微生物工程简介(精)
环境工程微生物学
环境工程微生物学一、名词说明：1.微生物：微生物是是一类形状微小，结构简单，单细胞或多细胞的低等生物的通称。
2.原核微生物：原核微生物的核专门原始，只是ＤＮＡ链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露与细胞质没有明显的界限，称为拟核或似核，也没有细胞器，不进行有丝分裂。
3.真核微生物：真核微生物有发育完好的细胞核，核内有核仁和染色质．有核膜将细胞核和细胞质分开，使两者有明显的界限．有高度分化的细胞器，进行有丝分裂。
4.环境工程微生物学：是讲述微生物的形状、细胞结构及其功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁育、遗传、与变异等的基础知识；讲述栖息在水体、土壤、空气、都市生活污水、工业废水和都市有机固体废物生物处理，以及废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染土壤的治理与修复等环境工程净化的原理。
二、简答题：1.微生物的种类；微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。
2.微生物的特点；○1个体极小；○2分布广，种类繁多；○3繁育快；○4易变异。
第一章非细胞结构的超微生物——病毒一、名词说明：1.病毒：没有细胞结构，专性活细胞寄生的一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微非细胞生物。
2.噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。
3.溶原性：病毒感染细菌后，其基因组整合到宿主的染色体中，在宿主内进行复制同时引起细菌细胞的裂解。
那个过程称为溶原性。
4.亚病毒：是一类结构和组成比真病毒小，简单，仅有核酸或蛋白质组成，能够侵染动物和植物的病原体。
5.类病毒：是比病毒更加小的致病感染因子。
只含具侵染性的RNA组分。
6.拟病毒：又称类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星，是一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。
7发酵工程制药
上游工程
UPSTREAM PROCESSES - genetics, cell … - inoculum development - media formulation - sterilization - inoculation
FERMENTATION Process Control
Fermentation engineering
发酵菌种的选育要求
➢ 生产力：能在廉价的培养基上迅速生长，所需的 代谢产物的产量高，其它类似代谢产物少。
➢ 操作性：培养条件简单，发酵易控制，产品易分 离。
➢ 稳定性：抗噬菌体能力强，菌种纯粹，遗传性状 稳定、不易变异退化。
➢ 安全性：非病源菌，不产有害生物活性物质或毒 素。
菌种选育
诱变育种的理论依据是DNA分子结构的改变。 分为：
技术等高新技术应用阶段。
Fermentation engineering
上游工程
发酵工程组成
从广义上讲，由三部分组成： 上游工程、发酵工程、下游工程
UPSTREAM PROCESSES
FERMENTATION Process Control
下游工程
DOWNSTREAM PROCESSES
Fermentation engineering
培养中的细胞经过4个生长阶段：
（1）延迟期 （2）指数生长期 （3）静止期 （4）衰亡期
产链霉素
金霉素链霉菌(Streptomyces aureofaciens) 产金霉素
红霉素链霉菌(Streptomyces erythreus) 产红霉素
龟裂链霉菌 (Streptomyces rimosus)
产土霉素
放线菌之诺卡氏菌属 (Norcadia)
微生物工程
微生物复习资料1.发酵工程：即微生物工程。
是渗透有工程学的微生物学，是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合，具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体本身，或其代谢产物的过程。
2.菌种：用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物，包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
来源于自然界大量的微生物，从中经分离并筛选出有用菌种，再加以改良，贮存待用于生产。
3.培养基：供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。
有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。
4.菌种退化：菌种的发酵能力降低、繁殖能力降低、发酵产品的得率降低5.下游技术：发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程称为下游加工过程6.工业微生物育种方法：A、自然选育；B、生产选育；C、诱变育种；D、细胞工程育种E、基于代谢调节的育种；F、代谢工程育种G、基因重组育种；H、蛋白质工程育种；J、组合生物合成育种；K、反向生物工程育种7.菌种选育目的：改善菌种的特性，使产量提高，改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用等8.影响微生物生长的环境因素：温度ph 氧9.好氧发酵罐：机械搅拌式通风发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐和塔式发酵罐10.影响种子质量的主要因素1、培养基：2、种龄与接种量3、斜面冷藏时间4、温度：温度直接影响生长和酶的合成；5、pH值：对微生物有明显的影响。
[调节方法有三种方法：用酸碱溶液中和法；使用缓冲溶液法；使用生理缓冲剂.]6、通气搅拌：[溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用]7、泡沫：8、染菌的控制9、种子罐级数11）大规模工业生产的培养方法A、固体培养（曲法培养）：浅盘固体培养，深层固体培养B、液体培养：浅盘液体培养，液体深层培养（目前几乎所有的好气发酵均采用此法）；C、载体培养：用天然（或人工）多孔材料代替麦麸之类固态基质作微生物生长的载体，营养成分可严格控制。
(完整版)微生物工程重点
第一章微生物工程的组成部分：（1）上游工程（2）生物反应过程（3）下游工程微生物工业产品类型：（1）代谢产物初级代谢产物、次级代谢产物、基因工程外源蛋白（2）菌体活性微生物、富含有用物质的微生物（3）酶制剂α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等（4）转化产品甾体激素、抗生素、前列腺素（5）机能利用净化环境、生态平衡、探矿、采矿等发酵工业概念：发酵工业是传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术，生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
次级代谢：是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。
次级代谢产物：通过次级代谢合成的产物，是微生物在生长的稳定期合成具有特定功能的代谢产物，与菌体的生长繁殖无明确关系，它们的生物合成具有特异性。
如抗生素，植物碱等。
微生物工程的特点是什么？发展趋势如何？特点：（1）原料广，价格低（2）微生物种类多，分布广，具有可变异性（3）反应条件温和（4）发酵途径多样化，产品多样化（5）生长繁殖速度快，生产周期短（6）需要控制生产环境，避免杂菌污染发展趋势：微生物工程结合了基因工程、酶工程、细胞工程技术，现代生物技术的快速发展给微生物工程提供了巨大的发展空间。
如： 1、菌种技术：菌种的筛选（极端微生物、转基因菌种)2、发酵技术：发酵培养基制备技术、发酵路线的优化和控制3、微生物工程下游分离、纯化技术。
第二章简要分析工业微生物菌种的基本要求？（1）具备高产目的代谢产物的能力（2）生长繁殖力强，较高的生长速率，发酵周期短（3）能利用低价格、来源广的农副产品原料，发酵成本低（4）培养条件要求不高，培养条件易于控制（5）无副产品或少副产品（6）有稳定的遗产性状，不易变异和退化。
以保证产品的稳定性（7）非病源微生物。
第三章工业微生物的代谢调节和代谢工程微生物的代谢：代谢是细胞内所有的生物化学过程的总称，包括物质代谢和能量代谢两个方面。
微生物发酵工程概述-课件 (一)
微生物发酵工程概述-课件 (一)
微生物发酵工程是指利用微生物在特定条件下对有机物进行代谢转化，以获得有用产物的一种技术。
微生物发酵工程又被称为微生物工艺学，被广泛应用于食品、医药、化学、农业等领域。
微生物发酵工程的主要过程包括培养微生物、加入发酵基质、维持发
酵条件、采集发酵产物等。
发酵基质通常是含有碳源、氮源、矿物质
等营养成分的液体或固体，通过调节基质中各成分的比例和浓度，可
以影响微生物的生长速率和代谢产物的种类和量。
微生物发酵工程的应用十分广泛。
在食品行业中，例如酿造啤酒、葡
萄酒、酸奶等，通过微生物代谢作用获取大量的发酵产品；在医药领域，利用微生物发酵工程可以大规模合成药物，如青霉素、链霉素、
抗肿瘤药物等；在化工行业，则可以生产酒精、有机酸、氨基酸、酶
制剂等。
微生物发酵工程的兴起始于20世纪初。
在过去的几十年中，随着生命
科学、材料科学、信息技术等多种学科的发展，微生物发酵工程也得
到了更深入的研究和更广泛的应用。
在微生物种类、发酵工艺、发酵
产物种类和质量等方面，都产生了重大的变化和进展。
总之，微生物发酵工程作为一种可持续发展的技术，在工业、农业、
医药、环保等诸多领域具有广泛的应用前景。
未来，随着各种新兴科
学技术的不断涌现，微生物发酵工程也将继续发展和创新，为人们创
造更多的价值。
微生物工程课程教学大纲
微生物工程课程教学大纲课程名称：微生物工程（Microbiology Engineering)课程编码:1313073214课程类别：专业课总学时数:60课内实验时数:24学分:2.5开课单位：生命科学学院生物技术教研室适用专业：生物技术适用对象:本科(四年）一、课程的性质、类型、目的和任务微生物工程又称发酵工程，是生物技术专业的专业必修课。
发酵工程是一门综合性很强的课程，涉及到数学、化学、生物学、生物化学、微生物学、物理化学、有机化学、化工原理等多个学科,基础理论性和实践性均很强，同时要求基础理论和生产实践密切结合.在课程讲授过程中，将要按照微生物发酵生产的全过程阐明各个阶段、各种产品生产的原理和技术，讲解理论知识的同时，又重点突出生产的工艺操作和控制技术等实际问题。
因此，该课程需要在理论教学的同时，配合实验的实践环节，也要求学生建立实际生产的概念，在实践中巩固本课程的教学效果，学生利用实验、参观、实习、社会实践等机会，培养分析问题和解决问题的能力。
学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离,建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力,动手能力也将有所提高。
二、本课程与其它课程的联系与分工本课程与微生物学、生物化学、高等数学、物理化学、化工原理、有机化学等课程有联系,宜在前述课程开设后开设。
三、教学内容及教学基本要求［1]表示“了解”；[2］表示“理解”或“熟悉”；［3］表示“掌握”;△表示自学内容；○表示略讲内容;第一章绪论发酵工程定义［1］;发酵工程的发展史［1];发酵工程的特点［3];发酵工程的分类及应用[2]；发酵工程与现代生物技术的关系[1］;国内外发酵工业概况及其发展趋势［1]；重点：发酵工程的特点难点:发酵工程与现代生物技术的关系教学手段:多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法作业：1．发酵工程的传统概念与现代意义上的概念各指什么?2．发酵工程与传统酿造、化学工程相比有什么特点？课外活动:查阅一种发酵产品的发展现状及与世界先进水平的差距。
微生物工程教学大纲
微生物工程教学大纲
一、课程简介
微生物工程是应用微生物学和工程学的原理和方法，研究和开
发微生物的活性代谢产物及其在工业、农业、医学等领域的应用的
学科。
本课程旨在培养学生对微生物工程的基本理论和实践技术的
掌握，使其具备从事微生物工程相关研究与应用的能力。
二、教学目标
1. 了解微生物工程的基本概念、发展历程和研究领域。
2. 掌握微生物工程实验的基本操作技能和实验室安全操作规范。
3. 熟悉微生物工程的典型研究方法、技术和设备。
4. 理解微生物工程在工业、农业、医学等领域中的应用。
5. 培养学生的创新思维和科学研究能力。
三、教学内容
1. 微生物工程的基本概念与发展历程
- 微生物工程的定义和基本概念
- 微生物工程的发展历程及现状
- 微生物工程的研究领域和应用前景2. 微生物工程实验室安全与操作规范 - 实验室安全的意义和重要性
- 实验室安全管理的基本要求
- 微生物工程实验室的安全操作规程3. 微生物生长与培养技术
- 微生物生长曲线及其解释
- 常用微生物培养技术和设备
- 微生物细胞工厂的构建与优化4. 微生物代谢途径与调控
- 微生物代谢途径的基本特点
- 代谢调控的机制和方法
- 代谢工程的应用和展望。
微生物与发酵工程 经典知识荟萃
纯培养技术的建立
Koch首先发明固体培养基，建立细菌 的纯粹培养 Petri创造一种培养皿(petri dish)用于 微生物平板分离 Winograsky和 Beijerink发明富集培 养法，分离特定的微生物 主要产品：酵母、甘油、乳酸、丙酮丁醇 等
/jpkc
初始 条件
过程 分析
过程 强化
过程 优化
1 基于组学技术的高通量菌种改造和筛选 2 基于组学和生物信息学代谢途径分析优化
3 基于实时代谢流分析、代谢途径模型 与自动控制技术的发酵过程优化控制
4 基于发酵液及产品特性的高收率、低
成本、高质量和环境友好的提取精制 技术集成 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集成
自然发酵阶段
主要是酿造工业 主要产品：酒、酒精、醋、 啤酒、干酪、酸乳等 17世纪，能在容量为1500桶（一桶约136升）的 木质大桶中进行第一次真正的大规模酿造 1757年应用温度计；1801 使用原始热交换器 主要特点：嫌气发酵，非纯种培养 ，产品质 量不稳定
/jpkc
/jpkc
侧重产品的生产：
发酵是利用微生物培养来生产产物
工业 微生 物学 家
的无氧或需氧的任何过程
利用生物细胞（包括动、植物细胞）
培养来生产产物的所有过程？（需氧过程、细胞工程）
/jpkc
发酵现象的本质
发酵工程的基本过程 1、菌种的选育
要想通过发酵工程获得在种类、产量和 质量等方面符合人们要求的产品，最重 怎样才能得到 要的是要有优良的菌种。
优良的菌种呢？
•如果生产的是一般微生物不能 合成的产品
•如果生产的是微生物直接 合成的产物 可以从自然界中先分离出相 应的菌种，再用物理或化学 的方法使菌种产生突变，从 突变个体中筛选出符合生产 要求的优良菌种。
现代微生物工程简介
6、醋酸菌 (Acetobacter)
G－，椭圆、杆状，单生、成对或成链，不形成芽 孢，好氧微生物
能把酒精氧化成醋酸 分两群： 1）只将乙醇氧化成醋酸 2）将产生的醋酸继续氧化成CO2和水
7、棒状杆菌 (Corynebacterium)
细长的杆菌，因菌体的一端或两端粗大（呈棒状）而 得名 。 需氧或兼性厌氧 以葡萄糖为原料发酵产生酸，是谷氨酸和其他氨基酸 的高产菌
二、微生物工程的地位与作用
生
微 生 物 工 程
物
细 胞 工 程
工
基 因 工 程
程
酶 工 程
微生物工程
是生物工程的重要组成和基础， 是生物技术产业化的重要环节。它 将微生物学、生物化学和化学工程 的基本原理有机结合起来，广泛而 深入地揭示了发酵过程的本质。
三、微生物工程发展简史
1、传统的微生物发酵技术——天然发酵
4、诺卡氏菌属 (Norcadia)
一般无气丝，基丝培养十几小时形成横隔，并 断裂成杆状或球状孢子。 菌落较小，边缘多呈树根毛状。 生产利福霉素、蚊霉素 等
5、孢囊链霉菌属 (Streptosporangium)
孢子丝盘卷成球形孢囊，内形成孢囊孢子，孢囊孢 子无鞭毛 产可抑制细菌、病毒和肿瘤的多霉素
3、第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术
出现于20世纪40年代，以抗生素（青霉素）的生产为标志 青霉素的发现与大量需求
表面培养法(surface culture) 效价40U/mL，纯度20%，收率30%
深层培养技术（submerged fermentation) ——机械搅拌通气发酵 链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、四环素等 抗生素工业的发展促进了其他发酵产品的出现，如氨基酸发 酵工业 好氧发酵，初级、次级代谢产物
(完整版)微生物工程名词解释
微生物工程”：是指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。
微生物工程特点①一般操作条件比较温和；②原料来源丰富，价格低廉，一般都是可再生资源。
③过程反应以生命体的自动调节方式进行；④能够容易地生产复杂的高分子化合物，可以导入复杂基团；能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等；⑤生产产品的生物体本身也是产物，一般污染较小；⑥生产设备较简单。
⑦生产过程中，需要防止杂菌污染；⑧菌种性能被改变，从而获得新的反应性能或提高生产率；工业育种：是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改通过改造。
诱变育种：就是利用诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。
表型延迟：分离性延迟、生理性延迟是指微生物通过自发突变或人工诱变而产生新的基因型个体所表现出来的遗传特性不能在当代出现，其表型的出现必须经过2代以上的复制。
杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株的一种育种方法。
原生质体融合：首先用酶分别酶解两个出发菌株的细胞壁，或者使用抗生素抑制胞壁的合成，在高渗环境中释放出原生质，将它们混合，在助融剂或电场作用下，使它们互相凝集，发生细胞融合，实现遗传重组的方法。
营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力，必须在其基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。
基因重组育种：是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因，再借助于病毒、细菌质粒或其他载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达，或者通过细胞间的相互作用，使一个细胞的优秀性状经其间遗传物质的交换而转移给另—个细胞的方法。
渗透突变株：一种遗传障碍不完全的营养突变型，其特点是酶的活力下降但不完全丧失，使其能少量合成末一代谢产物，但产物的量又不造成反馈控制。
微生物工程教学大纲
微生物工程教学大纲一、课程简介微生物工程是一门应用生物学与工程学相结合的学科，它以微生物为研究对象，通过对微生物的培养、改造和利用，开展相关研究与应用。
本课程旨在培养学生对微生物工程的理论与实践应用能力，让学生了解微生物工程的基本原理、技术和在工业生产、环境保护等领域的应用。
二、课程目标1. 了解微生物工程的基本概念、发展历程和研究领域。
2. 掌握微生物工程的基本原理和相关实验技术。
3. 能够设计和实施微生物工程的实验及相关研究项目。
4. 了解微生物工程在工业生产、环境保护、医药等领域的应用及其对社会经济发展的重要作用。
三、课程内容1. 微生物工程概述1.1 微生物工程的定义和研究领域1.2 微生物工程的发展历程1.3 微生物工程与其他学科的关系2. 微生物工程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢特性2.2 微生物培养技术及其影响因素2.3 微生物工程中的代谢工程和遗传工程3. 微生物工程实验技术3.1 微生物分离与培养技术3.2 微生物鉴定及其相关技术3.3 微生物发酵和生物转化技术3.4 微生物检测和分析技术4. 微生物工程在工业生产中的应用4.1 微生物工程在食品工业中的应用4.2 微生物工程在医药工业中的应用4.3 微生物工程在化工工业中的应用4.4 微生物工程在环境保护中的应用5. 微生物工程的未来发展及趋势四、教学方法1. 授课：教师主讲课程内容，注重概念的讲解和原理的阐述。
2. 实验：组织学生进行相关实验操作，培养实践能力和动手能力。
3. 讨论：鼓励学生参与课堂讨论，交流和分享相关经验和观点。
4. 案例分析：分析和讨论微生物工程在实际应用中的案例，加深理解和应用能力。
五、评价及考核方式1. 平时表现：课堂参与、作业完成情况等。
2. 实验报告：实验设计、实验操作能力、数据结果分析等。
3. 期末考试：综合考核学生对课程所学内容的理解和掌握程度。
六、教材及参考资料1. 主教材：《微生物工程导论》，作者：XXX。
微生物工程
微生物发酵工程1.微生物工程（Microbial engineering）：是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系；是将传统发酵与现代DNA 重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
2.微生物的随机分离法：针对有些微生物的产物对产生菌的筛选没有直接的选择性指示作用而采用的分离方法。
常用的方法有：稀释混合倒平板法、稀释涂布平板法、平板划线分离法、稀释摇管法、液体培养基分离法、单细胞分离法，选择培养分离法等。
3.微生物的施加选择性压力分离法：利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同，如温度、PH、渗透压、氧气、碳源、氮源等，人为控制这些条件，使之利于某类或某种微生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势，而得以快速分离纯化的目的。
4.代谢的负反馈抑制：在生物当中尤其是在酶的作用机制当中是指:一种代谢反应被其反应产物所抑制的现象，是调节细胞代谢最主要的机制。
5.前体：某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。
6.促进剂：促进剂是一类刺激分子，它们并不是前体或营养，这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢，或促进中间代谢产物的积累，或提高次级代谢产物的产量。
7.抑制剂：抑制剂是一类刺激因子，在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时刺激另一代谢途径，以致可以改变微生物的代谢途径。
8.孢子培养基：孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基，对这种培养基的要求是能使菌 体迅速生长，产生较多优质的孢子，并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。
9.种子培养基：种子培养基是供孢子发芽，生长和菌体繁殖的，对这类培养基碳源应该提供速效碳源。
10.发酵培养基：发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
微生物与发酵工程(精)
微生物与发酵工程微生物是指形体微小、结构简单、通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看清楚的生物。
第一节：微生物的类群微生物比较表：微生物 细菌 放线菌 蓝藻支原体 真菌原生生物第二节：微生物的营养、代谢和生长一、微生物的营养1．微生物需要的营养物质、来源及功能2．微生物培养基的配制原则（1） 目的明确：培养不同的微生物选用不同的材料 （2） 营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例（3） PH 要适宜：不同的微生物适宜生长的PH 范围不同 3．培养基的种类培养基是一种人工配制的、适合微生物生长或产生代谢产物用的混合养料。
其分类如下：（2）固体培养基：用于微生物的分离、计数半固体培养基：用于观察微生物的运动、鉴定、保藏菌种液体培养基：用于工业生产根据化学成分分为：合成培养基：用已知成分的化学物质配成天然培养基：用成分不明确的天然物质配成，用于工业生产二、微生物的代谢定义：微生物代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应。
特点：由于微生物的表面积与体积比很大，有利于与外界环境进行物质交换，所以其代谢异常旺盛。
2． 微生物代谢的调节主要有两种调节方式：酶合成的调节和酶活性的调节。
两种方法同时存在，密切配合相互协调。
3． 微生物代谢的人工控制酶合成调节（基因表达的调控） 组成酶：微生物中一直存在，受遗传物质控制的酶 诱导酶：环境中特定物质诱导下合成的酶酶活性调节 （酶结构的变化）代谢产物积累过量时就会抑制酶的活性 特点是：快速、精细。
措 施 改变微生物的遗传特性：例如诱变处理 控制发酵条件：例如改变细胞膜的透性三、微生物的生长1．微生物群体生长的规律（1）微生物群体生长的测定方法：A．测定细菌的细胞数目：样品与等量的已知含量的红细胞混合，用显微镜计数，得出细菌与红细胞的比例，推算出单体体积内的细菌数。
B．测重量：计算细胞总的重量（2）生长规律：2．影响微生物生长的环境因素（1）温度：最适温度是25－370C。
微生物工程工艺原理公式汇总
微生物工程工艺原理公式汇总摘要：一、微生物工程工艺原理简介1.微生物工程定义2.微生物工程发展历程3.微生物工程应用领域二、微生物工程基本工艺原理1.菌种选育与培养2.培养基的配制与灭菌3.微生物发酵过程4.分离与纯化技术三、微生物工程公式汇总1.微生物生长速率公式2.细胞浓度与生长速率关系公式3.营养需求与生长速率关系公式4.微生物发酵过程中的其他相关公式四、微生物工程在我国的发展与应用1.我国微生物工程的发展现状2.我国微生物工程的优势与挑战3.微生物工程在我国主要应用领域的发展正文：微生物工程是一门研究微生物的培养、繁殖、代谢、调控及其应用的学科。
它的发展历程可以追溯到数千年前的发酵工艺，而现代微生物工程则是在20 世纪初期随着细菌学和生物化学的发展逐渐形成。
微生物工程广泛应用于医药、食品、农业、环保等领域，为人类社会带来了巨大的经济和社会效益。
微生物工程的基本工艺原理包括菌种选育与培养、培养基的配制与灭菌、微生物发酵过程以及分离与纯化技术。
首先，菌种选育与培养是微生物工程的基础，通过筛选和培养具有特定功能的微生物菌株，为生产提供优质的菌种资源。
其次，培养基的配制与灭菌是为了提供微生物生长繁殖所需的营养物质和环境条件，同时要保证培养基的无菌状态。
微生物发酵过程是微生物在特定条件下进行代谢活动的过程，通过控制发酵条件以实现目标产物的生产。
最后，分离与纯化技术是将目标产物从发酵液中提取出来，得到高纯度的产品。
在微生物工程中，有许多重要的公式与微生物的生长、繁殖和代谢密切相关。
例如，微生物生长速率公式、细胞浓度与生长速率关系公式、营养需求与生长速率关系公式等。
掌握这些公式有助于更好地理解和控制微生物工程过程。
我国微生物工程的发展始于20 世纪50 年代，经过几十年的发展，我国微生物工程已经取得了显著的成就，形成了一批具有自主知识产权的技术和产品。
目前，我国微生物工程面临着一些挑战，如技术创新能力不足、产业化水平有待提高等。
发酵工程微生物酶制剂生产工艺
延迟期 对数期
合成 合成
合成 合成
合成
平衡期
合成
合成
mRNA 不稳定 稳定
不稳定 稳定
分解代谢 物
反应产物
阻遏
阻遏
诱导物 诱导
诱导
三）产酶微生物
生产酶制剂的微生物有丝状真菌、酵母、 细菌3大类群，主要是用好气菌。
1、产酶菌种的要求
（1）产酶量高； （2）繁殖快，发酵周期短； （3）产酶稳定性好，不易退化，不易被感染； （4）能够利用廉价原料，容易培养和管理； （5）安全性可靠，非致病菌。
利用微生物产酶的优点是：
微生物 酶
①微生物种类繁多，制备出 的酶种类齐全，几乎所有的 酶都能从微生物中得到
②微生物繁殖快、生产周期 短、培养简便，并可以通过 控制培养条件来提高酶的产量
③微生物具有较强的适应性和 应变能力，可以通过适应、诱 导、诱变以及基因工程等方法 培育出新的产酶高的菌株Βιβλιοθήκη 二、微生物酶制剂的生产技术
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源
酶
产酶微生物
用途
α-淀粉酶
枯草芽胞杆菌 地衣芽胞杆菌
米曲霉
淀粉液化，织物退浆，消化 助剂，加酶洗涤剂
米曲霉，黑曲霉， 制造葡萄糖，发酵、酿酒等
葡萄糖淀粉酶
米根霉
工业的淀粉水解糖
中性蛋白酶
枯草芽胞杆菌， 米曲霉
皮革、毛皮加工，食品加工， 调味品制造、助消化、消炎、
异淀粉酶
产气克雷伯氏菌， 芽孢杆菌
淀粉加工
乳糖酶
乳酸酵母，米曲霉， 黑曲霉，米根霉
乳品工业（处理牛乳和乳清）
果胶酶
曲霉、欧文氏菌
水果加工，果汁、果酒澄清， 麻类纤维脱胶
青蒿素生产过程的微生物工程
青蒿素生产过程的微生物工程随着社会经济的不断发展，人类对健康和医疗的需求也越来越高，传统的药物也无法满足人们对药物品质和数量的要求。
随着生物技术的不断发展，生物工程和微生物工程技术被广泛应用于药物研发和生产中，青蒿素也不例外。
青蒿素是世界卫生组织推荐的治疟药物之一，其生产过程的微生物工程技术应用也越来越成熟，下面我们就来了解一下青蒿素生产过程的微生物工程技术。
一、青蒿素简介青蒿素是从青蒿一种中草药中提取出来的一种抗疟药物。
它被广泛应用于世界各地的疟疾治疗中。
青蒿素的分子结构非常复杂，而且在自然界中只存在极少的含量。
因此，如果想要大量生产青蒿素，必须采用人工制造的方式进行生产。
在现代医药生产中，青蒿素的制造过程中，一般采用微生物发酵和化学提取的技术结合的方式。
二、青蒿素的微生物工程生产过程青蒿素的微生物工程生产过程是一个非常复杂的过程，该过程包括两个主要步骤：首先是通过菌株的筛选和优选，获得最适合生产青蒿素的微生物菌株；其次是在菌株发酵的过程中，筛选出生产青蒿素的高效菌株，并且对其进行大规模培养和青蒿素的提取，最后获得青蒿素的产品。
1、菌株的筛选和优选微生物发酵是青蒿素生产过程中最为关键的一步。
在此过程中，需要选用特定的微生物菌株来进行发酵生产。
好的微生物菌株需要具有高效、稳定的青蒿素生产能力，同时也要具有较高的菌体生长速度和生长持久性。
筛选适合生产青蒿素的微生物菌株主要通过菌株的分离、筛选、鉴定和评价四个步骤进行，最后选出合适的菌株为基础，进行发酵生产。
2、发酵生产在微生物生产过程中,需要涉及到不同的参数，例如菌株的发酵条件、发酵培养基的选择和改进以及控制微生物生长阶段的时间等，以保证青蒿素的高效生产。
在菌株进行发酵生产的过程中，还需要进行连续发酵和深度培养等工艺处理。
此外，在菌株发酵过程中需要加入一些辅助生长因子，以提高其生长能力和生产能力。
3、青蒿素提取青蒿素的提取在整个生产过程中也是一个非常重要的环节。
微生物工程在保健食品开发中的应用
微生物工程在保健食品开发中的应用人们生活水平的不断提高，使其对各种消费品的质量和性能也有了新的要求。
特别是食品行业，对人们的身体健康有着直接的影响，人们对该行业的生产和发展提出了更高的要求。
保健食品是一种新型的营养类食品，在社会不断发展的过程中，研发人员将微生物工程应用在了保健食品的开发，提高了保健品的应用性能。
微生物工程在保健食品的开发中应用的比较广泛，并取得了优秀的成果。
基于此，本文对微生物工程在保健食品开发中的应用进行了探究。
标签：微生物工程；保健食品开发；应用一、微生物工程的简介微生物工程于二十世纪七十年代初期在生物领域开始发展，伴随着基因工程的逐步成熟，微生物工程也得到了极大的发展，微生物工程在某些领域也被称为发酵工程。
微生物工程离不开微生物，因此通过生物工程里的“细胞融合技术”和“基因重组技术”创造出许许多多的“工程菌”，这些菌类帮助微生物产生一些它本身不能通过代谢产生的物质，为生物发酵提供了便利条件，促使微生物工程进入了前所未有的高潮阶段。
微生物工程与传统的工程是不一样的，其在实际应用过程中，对社会中各个领域和各个行业都有着比较大的影响，许多国家也在对该工程进行不断研究，通过研究发展，微生物工程应用的范围非常广，对于各种复杂的产品都可以进行合成，而且需要投入的成本比较低，也不会生态环境造成影响，使用的资源能源量也比较小，发展的前景是非常广阔的。
一些比较发达的国家在对微生物工程进行研究的过程取得了非常显著的效果，并且将其与化学工程联系在了一起，并结合两种工程，设计并制作出了现代化的生产装置。
我们国家属于发展中国家，对于微生物工程的研究还没有那么深入，但是也将其应用在了多个领域中，并且取得了一定的成绩。
二、微生物工程在保健食品开发中的应用1、在蛋白食品中的应用人类身体的内部结构不具备直接吸收和利用纤维素的能力，根据分解纤维素和木质素的微生物所具有的酶作用，能够把纤维素和木质素合理地分解成为糖，再对大量的农副产品秸秆木屑等进行加工，就能够生产出人们需要的微生物活性蛋白。
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《微生物工程》简介Microorganism Engineering一、课程编号：060342二、课程类型：限选课课程学时：48（其中，理论教学36学时/2学分，实践教学12学时/1学分）：适用专业：生物技术先修课程：本课程的先修课是微生物学、生物化学、有机化学、分析化学、细胞生物学等三、内容简介：微生物工程是生物工程的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。
通过学习该课程，可以使了解我国发酵工业的实际情况和当前世界发酵工业发展的趋势和研究动态及发酵工程在生物技术产业化钟的作用。
本课程内容主要包括生产菌种的选育，发酵条件的优化和控制，反应器的设计和产物的分离、提取与精制等。
通过本课程的学习，学生能够掌握微生物的基本原理和基本操作流程，并初步具备开发新菌种、新工艺和新技术的能力。
四、选用教材：《微生物工程》，曹军卫、马辉文编著，科学出版社，2002年8月出版《微生物工程》教学大纲一、课程编号：060342二、课程类型：限选课课程学时：48（其中，理论教学36学时/2学分，实践教学12学时/1学分）：适用专业：生物技术先修课程：本课程的先修课是微生物学、生物化学、有机化学、分析化学、细胞生物学等三、课程性质与任务本课程为生物技术专业本科生指定选修课程。
生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程（包括微生物工程）等领域。
在生物技术领域里，由于微生物生物技术的高速发展和对其他生物技术发展的重要影响，所以一直处于领先地位，并且还将在相当长的时期内处于领先地位。
本课程的任务为在微生物工程领域内将理科的有关知识与必要的工程技术知识有机地结合起来，在微生物学领域里给学生传授比较专业的理论知识，在工程技术领域里，使理科学生能够掌握基本的计算和设计工艺流程的原理和方法。
四、教学主要内容及学时分配理论教学内容及具体学时（36学时）分配如下表：第一部分微生物工程原理[目的要求]第一部分微生物工程原理包括9章，目的是介绍微生物工程的上游工艺原理。
要求学生掌握生产菌种的分离、优良菌种的选育、菌种保藏、微生物的代谢调节和代谢工程、培养基配制、发酵工艺控制、发酵过程的参数检测和自动控制、微生物反应动力学等的原理和方法。
[教学内容]1微生物工程概论1.1 微生物工程的发展简史1.2 微生物工程的应用2生产菌种的来源2.1 生物物质产生菌的筛选2.2 菌种的分离3 菌种选育3.1 自然选育3.2 诱变选育3.3 杂交育种3.4 原生质体融合技术3.5 基因工程技术4菌种保藏的原理和方法4.1 斜面保藏法和穿刺保藏法4.2 沙土管干燥保藏法4.3 真空冷冻干燥保藏法4.4 液氮保藏法4.5 悬液保藏法4.6 低温保藏法5 微生物的代谢调节和代谢工程5.1 微生物的代谢类型和自我调节5.2 酶活性调节5.3 酶合成的调节5.4 分支生物合成途径的调节5.5 能荷调节5.6 代谢调控5.7 次级代谢与次级代谢调节5.8 代谢工程6 培养基6.1 培养基的成分6.2 营养物质的调节6.3 培养基的类型7 发酵工艺控制7.1 温度对发酵的影响及其调节控制7.2 pH值对发酵的影响及控制7.3 氧对发酵的影响7.4 泡沫对发酵的影响与控制8 发酵过程的参数检测和自动控制8.1 发酵过程的参数检测8.2 发酵过程的自动控制9 微生物反应动力学9.1 发酵类型9.2 分批培养动力学9.3 连续培养动力学第二部分微生物工程下游加工工程[目的要求]第二部分微生物工程下游加工工程包括8章，主要介绍微生物工程产品的分离纯化技术原理和方法。
要求学生了解发酵液的预处理和过滤、沉淀法、溶剂萃取法、双水相萃取法、吸附法、离子交换法、结晶法等分离纯化方法在微生物工程产品上的应用。
[教学内容]10 微生物工程下游加工工程概论10.1 微生物工程下游加工工程的特点和重要性10.2 微生物工程下游加工工程的基本原理10.3微生物工程下游加工工程的一般程序11 发酵液的预处理和过滤11.1发酵液的预处理11.2 发酵液的过滤11.3 微生物细胞的破碎和分离12 沉淀法12.1盐析法12.2 等电点沉淀法12.3 有机溶剂沉淀法12.4 非离子型聚合物沉淀法12.5 聚电解质沉淀法13 溶剂萃取法13.1溶剂萃取的原理13.2 有机溶剂的选择13.3 影响水相溶质溶解度的因素13.4 乳化与去乳化13.5萃取方法和理论得率计算14 双水相萃取法14.1 水相体系14.2 分配理论14.3 影响物质分配的因素14.4 双水相萃取技术的应用14.5 双水相萃取技术的发展15 吸附法15.1 吸附过程的基础理论15.2 吸附类型15.3 影响吸附的因素15.4 大网格聚合物吸附剂16 离子交换法16.1 离子交换树脂的分类16.2 离子交换树脂的命名法16.3 离子交换树脂的物理化学性能测定16.4 离子交换过程的机理16.5 树脂的选择和操作条件控制17 结晶法17.1 晶体的一般性质17.2 生物物质形成晶体的条件17.3 结晶的方法第三部分微生物工程生产设备[目的要求]第三部分微生物工程生产设备包括4章，目的是介绍常用的生产设备的结构、设计方法、动量、质量、热量传递计算方法等。
要求学生了解灭菌设备、发酵设备、空气除菌设备、产品纯化设备等结构和设计方法。
[教学内容]18 灭菌设备18.1 灭菌的方法18.2 培养基的灭菌18.3 培养基的分批灭菌18.4 培养基的连续灭菌19 发酵设备19.1 机械搅拌发酵罐19.2 其他类型的发酵罐19.3 搅拌轴功率的计算19.4 发酵罐的放大20 空气除菌设备20.1 介质除菌的原理20.2 介质过滤效率和过滤器计算20.3 空气除菌设备21 产品纯化设备21.1两相分离设备21.2 蒸发浓缩设备21.3 干燥设备第四部分微生物工程生产举例[目的要求]第四部分微生物工程生产举例4章，主要介绍抗生素生产工艺、氨基酸生产工艺、甾体类化合物的微生物转化工艺、污水的生物处理等内容。
要求学生了解任何将微生物工程的原理应用于具体是生产中。
[教学内容]22 抗生素生产工艺22.1 抗生素的分类22.2 抗生素的生产工艺22.3 青霉素的生产工艺23 氨基酸生产工艺23.1 氨基酸发酵工艺控制23.2 赖氨酸生产工艺23.3 异亮氨酸、亮氨酸生产工艺24 甾体类化合物的微生物转化工艺24.1 微生物转化的反应类型24.2 微生物转化工艺24.3 犁头霉菌的11β-羟化反应工艺25 污水的生物处理25.1 污水生物处理的原理25.2 污水的来源25.3 水质污染的衡量指标和排放标准25.4 污水处理的基本方法25.5 好气生物处理技术25.6 厌氧生物处理技术教学方法和教学媒体的使用本科程以课堂教学为主，采用多媒体教学选用教材及参考教材1、微生物工程，曹军卫、马辉文编著，科学出版社，2002年8月出版2、生物工艺原理，贺小贤主编，化学工业出版社，2003年3月3、发酵过程优化原理与实践，陈坚等著，化学工业出版社，2002年3月微生物工程考试大纲一、课程编号：060342二、课程类型：限选课课程学时48（其中，理论教学学时36 ，实践教学学时12）：适用专业：生物技术先修课程：本课程的先修课是微生物学、生物化学、有机化学、分析化学、细胞生物学等三、概述1、考试目的：了解学生对本学科掌握的情况2、考试基本要求：学生应能基本掌握微生物工程的基础知识3、考试形式：闭卷笔考四、考试内容及范围第一章、微生物工程概论（5分）1、掌握微生物工程的发展简史2、了解微生物工程的应用第二章、微生物的代谢调节和代谢工程（15分）1、掌握微生物的代谢类型和自我调节2、掌握酶活性调节3、了解酶合成的调节4、了解分支生物合成途径的调节5、了解能核调空6、掌握代谢调控7、掌握次级代谢与次级代谢调节8、了解代谢工程第三章、培养基及灭菌（20分）1、掌握培养基的成分2、掌握营养物质的调节3、了解培养基的类型4、掌握培养基灭菌及灭菌设备5、掌握空气除菌原理及设备第四章、发酵工艺控制（30分）1. 掌握温度对发酵的影响及其调节控制2、掌握pH对发酵的影响及控制3、了解氧对发酵的影响4、了解二氧化碳对发酵的影响及控制5、了解泡沫对发酵的影响与控制第五章、发酵工程参数检测和自动控制（10分）1、掌握发酵工程的参数检测2、了解发酵工程的自动控制第六章、微生物工程下游加工工程（20分）1、掌握微生物工程下游加工工程概论2、了解发酵液的预处理和过滤3、掌握沉淀法、萃取法、离子交换法及结晶法。
五、考试对象：生物技术专业本科生。