水和污水 的生物处理
1.认识发酵工程
1.3 发酵工业的特点与范围
1.3发酵工业的特点与范围
（1）条件的温和性 发酵过程一般都是在常温常压下进行 的生物化学反应，反应条件比较温和。
（2）原料的廉价性 可采用较廉价的原料(如淀粉、糖蜜、玉米 浆或其他农副产品等)生产较高价值的产品。有 时甚至可利用一些废物作为发酵原料，变废为 宝，实现环保和发酵生产的双层效益。
1.3发酵工业的特点与范围
（5）微生物特殊机能的利用 （微生物废水处理和其他）：利 用微生物消除环境污染（生产生 物 可 降 解 塑 料 聚 羟 基 丁 酯 PHG ） ；
应用 范围
利用微生物发酵保持生态平 衡；微生物湿法冶金；利用基因 工程菌株开拓发酵工程新领域。
1.3发酵工业的特点与范围 2.2根据产业部门划分 若将发酵工业的范围按照产业部门划分，大致可分为以下16类:
1.3发酵工业的特点与范围
（3）微生物代谢产物的发酵生产：微生物的代谢产物有初级代谢产物、中间代谢产物、次级代谢产物，为了 提高代谢产物的产量，需要对发酵微生物进行遗传特性的改造和代谢调控的研究。利用发酵工程技术生产的 微生物代谢产物主要有氨基酸、核苷酸、维生素、有机酸、脂类、功能性食品活性成分.