微生物与发酵工程

五．发酵工程面临的现实问题

1.理论相对滞后；

2.对霉菌和放线菌的研究相对较少; 3.对细菌和酵母菌的研究跟不上发展

六．发酵工程发展的关键技术



1.基于组学技术的高通量菌种改造和帅选平台； 2.基于组学和生物信息学的代谢途径分析与优化； 3.基于实时代谢流分析、代谢途径模型和智控工程 的集约型发酵过程控制与优化技术； 4.基于发酵液及产品特性的高收率、低成本、高质 量和环境友好想集成型提取精制技术； 5.基于源头防治与过程监控的资源节约与废物资源 化清洁生产技术。
实例：谷氨酸发酵
谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌 1.菌种选育： 自然分离、人工诱变 基因工程、细胞工程 2.培养基的配制： 五种因子 物质种类、比例、适宜的PH
3.灭菌：高压蒸汽灭菌
4.扩大培养和接种： 无菌条件
5.发酵过程：控制各种条件生产发酵产品 (通入无菌空气并不断搅拌) 6.分离提取产物 菌体：用过滤、沉淀等方法 代谢产物：用蒸馏、萃取、离子交换等方法
从自然界分离的菌种 诱变育种 基因工程 生产用菌种 扩大培养 接种 细胞工程 原 料 灭菌
发酵罐 发酵条件控制
分离 提纯
培养基配置
微生物菌体
代谢产物
产
品
四．发酵工程的关键技术问题
1.微生物能够积累最大目的产物的条件是什 么； 2.底物最多被微生物转化为产物的条件是什 么； 3.微生物最快速度发酵生产目的产物的条件 是什么
发酵工程的应用

在医药工业方面：生产药品和基因工程药品

在食品工业方面：生产传统发酵产品、食品 添加剂、单细胞蛋白(菌体)等
八. 发酵工程发展前景
微生物发酵有很大的发展空间。微生物制造是有发 展的特点和投资的热点，发展方向比较广，不过在 发展过程中的核心技术和资金瓶颈一直困扰着企业。 微生物发酵与人民的吃穿息息相关，同时与国家的 节能减排大政方针密切联系，与国家的循环经济是 分不开的。发酵技术随着时代的发展而不断向前发 展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生 物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而 且和基因工程技术的结合使它如虎添翼。

发酵罐示意图
加料口
电动机 pH检测及 控制装置 排气口
搅拌器
冷却水 出口
培养液
冷却水 进口 放料口 无菌空气
二．发酵工程菌的特点
1.能在廉价原料制成的培养基上迅速生长； 2.培养条件易于控制； 3.生长速度快，产能高，发酵周期短； 4.菌种纯粹，抗噬菌体，非病原菌

三发酵工程研究的内容


1.废物处理：绿色制造工艺的开发，利用微生物细胞或酶的 生物催化功能，进行大规模的物质加工与转化的先进生产方 式； 2.针对高污染、高耗能的化学工业工程，以生物加工取代化 学加工； 3.采用酶技术等方法，改造造纸、皮革、纺织、医药、食品 等行业 4.发酵产品分离提取工艺：发酵产品高效提取技术与装备 5.生物反应与产物分离的耦合技术； 6.新型分离介质和新型分离方法
微生物与发酵工程
制作者：xxx 环境工程1班
一．发酵工程简介
1发酵：采用现代工程技术手段，利用微生物 的某些特定功能，为人类生产有用的产品， 或直接把微生物应用于工业生产过程的一种 新技术。 2发酵工程：利用微生物的生长繁殖和代谢活 动来大量生产人们所需产品过程的理论和工 程体系。 3发酵工程的发展历史：分六个阶段
七．发酵产物的类型
1.微生物菌体：经过培养微生物并收获其细 胞作为发酵产品； 2.微生物代谢产物； 3.微生物酶：通过获取微生物的酶作为发酵 产品； 4.微生物转化产物。

发酵过程注意事项
温度 30-37◦C Ph 7-8 , 当酸性时，生成乙酰谷氨酰胺
氧气 其为好氧菌，氧不足时，生成乳酸或琥珀酸 分离提纯 用适量的Na2CO3溶液中和，过滤，浓缩， 离心后制成味精