微生物发酵工程

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微生物与发酵工程

4、扩大培养和接种
▪ 扩大培养：
▪ 扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体
▪ 接种：
▪ 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
▪ 接种过程中要注意防在菌体生长的稳定期产生。
2. 举例：
▪ 发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以及乙醇、醋酸等石化产品代替粮食来配制培养
3、灭菌
▪ 灭菌的原因：
▪ 在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。
▪ 举例：
▪ 如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。
▪ 代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法。
▪ 菌体本身：过滤、沉淀。
从自然界分离的菌种
诱变育种扩大培养
基因工程生产用菌种
诱变育种原料
接种
发酵罐
灭菌
发酵条件控制
培养基配置
分离提纯
微生物菌体
代谢产物
产品
四、发酵工程的应用
1. 在医药方面：
1) 发酵工程能生产人们所需的药品。例如：通过青霉发酵能生产青霉素。
1、菌种的选育
1. 选育的方法：
1) 从自然界中先分离出相应的菌种； 2) 利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种； 3) 利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或
工程菌。
2. 举例：
▪ 可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛素的菌种。

微生物发酵工程

微生物发酵工程微生物发酵工程是一门应用生物学领域的重要学科，它利用生物转化功能强大的微生物来生产各种化学物质。

这项技术在药品、食品、饮料、化妆品、环境保护等领域都有广泛的应用。

本文将从微生物发酵的定义、应用、工程设计等多个方面进行探讨。

一、微生物发酵的定义及原理微生物发酵是指利用微生物的代谢能力和酶的功能，通过适宜的培养条件，将底物转化成目标产物的过程。

它是一种自然而又复杂的生物反应过程，其基本原理可以归纳为底物与微生物的相互作用。

1. 微生物的选择酿酒、面包等产物需要酵母菌；乳酸、醋等食品需要乳酸菌和醋酸菌；抗生素需要青霉菌、链霉菌等。

不同的产品需要不同种类的微生物。

2. 培养条件的控制温度、pH、氧气供应、营养物质的添加等都是微生物发酵过程中需要控制的因素。

这些因素会影响微生物的生长速率和产物生成率。

3. 酶的作用微生物在发酵过程中产生的酶在催化底物转化成产物的反应中起到了关键的作用。

不同的产物需要特定的酶来完成转化。

二、微生物发酵的应用微生物发酵技术的应用广泛，以下主要介绍几个方面的应用。

1. 食品工业微生物发酵在食品工业中应用非常广泛。

例如，酸奶、豆豉、泡菜、味精等都是通过微生物发酵得到的。

微生物在发酵过程中可以产生有益的物质，例如乳酸、醋酸、氨基酸等，为食品增添了特殊的风味和营养价值。

2. 药品工业抗生素是微生物发酵的重要应用之一。

青霉素、链霉素等都是通过微生物发酵生产的。

此外，微生物发酵还可以用于生产维生素、氨基酸等药用物质。

3. 环境保护微生物发酵技术在环境保护领域也有广泛的应用。

例如废水处理中利用微生物的能力来分解有机物，减少污染物的排放。

还可以通过微生物发酵来处理有机废弃物，降低对环境的影响。

三、微生物发酵工程的设计与优化微生物发酵工程的设计是实现高效产物合成的关键。

以下是一些常用的优化策略。

1. 培养基优化培养基的成分对微生物的生长和产物生成起到重要的影响。

通过合理调整培养基的组成，可提高产物的生成效率。

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。

微生物发酵工程

3. 农业领域
在农业领域，微生物发酵工程主要用于有机肥、生物农药等的生产。例如，通过微生物发酵工程可以将有机废弃物转化为有机肥料，同时也可以产生具有杀虫效果的生物农药
4. 环保领域
在环保领域，微生物发酵工程主要用于废水处理、垃圾处理等。例如，通过微生物发酵工程可以将有机废水中的有机物转化为二氧化碳和水，从而达到废水处理的目的
微生物发酵工程的基本原理是利用微生物的生长和代谢活动，在特定的条件下产生有用的物质
这些物质可以是微生物自身产生的，也可以是通过微生物转化其他物质条件下会生长和繁殖，同时进行一系列的代谢活动。这些代谢活动会产生各种有用的物质，如氨基酸、酶、抗生素等
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1 微生物发酵工程的基本原理 2 微生物发酵工程的应用 3 微生物发酵工程的意义
微生物发酵工程
微生物发酵工程，也称为微生物生物技术，是一种利用微生物在特定条件下产生有用物质的技术
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这种技术广泛应用于医药、食品、农业、环保等领域，为人类的生产和生活带来了巨大的便利
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微生物发酵工程的基本原理
3. 环保和可持续发展
随着环保意识的不断提高，未来微生物发酵工程将会更加注重环保和可持续发展。通过研究和开发新的技术和设备，我们可以实现更加环保和可持续的微生物发酵过程
总之，微生物发酵工程作为一种重要的生物技术，在未来将会在各个领域发挥更大的作用
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微生物发酵工程的应用非常广泛，下面列举几

微生物学与发酵工程的关系

微生物学与发酵工程的关系微生物学是研究微生物的科学，而发酵工程是利用微生物进行工业生产的一门学科。

微生物学与发酵工程之间存在着紧密的联系和互相促进的关系。

微生物学为发酵工程提供了理论基础和实验依据，而发酵工程则是微生物学研究成果的应用和发展。

微生物学为发酵工程提供了丰富的微生物资源。

微生物是发酵工程的基础和关键。

通过对各种微生物的研究和分离，可以得到适合发酵生产的菌种。

微生物学家通过对微生物的形态、生理、遗传等方面的研究，为发酵工程提供了合适的菌种选择和培养条件的优化。

微生物学的发展也推动了发酵工程的进步，新的微生物资源的发现使得发酵工程的应用范围更加广泛。

微生物学为发酵工程提供了发酵过程的理论基础。

微生物学研究了微生物的代谢途径、生长规律、产物合成等方面的原理，为发酵工程的设计和优化提供了重要的依据。

通过对微生物代谢途径的研究，可以了解微生物在不同条件下的生长和代谢特点，从而调节发酵条件以提高产物的合成效率。

微生物学还研究了微生物的基因工程和代谢工程，通过改造微生物的基因组和代谢途径，可以实现对发酵过程的精确控制和产物的改良。

发酵工程的实践应用也促进了微生物学的发展。

发酵工程的需求推动了微生物学技术的创新和改进。

在大规模发酵生产中，微生物的培养、发酵条件的控制、产物的提取纯化等都需要微生物学的技术支持。

同时，发酵工程中的问题和挑战也促使微生物学家进行更深入的研究，以提供更好的解决方案和技术支持。

微生物学与发酵工程的关系可以用一个相互促进的循环来描述。

微生物学为发酵工程提供了理论和实验基础，为发酵工程的发展提供了支持；而发酵工程的应用和需求则推动了微生物学的研究和创新。

两者相互依赖、相互促进，共同推动了微生物学和发酵工程的发展。

总的来说，微生物学与发酵工程之间存在着紧密的关系。

微生物学为发酵工程提供了微生物资源和理论基础，而发酵工程则是微生物学研究成果的应用和发展。

微生物学与发酵工程的合作促进了两个领域的发展，为工业生产和科学研究提供了重要的支持和推动。

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。

微生物发酵工程的特点

微生物发酵工程的特点
1. 微生物发酵工程可神奇啦！就像一个魔法盒子，能把普通的原料变得大不一样。

比如说酿酒，利用微生物的发酵，就能把粮食变成香醇的美酒，这不是很奇妙吗？
2. 它的高效性简直让人惊叹！好比是一辆飞速前进的列车，快速地产生我们需要的东西。

像生产酸奶，通过微生物发酵，短时间内就能得到美味的酸奶，这多厉害呀！
3. 微生物发酵工程的多样性太让人惊喜啦！如同一个巨大的宝库，有着无穷无尽的可能。

比如生产各种生物制剂，不同的微生物发挥着不同的作用，能创造出这么多不同的产物，难道不酷吗？
4. 它的适应性真的很强啊！就像一个顽强的战士，不管在什么环境下都能战斗。

在各种极端条件下，微生物都可以进行发酵，为我们带来需要的东西，怎能不让人佩服？
5. 微生物发酵工程还有着惊人的灵活性呢！仿佛是一个百变精灵，可以根据我们的需求随时调整。

像根据市场需求调整发酵产物的种类和产量，多么灵活呀，是不是很赞？
6. 它的可持续性更是让人充满希望！恰似一股源源不断的清泉，为未来提供动力。

利用微生物发酵来生产清洁能源，既环保又可持续，这是多么美好的事情啊！
总的来说，微生物发酵工程就是这么神奇、高效、多样、适应、灵活、可持续，给我们的生活带来了巨大的改变和惊喜！。

微生物工程与发酵工程

微生物工程与发酵工程微生物工程与发酵工程是一门涵盖微生物学、生物工程学和化学工程学等多个学科知识的综合性学科。

本文将从微生物工程与发酵工程的基本概念、应用领域以及发展前景等方面进行探讨。

微生物工程与发酵工程是利用微生物生长、代谢和功能特性，通过工程手段加工产品的一门学科。

微生物是一类生命活动较为简单的生物体，但却在自然界中发挥着不可或缺的作用。

微生物工程利用这些微生物可控地合成有用的物质，如酶、抗生素、有机酸等。

而发酵工程则是在具体产品的生产过程中，通过对微生物生长环境、培养基和发酵条件的控制，达到最佳生产效果。

微生物工程与发酵工程的应用领域非常广泛。

在食品工业中，微生物工程与发酵工程被广泛应用于酿造、发酵、酸奶、酵素等食品的生产过程中，提高了产品的质量和产量。

在制药工业中，利用微生物工程生产抗生素和其他药物，为人类的健康提供了重要保障。

在环境保护领域，微生物工程与发酵工程可以用来处理废水、废气等环境问题，起到净化环境、保护生态的作用。

随着科学技术的不断发展，微生物工程与发酵工程的前景非常广阔。

在新药开发领域，微生物工程可以利用基因重组技术合成更多更有效的药物，为医疗健康领域带来更多新的突破。

在能源领域，微生物工程可以研发利用微生物生产生物燃料的技术，为替代传统石油能源提供新的途径。

在环境领域，微生物工程可以利用微生物降解有害物质、净化环境等技术，为环境保护和生态建设贡献力量。

总而言之，微生物工程与发酵工程作为一门前沿交叉学科，将继续在多个领域发挥重要作用，为人类的生产生活、医疗健康、环境保护等方面提供更多更好的解决方案。

未来，随着科学技术的不断进步和创新，微生物工程与发酵工程必将迎来更加美好的发展前景。

微生物发酵工程概述

四、微生物发酵的一般工艺过程

微生物发酵产品名目繁多，这么多的发酵产品生产过程是否一样呢？在工业流程细节上很不相同。然而，概括来讲其工艺流程是相似的。如有的发酵需氧，有的发酵不需氧。
图3.3 微生物发酵的一般工艺过程
（一）原料选择
1、原料中碳的可利用率高； 2、发酵产率高，而且尽可能使发酵废物少； 3、原料质量好，成分稳定，污染变质少，易灭菌； 4、价格便宜、来源方便、易于贮存。但最便宜的原料也不一定是最合适的原料，如生产谷氨酸时，过去曾用糖蜜做原料，但因为它是制糖中的废液，成分变化大，难以控制，所以谷氨酸产酸率低，发酵周期长，还给产物的提取、精制以及废水处理带来很大问题。现在我国已采用淀粉水解成葡萄糖来生产谷氨酸。
三、按发酵动力学类型分
t图3.2
发酵动力学类型图
（一）发酵动力学及其研究内容，目的
1、发酵动力学及内容
发酵动力学是研究发酵过程中菌体生长、营养消耗、产物生成的动态平衡及其内在规律。研究内容包括：了解发酵过程中菌体生长速率、基质消耗和产物生成速率的相互关系，环境因素如温度、pH、溶解氧等对以上三者的影响。
（二）淀粉水解糖的制备
淀粉是由葡萄糖组成的生物大分子，除少数霉菌和细菌可直接利用淀粉外，目前大多数的微生物都不能直接利用淀粉，例如在酒精酵母、抗生素生产、氨基酸生产中都要求将淀粉水解成糖。由于水解的方法不一，葡萄糖生成量也不同。
1、淀粉水解法分为三类：酸解法、酶解法、酸酶法或酶酸法。（1）酸解法 ① 、工艺过程：
④控制酸水解的影响因素 a、淀粉浓度 b、酸浓度、酸种类 c、温度和时间等条件 a、淀粉浓度：一般来讲淀粉浓度越高，复合反应分解反应程度越高。

微生物工程与发酵工程

微生物工程与发酵工程微生物工程与发酵工程是现代生物技术领域中的重要分支，通过对微生物及其代谢产物的研究与应用，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。

本文将从微生物工程和发酵工程的基本概念、应用领域、发展历程以及未来发展方向等方面进行探讨。

一、微生物工程的基本概念微生物工程是一门综合性的学科，它以微生物为研究对象，通过对微生物的生理特性、代谢途径以及遗传信息进行研究，运用工程技术手段来改良微生物的性质或开发利用微生物，以满足人类社会对于产品、能源、环境等方面的需求。

微生物工程广泛应用于医药、食品、农业、能源等领域，其中最具代表性的就是微生物的工业发酵。

微生物工程通过对微生物的培养、菌种筛选、代谢工程等方式，实现了大规模的微生物生产，如生物药物、生物肥料、酿造工艺中的酒精、乳酸、醋酸等。

此外，微生物工程还可以应用于环境修复、废弃物处理、能源生产等领域。

二、发酵工程的基本概念发酵工程是微生物工程领域中一个重要的分支，它以微生物的代谢过程为基础，运用工程技术手段进行发酵过程的优化、控制和扩大规模生产，以提高产品的产量和质量。

发酵工程广泛应用于食品、医药、化学等领域。

在食品行业中，发酵工程被用于酿造传统的食品和调味品，如酱油、酱菜、味精等。

在医药行业中，通过发酵工程可以生产多种生物药物，如抗生素、乙肝疫苗等。

在化学行业中，发酵工程被用于生产有机酸和有机溶剂，如乳酸、醋酸、甘油等。

三、微生物工程与发酵工程的发展历程微生物工程与发酵工程的发展历程与人类社会对于资源利用和生产方式的需求密切相关。

随着工业革命的爆发，人类对于能源和化工产品的需求日益增长，推动了微生物工程与发酵工程的发展。

19世纪末，发酵工艺的研究进入了现代化阶段，由此标志着微生物工程与发酵工程的发展有了较大的突破。

20世纪初，发酵工程开始应用于工业生产，如酒精、醋酸等的大规模生产。

在此后的几十年间，发酵工程经历了从衰退到复兴的过程，由于人造合成有机化合物的发展和应用，导致了对于发酵工艺的冷落。

微生物发酵工程

发酵工程，是指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。

发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。

发酵工程的内容它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。

1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。

（2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。

为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。

（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。

发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。

（4）微生物是发酵工程的灵魂。

近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。

（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。

发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。

人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。

随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。

现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。

例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。

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。

《微生物发酵工程》导学案

《微生物发酵工程》导学案微生物发酵工程导学案尊敬的同学们：大家好！今天我们将学习一门非常重要的科学课程——微生物发酵工程。

微生物发酵工程在生物技术领域扮演着重要的角色，它涉及到食品、饲料、酒精、抗生素等多个领域的生产与研究。

本节课的导学案将引领我们一步步了解微生物发酵工程的基本概念、原理与应用。

让我们开始吧！一、微生物发酵工程概述1.1 微生物发酵工程定义微生物发酵工程是利用微生物及相关技术进行可控生物化学反应的工程过程。

1.2 微生物发酵工程的特点（1）高效性：微生物具有快速繁殖和代谢的特点，能快速产生所需的产物。

（2）资源丰富：微生物具有广泛的适应性和生存能力，适应不同条件下的发酵过程。

（3）多样性：微生物种类繁多，可以利用不同的微生物进行发酵，实现多种产物的生产。

二、微生物发酵工程的原理2.1 微生物发酵过程微生物发酵主要包括三个阶段：生长阶段、发酵阶段和收获阶段。

其中，生长阶段是指微生物的生长和繁殖，发酵阶段是指微生物利用底物进行代谢产物的生成，收获阶段是指对发酵产物的分离、提纯和提取。

2.2 微生物发酵的条件（1）温度：不同微生物对温度的要求不同，需要根据微生物种类来调整发酵的温度。

（2）pH值：微生物对pH值有一定的适应性，需要调整培养基的pH值以保证发酵效果。

（3）氧气供应：微生物发酵是一个氧气需求量较大的过程，合理控制氧气供应可以提高发酵效果。

三、微生物发酵工程的应用3.1 食品工业中的微生物发酵微生物发酵在食品工业中得到广泛应用，如酸奶、豆豉、面肠等的生产，通过微生物的代谢可以改变食品的口感、气味等特性。

3.2 饲料工业中的微生物发酵微生物发酵可以将粮食废弃物转化为高蛋白的饲料，提高饲料的营养价值并降低生产成本。

3.3 酒精工业中的微生物发酵酒精是微生物发酵的重要产物之一，通过合理的微生物发酵工艺可以生产出各种酒精饮品，如啤酒、白酒、葡萄酒等。

3.4 抗生素工业中的微生物发酵微生物发酵可以大量生产各类抗生素，为医疗行业提供重要的药物资源，有效对抗病原体。

发酵工程简答题期末复习

发酵工程复习1.什么是微生物工程？微生物工程也称之为微生物发酵工程。

微生物工程学是以微生物学、生物化学和生物工程学为基础，又与工程技术紧紧联系在一起而建立的一个完整的科学与工程技术体系。

它是研究利用微生物（包括“工程微生物”在内）及其代谢产物与工艺生产过程原理的科学。

2.了解微生物工程发展的4个阶段及每个阶段的特点？（1）微生物工程的孕育时期——天然发酵（或自然发酵）；（2）第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立，柯赫，发明固体培养基建立了纯培养；（3）第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术，如抗生素工业生产带动了生化工程的建立；（4）第三代微生物发酵技术——微生物工程，主流发展方向为工程菌；（5）第四代微生物发酵技术——微生物工程。

3.微生物代谢产物的三种类型？（1）初级代谢产物：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。

（2）次级代谢产物：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。

（3）转化产物：以外源物质为底物，通过微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位进行化学反应，使它转变成结构相类似但更具有经济价值的化合物。

4.工业菌种必须满足的条件是什么？（1）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，其它代谢产物少（2）操作性：培养条件简单，发酵易控制，产品易分离（3）稳定性：抗噬菌体能力强，菌种纯粹，不易变异退化（4）安全性：是非病源菌，不产有害生物活性物质或毒素5.掌握实验室及工厂常用的微生物培养方法。

（1）固体培养实验室常见的固体培养方法；生产中常见的固体培养基：小麦麸皮（2）液体培养实验室常见的液体培养：试管液体培养，浅层液体培养，摇瓶培养，发酵罐培养；生产中常见的液体培养：浅盘培养，发酵罐深层培养，连续培养（恒化培养：通过控制培养基中营养物的浓度，使微生物在低于最高生长速率的条件下生长繁殖；恒浊培养：可控制微生物在最高生长速率与最高细胞密度的水平上生长繁殖，达到高效率培养的目的；多级连续培养；固定化细胞连续培养），补料分批培养，混合培养。

微生物发酵工程

微生物发酵工程
微生物发酵工程是一种生物技术，它利用微生物的特性，以非生物的方式来生产各种有价值的产物。

它不仅可以将有机物如糖类、蛋白质、酶、抗生素等制成
几乎各种有机产物，而且还可以用于生物合成、生物技术、环境技术等领域。

一、微生物发酵的原理
1.微生物能生成各种有价值的产物：微生物可以通过分解某种有机物而得到多
种有价值的产物，比如有机酸，酶，抗生素，糖类等；
2.微生物可以转化解三元糖：微生物可以装配有机物，比如用脂肪酸和碳水化
合物。

微生物发酵过程中会将三元糖解为二元糖，以及其他有机物；
3.微生物可以催化可发酵物：微生物可以催化糖、蛋白质、酒精等可发酵物质
的生物反应，大大加速产物的生成。

二、微生物发酵工程的应用
1.制药：微生物发酵工程可以制造各种抗生素、类固醇、非类固醇多肽以及其
他药物；
2.食品加工：微生物发酵技术可以用于酿酒、发酵面等食品加工，给食品添加
特殊的风味和营养；
3.环境技术：微生物发酵的产物如脂肪酸能够还原破坏大气的硫化氢，减轻空
气污染；
4.生物技术：微生物发酵可以制造基因载体，用于转化特定的基因，如腺病毒、爪形病毒等；
5.其他应用：微生物发酵技术还可以用于细胞耐受性研究，强化有机物等领域。

总之，微生物发酵技术是一项多功能、有价值的生物工程技术，它不仅可以节约能源，而且可以节省许多化学物质，维护人类健康与环保，是优良的可持续发展技术。

微生物发酵与发酵工程

• 生产强度: P/T
( g/L.h )
• 其他
• 确定影响因素
• 种子：种龄、接种量
•培养基：组分、pH、灭菌条件
• 环境：温度、pH、通气、搅拌、压力、设备
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二、发酵工程概述
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（一）发酵工程技术发展及其意义
发酵？生理学角度：微生物的无氧呼吸和有氧呼吸以外的一种生物氧化作用──有机化合物既是电子（或氢）供体又是电子（或氢）受体。
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分批发酵
一次性投入有限数量营养物，灭菌后接种入所要培养的微生物，然后控制适宜的发酵罐条件（温度、通气、搅拌速度、pH等）
─── 非恒态培养，营养成分不断减少，微生物相应生长，产物不断形成
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补料分批发酵
分批发酵中间歇地或连续地补加含有限制性营养物的培养基，到某一定时间产物才从罐内放出。优点： • 通过调节在发酵罐中的营养物浓度，可避免代谢调
发酵过程的重要环节
•菌种来源：生产菌的筛选、单菌和混合菌、
筛选方案的设计、含微生物材料的选择与预
处理、分离培养基、菌种的平板培养（不同温度和时间）、菌落的选择。
•菌种选育：自然选育、诱变选育、杂交杂育、
原生质体融合、基因工程改造、DNA突变技
术。
•培养基成分及来源：碳源、氮源、无机盐及
微量元素、前体促进剂和抑制剂；斜面、摇
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发酵的目的
• 获得生物量 • 获得目的产物
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发酵的基本流程
保藏菌种斜面（试管、茄子瓶）摇瓶（1~2级）种子发酵（1级或多级）主发酵后处理
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• 接种间 • 辐射灭菌 • 化学灭菌 • 空气过滤

微生物发酵工程实验

❖ 周三晚上，夜班，关注发酵控制参数，
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❖ 周四上午，取样测定（细菌数量、pH、还原糖、杂菌率等）
❖ 周四下午，取样测定（细菌数量、pH、还原糖、杂菌率等）
❖ 周五上午，放罐，清洗发酵罐；计数摇瓶实验结果
❖ 周五下午，喷雾干燥。
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优化磷细菌发酵培养基的碳源（单因子实验）
❖ 菌种：无机磷细菌 ❖ 培养基
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灭菌培养基无菌度测定
❖ （1）显微镜观察法
▪ 利用刚果红染色法可以在显微镜下快速区别死活菌。 ▪ 原理：活菌具有排斥染液的能力，而死菌失去了排斥染液的
能力，因此，无色透明的是活菌，死菌为蓝色或浅蓝色。 ▪ 方法：将待测稀释液与一滴刚果红染色液很薄的均匀涂在载
玻片上，风干后滴盐酸1-2滴，涂片变蓝，风干后在高倍镜或油镜下观察。 ▪ 刚果红溶液：称取刚果红0.1-0.2 g，溶于10 mL水中。 ▪ 盐酸酒精溶液：95%酒精1-2 mL，蒸馏水10 mL，再加入浓盐酸0.25-0.3 mL混合即成。
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❖ 实验步骤
▪ 配制培养基，分装于150或250 mL三角瓶，包扎后，115 ℃灭菌20 min。发酵培养基A/B/C/D各3 瓶。
▪ 接种，接种量1%。 ▪ 培养，28 ℃、150 rpm培养18-24 h. ▪ 测定细胞数量，取发酵液1 mL系列稀释，取0.1
mL菌液涂布无机磷培养基， 28 ℃恒温培养3 d 后计数。
① 问题：用于接种发酵罐，接种量5%，请问7L培养基需要多少菌种用量？
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❖ 种子接入发酵罐
▪ 种子质量检查（包括哪些项目？分别用什么方法？）
▪ 接种前还需要做什么？
▪ 火圈接种法
培养基灭菌质量检查
① 接种后需要做什么？