第十二章微生物发酵ppt
微生物学第12章 微生物的分类
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鞭毛结构
简单
复杂(“9+2”型)
遗传特性 细胞分裂方式 繁殖方式
横二分裂 横二分裂
有丝分裂或减数分裂 无性或有性,方式多种
遗传重组方式 接合、转化或转导
有性方式
生理生化 氧化磷酸化部位 细胞膜
固氮作用
有些有
线粒体 无
胞吞/胞吐作用 无
有
生物学特性 细胞结构 细胞核
细胞壁
原核生物
真核生物
无核膜、核仁,单个染色体,有核膜、核仁,多条染色体,
无组蛋白
DNA与组蛋白结合
大多数含肽聚糖
无肽聚糖
细胞膜
一般无甾醇
常含甾醇
内膜
简单,有中介体
复杂,有内质网
核糖体
70S (50S+30S)
80S (胞浆),70S (线粒体)
线粒体
无
有
其他细胞器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
无
多种
例如:大肠埃希菌的两个菌株 Escherichia coli B 和Escherichia coli K12
3 亚种(subspecies):
当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传 形状,而又不足以区分成新种时,可以将这些菌株细分成两个或更 多的小的分类单元——亚种。
变种是亚种的同义词,因“变种”一词易引起词义上的混淆,从 1976年后,不再使用变种一词。通常把实验室中所获得的变异型菌 株,称之为变种。如:E.coli k12(野生型)是不需要特殊aa的,而 实验室变异后,可从k12获得某aa的缺陷型,此即称为E.coli k12的 变种。
原核生物分类系统纲要——伯杰氏系统细菌 学手册
真菌界分类系统很多,各国采用不同的系统, 比较混乱。近年来为较多人接受的是Ainsworth的 纲要。
第十二章生物药物一般生产工艺
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• ③种子罐扩大培养 种子罐可分为2~3级, 用来扩大种子接种量。由于1级种子罐的接 种量较小,因此培养液的体积有所限制。 而对于2级种子罐,接种量为10%,到了最 后,接种到发酵罐的接种量在20%左右。
• ④发酵培养 • a. 培养基 发酵培养基的成分为葡萄糖、黄豆饼
前期,间歇搅拌且不多加油脂;中期可加油控制, 必要时降低空气流量,但搅拌应充足;后期尽量 少加消泡剂
3. 提炼工艺工程
(2)提炼工艺过程和控制要点
过滤:板框压滤机,絮凝剂
发酵液的预处理:
2
冷却
1
5
结晶:醋酸钾-丁醇
萃取:BA多次萃取
3
4 脱色:活性炭
肖邦 雪莱
契诃夫 鲁迅
席勒 林徽因
梭罗 林黛玉
• 学会根据药物的理化性质、药物来源、菌种,设计生产工 艺。
• 针对目标体系,熟练选择合适的分离体系对目标产品进行 分离。
• 针对目标体系,熟练选择合适的分离技术和制备工艺。
第一节 抗生素类药物
• 一、抗生素工业生产及工艺 • 抗生素生产方法:生物合成法、全化学合成法半
合成法
• 生物合成法也称为微生物发酵法。它将产 生菌接种到培养基上,在一定的条件(培养 基、温度、pH、通气、搅拌等)下培养、繁
• e. 补料 放罐时控制葡萄糖的浓度低于1%,以利 于后续提取。
• f. 消泡 在发酵过程中泡沫较多,需补入消泡剂。
一次洗脱
3.提炼精制工艺
• ① 发酵液的过滤与预处理 工业上采用草酸调节发酵液的pH 至2.8~3.2,同时蒸汽加热到70~75℃维持2min,使蛋白质凝 固,提高过滤速度。草酸酸化还可除去Ca2+。酸化液过滤后用 NaOH调pH到6.7~7.2可得到原滤液。原滤液链霉素浓度在 5000U/ml左右。原滤液中Mg2链霉素
第十二章葡萄糖氧化酶ppt课件
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葡萄糖氧化酶催化反应分子机制:
OH
H
HO HO
HHO
OH
H OH H
EFAD
OH
H HO
HO
HHO
H OH
O+
δ -D-葡萄糖酸内酯
EFADH2 O2
H2O
EFAD
+
H 2O 2
H HO
HO
OH
OH
HH
二、葡萄糖氧化酶催化的反应
葡萄糖氧化酶的催化反应,按条件不 同有如下三种形式:
在没有过氧化氢酶存在下,每克分子葡 萄糖氧化酶氧化时消耗1mol氧。
C6H12O6 + O2 → C6H12O7 + H2O2
在有过氧化氢酶存在下,每克分子葡萄糖氧 化酶氧化时消耗0.5mol氧。 C6H12O6 + 1/2O2 → C6H12O7
H
COOH
H
OH OH
D-葡 萄 糖 酸
四、性质
高纯度葡萄糖氧化酶为淡黄色粉末。 易溶于水,完全不溶于乙醚、氯仿、丁
醇、吡啶、甘油、乙二醇等有机溶剂。 50%丙酮、66%的甲醇能使其沉淀。
1. 葡萄糖氧化酶的催化特异性
它对β-D-吡喃葡萄糖表现出高度的专一性。 羟基处在β-位时酶的活力比处在α-位时高约160倍。
果汁在深加工过程中若发生氧化 作用,其中的一些不饱和成分如不 饱合脂肪酸和烯二醇类物质将会分 解,使果汁品质低下。尤其是Vc等 维生素类的物质的氧化会使营养大 量流失。
果汁保鲜剂葡萄糖氧化酶是一种天 然食品添加剂,无毒、无副作用。 添加量:葡萄糖1g/L,葡萄糖氧化 酶20mg/L。
第十二章发酵产物的提取与精制概论(6)
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物 些目标产物存在于细胞内部。目前重组
的 提
DNA技术表达的产品(如肤岛素、干扰素、
取 白细胞介素等),都是胞内产物。首先必
与 精 制
须将细胞破碎,使产物得以释放,才能进 一步提取。
概
论
第四篇 发酵产物的提取与精制
第
十
二 章
(一)细胞壁的组成与结构
发 酵
细胞破碎 用物理、化学、酶或机械的方
产 法来破坏细胞壁或细胞膜。细胞壁的破碎
制 温度;细胞的变化(因处理时间的不同面引起
概 论
的)也同样影响着对破碎的敏感度。
第四篇 发酵产物的提取与精制
第
十
二 章
破碎方法
发 酵 产
细胞的破碎按照是否外加作用力可分为机 械法与非机械法两大类;机械法中高压匀
物 浆器和珠磨机在工业上得到应用,超声波
的 提
法和非机械法大多处在实验室应用阶段。
取
与
发 酵
(1)特点
产
物 ①自动化程度高、操作连续、处理量大;
的 提 取
②适合于固体含量较大(>10%)的悬浮液 的分离;
与 ③一般不适合于菌体较小和粘度较大的细菌
精 制 概
发酵液的过滤。(可以离心) ④所得固相的干度较差。
论
第四篇 发酵产物的提取与精制
第 十 (2)工作过程 二 章
发 酵 产 物 的 提 取 与 精 制 概 论
第
十 三、菌体分离方法
二
章 (一)菌体和发酵醪的分离方法
发 酵
离心 过滤
产 物
(二)离心分离
的 提
离心分离可分为以下三种形式:
取 ①离心沉降
与 精 制
②离心过滤 ③离心分离和超离心
食品微生物第十二章常见致病g
![食品微生物第十二章常见致病g](https://img.taocdn.com/s3/m/f560eb66cf84b9d528ea7aa0.png)
四、金黄色葡萄球菌的致病性( 4.2 致病因子及相应致病机理)
对人体有致病作用的主要是α溶素和β溶素。
α溶素:由质粒或染色体编码,分子量为30kD, 不耐热, 60℃加热3min即可被破坏。除对多种哺乳 动物红细胞有溶血作用外,对白细胞、血小板、肝细 胞、成纤维细胞膜、血管平滑肌等均有毒性作用,可 引起组织坏死。
致病性
金黄色葡萄球菌 表皮葡萄球菌 腐生葡萄球菌
主要为金黄色 主要为白色 主要为柠檬色
+
-
-
核糖型醇
甘油型
甘油型
+
-
-
多数能分型
不能分型
不能分型
强
弱或无
无
二、葡萄球菌的基本特性(2.3 生理生化特性)
各种葡萄球菌的主要生理生化性状(续表)
主要性状 金黄色葡萄球菌 表皮葡萄球菌 腐生葡萄球菌
MR试验
二、葡萄球菌的基本特性(2.2 培养特征)
不同种的菌株产生不同的色素, 色素为脂溶性,如金黄色、白色、 柠檬色。
血琼脂平板上形成的菌落较大, 有的菌株菌落周围形成明显的全透 明溶血环(β 溶血),也有不发生 溶血者。
金黄色葡萄球菌(β溶血)
凡溶血性菌株大多具有致病性。
表皮葡萄球菌
二、葡萄球菌的基本特性(2.2 培养特征) 28-38℃均能生长,致病菌最适温度
葡萄球菌属在分类地位上属于微球菌科的一个属 (目前有32种,寄生人体的有16种),大部分为非 致病菌,少数可导致疾病。葡萄球菌是医院交叉感 染的重要来源。
一、概述
葡
金黄色葡萄球菌(S.aureus)
萄
球
表皮葡萄球菌(S.epedermidis)
菌
第十二章2肠道杆菌
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组织中繁殖(致敏)
胸导管 血流(第一次菌血症)
发病期 (1-4W)
第二次菌血症 肝 脾 肾 淋巴结 胆囊
尿排菌
粪便排菌
2020/2/27
高热、肝脾肿大、玫瑰疹、白 细胞↓等全身中毒症状
迟发型变 态反应 肠壁坏死、 溃疡
肠出血、 肠穿孔
伤寒玛丽
2020/2/27
• 胃肠炎(食物中毒) • 败血症
免疫性
2020/2/27
生物学性状
• 1 形态染色
– 符合肠杆菌特点,多为周毛菌,有菌毛
伤寒杆菌的周身鞭毛
2020/2/27
2020/2/27
• 2 培养特性 –营养要求不高
普通培养基 中等大小,圆形,无色半透明菌落
麦康凯培养基上的伤寒杆菌菌落
2020/2/27
EMB培养基,上为E.coli,下为伤寒杆菌
2020/2/27
• 生化反应 – 乳糖(-),葡萄糖(+)/+,多数 H2S+,动力+,尿素(-)
• 抗原结构 – O抗原 – H抗原 – Vi抗原(毒力抗原) ——可阻止“O”凝集
2020/2/27
抵抗力
1、耐低温 2、水中存活2-3周、粪便存活1-2月 3、理化因素敏感( 60℃ 30min ) 4、消毒剂敏感 5、氯霉素等敏感
肠热症,病后免疫牢固,其它 可重复感染
2020/2/27
微生物学检查方法
• 1 分离培养与鉴定 – 标本采取—— 肠热症:一血、二便、三检尿、要检骨 髓全知道 食物中毒:粪便、呕吐物、可疑食物 败血症:血 带菌者:粪便 – 分离鉴定: 增菌(血、骨髓)→EMB、SS→生化反 应→血清鉴定
2020/2/27
12、微生物在农业中的应用
![12、微生物在农业中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/6c39476827d3240c8447ef5f.png)
Bacillus(杆菌) Enterobacter(肠杆菌) Pseudomonus(假单胞菌)
最重要的是苏云金芽孢杆菌(Bacilllus thuringiensis, Bt)
(1)Bt生物杀虫剂简介
G+,短杆菌,形成芽孢,周身鞭毛或无鞭毛;
伴孢晶体;
1902年发现,1951年发现商业价值;
寄生130多种鳞翅目幼虫中; 膜翅目、翅目、直翅目和鞘翅目体内控制毛虫、 毒蛾、白菜金翅夜蛾、烟草天蛾等; 各亚种、各菌株所毒杀的昆虫对象不完全相同。
第一节 微生物肥料
微生物肥料:
菌肥,利用微生物生命活动,增加土壤中的氮素或
有效磷、钾的含量,或将土壤中一些作物不能直 接利用的物质,转换成可被吸收利用的营养物质, 或提高作物的生长刺激物质,或抑制植物病原菌
的活动,从而提高土壤肥力,改善作物的营养条
件,提高作物产量。
一 、微生物肥料的种类
1. 氮肥:增加土壤氮素和作物氮素营养,如 根瘤菌、固氮菌、固氮蓝藻; 2. 分解土壤有机质的菌肥:有机磷细菌肥料、 综合性菌肥等; 3. 分解土壤中难溶矿物质,钾细菌、无机磷 细菌肥料等; 4. 防治植物病害,刺激植物生长:芽孢杆菌 制剂,抗生素肥料等; 5. 增加作物根吸收营养能力:菌根菌肥料等。
由我国研制的绿僵菌农药,虽速效性较低,但
7-9天可使蝗虫集中大量死亡, 能有效控制蝗
虫种群数量。药后持效期15天以上。
3、病毒杀虫剂
昆虫受病原微生物侵染死亡很常见,如病毒、细
菌、真菌、原生动物和线虫等,已发现的昆虫病毒有
1200种。
优点:病毒杀虫剂宿主特异性强,能在害虫群内传 播形成流行病。也能潜伏于虫卵,传播给后代,持 效作用长。 缺点:需通过寄主昆虫才能增殖,宿主范围;窄致 死的时间太长(杀虫慢);施用效果受环境、温度、 阳光、气候的影响大。
第12章-2-生物地球化学循环PPT优秀课件
![第12章-2-生物地球化学循环PPT优秀课件](https://img.taocdn.com/s3/m/11bb735d11a6f524ccbff121dd36a32d7375c7c7.png)
HNO2 H NO2
NO2
1 2O2
NO3
75.24kJຫໍສະໝຸດ 31(4)氨化过程
C 2 N H 2 C H O 1 1 2 O O 2 2 C H 2 O H 2 O N 3 H 7k 3J5
32
(5)反硝化作用 硝酸盐在缺氧和有葡萄糖的条件下被真菌和假
单胞细菌还原回到大气圈中,完成氮的大循环。
29
(8)碳循环与温室效应加剧的调控 温室气体减排 植树造林 增加陆地区域的水体面积
30
3. 氮循环
(1)氮的主要贮存库:大气圈和生物圈
(2)生物固氮过程:与豆科植物具有共生关系 的的细菌和根瘤菌等。
N2 2N 2N3H2 2NH3
(3)硝化过程
NH3 112O2 HNO2 H2O689.7kJ
纬向地带性(热量地带性) 干湿地带性(水分地带性) 垂直地带性分布
10
(四)营养结构 1. 概念:非生物环境与生物群落之间和生产者、
消费者与分解者之间,通过营养或食物传递形 成的一种组织形式。 2. 食物链:不同生物之间类似链条式的食物依存 关系,食物链上的每一个环节称为营养级。 活食食物链、腐食食物链 食物的非专一性 3. 食物网:食物链相互交叉,形成复杂的摄食关 系网。 一个生态系统的食物网结构愈复杂,该系统的 稳定性程度愈大。
低熵的。
13
2. 呼吸作用:绿色植物中的有机物质被氧化,释 放出CO2、H2O和热能的过程。 呼吸作用是光合过程的逆过程; 呼吸作用是一个放能反应和熵增加过程。
14
(二)初级生产与次级生产 1.初级生产:绿色植物通过光合作用,吸收和固定
太阳能,将无机物转化成有机物的生产过程; 净初级生产量:总初级生产量减去植物因呼吸作
【采矿课件】第十二章矿物微生物浸出
![【采矿课件】第十二章矿物微生物浸出](https://img.taocdn.com/s3/m/b23c465731126edb6f1a109c.png)
第十二章矿物微生物浸出教学大纲要求教学内容ﻫ本章主要介绍了微生物粉冶金的基本概念,细菌浸矿的作用机理,以及影响细菌浸出的主要因素ﻫﻫ。
主要内容包括:2.浸矿微生物种类ﻫ 1. 矿物微生物浸出的基本概念ﻫﻫ4. 影响细菌浸出的主要因素ﻫﻫ教学时间3. 微生的浸出的基本原理ﻫﻫ6学时。
ﻫ教学重点ﻫ1. 浸矿细菌的培养;ﻫ2. 微生物浸出的作用机理。
ﻫﻫ教学难点ﻫ微生物浸矿的主要作用机制。
ﻫﻫ教学方法ﻫﻫ课堂教学为主。
ﻫ教学要求掌握浸矿微生物培养、筛选方法,微生物浸出的主要作用机制。
讨论ﻫ微生物冶金方法与传统冶金方法间的优劣。
ﻫ教学参考书ﻫ1. 浸矿技术编委会,浸矿技术,北京:原子能出版社,1994.ﻫﻫ2. 聂树人,索有瑞,难选冶金矿石浸金,北京:地质出版社,1997.ﻫ3. 童雄,微生物浸矿的理论与实践,北京:冶金工业出版社,1997.ﻫ4. 杨显万,邱定蕃,湿法冶金,北京:冶金工业出版社,1998.ﻫﻫ12.1固结过程的气体力学ﻫ简单叙述生物冶金和细菌浸出的基本概念和发展状况。
12.2 浸矿微生物ﻫ教学内容ﻫ主要内容包括浸矿微生物的种类、来源、生理生态特征,细菌的采集、分离、培养与驯化,细菌生长规律,层透气性的基本概念、透气性变化规律定量描述与影响料层透气性的主要因素。
教学时间ﻫ 2学时。
ﻫ本节重点微生物的生长规律。
ﻫ教学方法ﻫ课堂教学为主。
ﻫ教学要求ﻫ了解浸矿细菌的种类、采集、培养、驯化过程,掌握细菌生长的基本规律。
ﻫ12.3 微生物浸出基本原理ﻫ教学内容ﻫﻫ主要内容包括微生物浸出的直接作用说、间接作用说和复合作用说的内涵。
ﻫ教学时间ﻫ3学时。
ﻫ本节重点ﻫ微生浸矿的三种作用机制。
ﻫ本节难点ﻫ不同作用机理之间的差异。
教学方法ﻫ课堂教学为主。
教学要求熟练掌握微生物浸矿的作用机制。
ﻫ12.4 细菌浸出影响因素和浸出动力学ﻫ教学内容ﻫ主要内容包影响微生物浸出各种因素以及浸出动力学规律。
ﻫ教学时间2学时。
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第十二章微生物发酵ppt
•四、微生物发酵的基本特征
发酵过程中环境条件的变化,不仅会影响菌种的
生长繁殖,而且会影响菌种代谢产物的形成。为了使发酵
过程能顺利进行,要随时取样,检测培养液中的细菌数目、
产物浓度,同时还要及时为发酵菌提供必需的营养,并严
格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
第十二章微生物发酵ppt
• 五、分离提纯
发酵结束后,要对发酵液或生物细胞进行分离和提取精 制,将发酵产物制成合乎要求的产品。对发酵产品的 要求不同,分离提纯的方法也相应有些区别。利用发 酵工程生产的产品有菌种代谢产物和菌种本身(如酵 母菌和细菌)两大类,如果产品是菌种,分离方法一 般是通过过滤、沉淀从培养液中分离出;如果产品是 代谢产物,则采用蒸馏、萃取、离子交换等方法提取。 分离提纯后的产品,还要经过质量检查合格后,才能 成为正式产品。
年代,微生物学家开始用紫外线、激光、化学诱变剂等处理
菌种,使菌种产生突变,以筛选出符合要求的优良菌种。随
着细胞工程、基因工程等技术的日益成熟,科学家开始构建
工程细胞或工程菌,用它们进行发酵,甚至能生产出一般微
生物所不能生产的产品。
第十二章微生物发酵ppt
•二、菌种培养基的配制
培养基是选择出的菌种生活的环境,对菌种有多方面的影响, 所以至关重要。一般来说,培养基的配方要经过反复的实验才 能确定。另外,发酵工程中所用的菌种多要求是纯培养的,即 整个发酵过程不能混有杂菌,否则将导致产量大大下降,甚至 得不到产品。例如,如果青霉素生产过程中污染了杂菌,这些 杂菌会分泌青霉素酶,将形成的青霉素分解掉。因此,培养基 和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
第十二章微生物发酵ppt
(二)青霉素发酵生产培养基
l 1、碳源 目前普遍采用淀粉经酶水解的葡萄糖糖化液 进行流加。
l 2、氮源 可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉或 麸质粉,并补加无机氮源。
l 3、前体 苯乙酸或苯乙酰胺,由于它们对青霉菌有 一定毒性,故一次加入量不能大于0.1%,并采用多 次加入方式。
第十二章微生物发酵ppt
4.微生物的转化发酵
微生物的转化是利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转 变成结构相关的更有经济价值的产物。可进行的转化反应包括: 脱氢反应、氧化反应、脱水反应、缩合反应、氨化反应、脱氨反 应等。
5.生物工程细胞的发酵
是指利用生物工程技术所获得的细胞,如DNA重组的“工程菌”,细 胞融合所得的“杂交”细胞等进行培养的新型发酵。此类发酵的 产物多种多样,如用基因工程菌生产胰岛素、干扰素等。
❖ 20世纪50年代,氨基酸发酵工业又成为微生物技术产业的又一个成员,实现了对微 生物的代谢进行人工调节,这又使微生物技术进了一步。
❖ 20世纪60年代,微生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。
❖ 20世纪70年代,为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题,进行了非碳水化 合物代替碳水化合物的发酵,如利用石油化工原料进行发酵生产,培养单细胞蛋白, 进行污水处理,能源开发等。
青霉素钠盐结晶析出,过滤,将晶体洗涤后进行干燥得 成品。可在60℃,20mmHg真空中烘16 h,然后磨粉、装桶。
第十二章微生物发酵ppt
二、氨基酸发酵生 产
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是人体及动物的重要营养物 质。谷氨酸是一种重要的氨基酸。我们就以谷氨酸的发酵生 产为例简单介绍一下氨基酸的发酵生产。
第十二章微生物发酵ppt
(一)青霉素发酵生产菌株
最初由弗莱明分离的点青霉,只能产生2 U/ml的青霉素。 目前全世界用于生产青霉素的高产菌株,大都由菌株Wis Q l76(一种产黄青霉)经不同改良途径得到。70年代前育种采用 诱变和随机筛选方法,后来由于原生质体融合技术、基因克 隆技术等现代育种技术的应用,青霉素工业发酵生产水平已 达85 000U/ml以上。青霉素生产菌株一般在真空冷冻干燥状 态下保存其分生孢子,也可以用甘油或乳糖溶剂作悬浮剂, 在-70度冰箱或液氮中保存孢子悬浮液和营养菌丝体。
l 4、无机盐 包括硫、磷、钙、镁、钾等盐类,铁离 子对青霉菌有毒害作用,应严格控制发酵波中铁含量 在30ug/ml以下。
第十二章微生物发酵ppt
(三)青霉素发酵工艺
1.种子制备 种子制备阶段以生产丰富的孢子(斜面和大米 孢子培养)或大量健壮的菌丝体(种子罐)为目的。
2.发酵培养 影响青霉素发酵产率的因素有环境因素,如pH 值、温度、溶氧饱合度、碳氮组份含量等;有生理变量因 素,包括菌丝浓度、菌丝生长速度、菌丝形态等,对它们 都要进行严格控制。
3.发酵后处理
(1)过滤:采用鼓式真空过滤器,过滤前加去乳化剂并降温
(2)提炼用溶媒萃取法。将发酵滤液酸化至pH 2,加1/3体积的 醋酸丁酯,混合后以碟片式离心机分离,得一次BA提取液。 然后以1.3 % ~ 1.9 %NaHCO3在pH 6.8 ~ 7.1条件下将青 霉素从BA中提取到缓冲液中。再调pH至2.0,将青霉素从 缓冲液再次转入到BA中,方法同上,二次BA提取液。
第十二章微生物发酵ppt
(四)谷氨酸发酵生产 发酵初期,菌体生长迟滞,约2 ~4 h后即进入对数生长期,
第十二章微生物发酵ppt
•工 艺 流 程
第十二章微生物发酵ppt
第三节 工业发酵的主要产品
一、抗生素发酵生产
抗生素是生物体在生命活动中产生的一种次级代谢产物。这类 有机物质能在低浓度下抑制或杀灭活细胞,这种作用又有很强的 选择性。抗生素主要用微生物发酵法生产,少数抗生素也可用化 学方法合成,人们还对天然得到的抗牛素进行生化或化学改造, 使其具有更优越的性能,这样得到的抗生素叫半合成抗生素,其 数目已达到两万多种。抗生素不仅广泛用于临床医疗,而且已经 用于农业、畜牧及环保等领域。 青霉素是最早发现并用于临床的—种抗生素,1928年为英国人 A . Fleming发现,40年代投入工业生产。在二战期间立刻大显身 手,它能有效控制伤口的细菌感染,挽救了数百万战争中受伤者 的性命。我们就以青霉素为例简单介绍抗生素的发酵生产过程。
第十二章微生物发酵ppt
2020/11/28
第十二章微生物发酵ppt
发酵工程是一门具有悠久历史,又融合了现代 科学的技术,是现代生物技术的组成部分。本 章主要介绍发酵工程的基本内容和基本原理, 重点介绍了工业发酵的工艺流程,还介绍了典型 产品的发酵生产工艺,如青霉素,谷氨酸和维 生素C的生产。
第十二章微生物发酵ppt
第一节 微生物发酵概论
•一、微生物发酵的概念及发展史
❖ 1857年巴斯德提出著名发酵理论:“一 切发酵过程都是微生物作用的结果。”
❖ 1929年Flemming爵士发现了青霉素,增加一大类新产品-抗生素。
❖ 20世纪40年代,以获取细菌的次生代谢产物-抗生素为主要特征的抗生素工业成为微 生物发酵工业技术的支柱产业。
第十二章微生物发酵ppt
(3)脱色 在二次B A提取液中加活性炭150 一300g/10亿单位, 脱色、过滤。
(4)结晶 用丁醇共沸结晶法。将二次BA萃取以0.5 mol/L NaOH 液萃取,调pH至6.4 ~ 6.8,得青霉素钠盐水浓缩液。 加3~4倍体积的丁醇,在16~26℃,5~10 mmHg下真空蒸馏, 将水与丁醇共沸物蒸出,并随时补加丁醇。当浓缩到原来水 浓缩体积,蒸出馏分中含水达2% ~ 4 %时,即停止蒸馏。
1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程。 2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵。 3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业。 微生物发酵主要有以下几个特征: (1)反应条件温和。通常由于微生物的生理特性,要求温
度为30℃~40℃、pH值中性偏酸性如酵母、霉菌、放线 菌的发酵和pH值中性偏碱性如细菌的发酵。 (2)无菌发酵,整个反应过程要求无菌。培养基无菌、空 气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌,其尾 气也要求进行无菌处理。 (3)非连续性生产。微生物的生理特性决定了发酵过程的 非连续性,大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行 的,目前可以实现连续化生产的是啤酒的连续化生产。
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❖ 80年代以来,随着重组DNA技术的发展,可以按人类社会的需要,定向培养出有用 的菌株,这为微生物发酵技术引入了遗传工程的技术,使微生物技术进入了一个新 的阶段。
目前,人们把利用微生物在有氧或无氧状态下生命活动来制备微生物菌体或其它
代谢产物的过程统称为发酵。
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二、微生物发酵的类型
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(二)谷氨酸发酵生产的原料制备 谷氨酸发酵生产以淀粉水解糖为原料。淀粉水解糖的制备一 般有酸水解法和酶水解法两种。国内常用的是淀粉酸水解工 艺。
(三)菌种扩大培养 l (1)一级种子培养 采用液体培养基,由葡萄糖、玉米
浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰等组成 , pH为6.5 ~ 6.8;三角瓶内32 ℃振荡培养12h,贮于4 ℃冰箱 备用。 l (2)二级种子培养 培养基除用水解糖代替葡萄糖外, 其他与一级种子培养基相仿。种子罐内32 ℃通气搅拌培养 7 ~ 10 h,即可移种或冷却至10 ℃备用。
3.微生物代谢产物发酵
微生物代谢产物很多。在菌体对数生长期所产生的产物,如氨基酸、核苷 酸、蛋白质和糖类等是菌体生长繁殖所必需的,这些产物叫做初级代谢 产物。在菌体生长静止期,某些菌体能合成一些具有特定功能的产物, 如抗生素、生物碱、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显
关系,叫做次级代谢产物。
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