第1章 绪论 南开大学微生物发酵工程

微生物发酵工程的教学内容
1. 绪论 2. 工业上常用的微生物 3. 生产菌株的选育 4. 微生物发酵过程 5. 发酵工艺控制 6. 发酵动力学 7. 发酵方式（一）
分批、补料、高密度、工程菌
8. 发酵方式（二）连续 9. 灭菌工程 10.发酵设备 11.固体发酵特征及其设备 12.生物分离纯化工程 13.空气除菌 14. 代谢产物的过量生产 15. 发酵过程的实验室研究、中试
预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。
先进的工程技术指：基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程
(2) 发酵工程 ( Fermentation Technology )
发酵 (fermentation)来自拉丁语“发泡” (fervere) 是指酵母作用于果汁或发芽古物 产生CO2的现象。巴斯德研究了酒精发酵的生理意义、认为发酵是酵母在无氧状态下的 呼吸过程、是“生物获得能量的一种形式”。即：发酵是在厌氧条件下、糖在酵母等生 物细胞的作用下进行分解代谢、向菌体提供能量、从而得到产物酒精和CO2的过程。
理论教学、讨论等；教材说明；（宋存江） 实验教学（48课时，1.5学分）第11周至16周，共六周
综合性研究型实验；（李国强、马挺、邓飞老师） 实践教学（18课时，1学分）3月 – 5月 3 – 4 家关联企业、
公司或研究院、所等；（王淑芳、蔡峻老师）
理论课 :2学分
考核内容 1. 期末考试：60％ （闭卷） 2. 平时成绩：10% （互动、作业、出勤） 3. 案例教学成绩: 30%
案例教学涉及的文献查阅
中文文献： CNKI系列全文数据库、中文期刊全文库（维普) 英文文献： ISI Web of Knowledge. Science Direct ( Elsevier). SpringerLink 专利查询： 中华人民共和国国家知识产权局
Βιβλιοθήκη Baidu课后利用业余时间给大家介绍查阅方法
发酵工程的内容
对于生物化学家来说，它是指有机物分解代谢释放能量的过程。 对工业微生物学家来说，把利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生 物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。 现在又扩展到培养生物细胞（动植物细胞）来制得产物的所有过程。
(3) 微生物发酵工程的概念
是利用微生物的生长繁殖和代谢活动以及特定功能，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的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。
细胞生物学
家畜生物技术
化学工程
海洋生物技术
环境生物技术
“高技术研究发展计划纲要”中将生物技术列于航天技术，信息技术，激光技术、自
动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术之首。国家科委制订“中国生物技术政策纲
要”给出的生物技术的定义：
以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照
微生物发酵工程
Microbial Fermentation Technology
南开大学生命科学学院微生物学系
第一章 绪 论
一. 课程介绍 二. 概念 三. 发酵工程内容和发展史 四. 微生物发酵工程的特点 五. 发酵工程的任务 六. 发酵工程的发展方向 七. 参考资料（图书、刊物）
微生物发酵工程课程体系 理论教学(32课时，2学分): 期初至期末
@ 初级代谢产物: ：将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢生成 维持生命活动的物质和能量的工程，称为初级代谢｡这一过程的产物 如：氨基酸等。
1.微生物发酵工程:
(1)生物技术: 从广义上说，生物技术是利用有机体的操作技术。现代生物技术是以
DNA重组技术的建立为标志，已成为一们多学科纵横交叉的新兴和综合性技术。
农业生物技术
分子生物学
医药生物技术
微生物学
生物技术疫苗
生物化学 ｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡ 现代生物技术 ｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡｡ 生物技术诊断
和放大
1986年3月，面对世界高技术蓬勃发展、国际竞争日趋激烈的严峻挑战，邓小平同志在王大珩、王淦昌、 杨嘉墀和陈芳允四位科学家提出的“关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议”上，做出“此事宜速作
决断，不可拖延”的重要批示，于1986年11月启动实施了“高技术研究发展计划（863计划）”
生物技术领域 优质、高产、抗逆的动植物新品种主题、基因工程药物、疫苗和基因治疗主题、蛋白质工 程主题、糖生物工程主题 航天技术领域 航天技术研究发展性能先进的大型运载火箭 信息技术领域 智能计算机系统主题、光电子器件和光电子、微电子系统集成技术主题、信息获取与处理 技术主题、通信技术主题 激光技术领域 激光技术 自动化技术领域 计算机集成制造系统主题、智能机器人主题 能源技术领域 燃煤磁流体发电技术主题、先 进核反应堆技术 主题 新材料领域 高技术新材料和现代科学技术主题 海洋技术领域 海洋探测与监视技术主题、海洋生物技术主题、海洋资源开发技术主题、海洋高技术主题 专项
(4) 发酵工程的前提条件
*具有合适的生产菌种 *具备控制微生物生长代谢的工艺条件
2 微生物发酵工程的内容和发展史
(1) 发酵产物的类型: a. 产物是微生物菌体本身, SCP 菌体蛋白､PHB､趋磁细菌； b. 产品是微生物的初级代谢产物或次级代谢产物； c. 产品是微生物代谢的转化产物； d. 微生物作用下完成一个生物过程。
一条主线，两大主题和两类对象，三大基础，四项工程，五种方式 发酵工程原理与技术
一条主线 为菌种/细胞——发酵——分离纯化——产物。 两大主题 是以微生物菌种和动植物细胞的分子改造与构建为代表的生物学主题，以发酵工艺设计
与中试放大为代表的涉及发酵反应器和发酵动力学的工程学主题；两类对象是传统的微 生物发酵与动、植物细胞发酵。 三大基础 包括发酵过程的过量生产、生物反应质能平衡和发酵中氧气的溶解、传递与测定以及对 发酵过程的影响。 四项工程 包括灭菌工程、空气除菌工程、发酵控制工程和产物分离工程。 五种方式 包括分批发酵与补料分批发酵、连续发酵、高密度发酵、工程菌发酵和现代固态发酵