《微生物与发酵工程》第11章发酵工程在新型能源及环境保护方面的应用(43P)

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发酵工程的应用

发酵工程的应用在生物技术领域，发酵工程是一项非常重要的技术。

它可以从天然资源中提取出各种化学物质，尤其是在医药和食品工业中具有很广泛的应用。

这项技术也被应用于环境保护和能源生产领域。

本文将探讨发酵工程在不同领域的应用。

1. 食品工业中的发酵工程发酵食品的历史可以追溯到几千年前，最早的发酵食品包括面包、啤酒、酸奶和酱油等。

现在，发酵工程已经成为食品工业中的一个重要分支。

它可以对食品进行调味、去除有害成分、增加营养，并且可以延长食品的保质期。

例如，酸奶就是通过乳酸菌的发酵作用制成的。

这种食品含有丰富的蛋白质和乳酸菌，能够增强人体免疫力和消化系统功能。

此外，酱油也是一种使用发酵工艺制造的传统调味品。

这种酱油中含有丰富的氨基酸和多酚类物质，具有抗氧化、抗菌和抗癌的作用。

很多其他的发酵食品也具有类似的功效，比如泡菜、豆腐、味噌等。

2. 医药工业中的发酵工程在医药工业中，发酵工程也被广泛应用。

这个领域最常见的应用就是利用微生物发酵来制造各种药物。

首先，发酵技术可以用于生产抗生素和其他抗菌药物。

许多抗生素如青霉素、链霉素和庆大霉素等都是通过微生物的发酵生产的。

此外，一些生物制剂也是通过发酵工艺制造的，这些制剂可以用于治疗糖尿病、心血管疾病、肿瘤等疾病。

发酵工程也可以用于生产酶类制剂，这些制剂可以用于诊断和治疗。

例如，乳糖酶可以用于缓解乳糖不耐症患者的症状，而丝氨酸酶可以用于治疗特定类型的癌症。

3. 环境保护中的发酵工程发酵工程也可以用于环境保护。

例如，在工业和家庭废水处理中，微生物发酵是一种常用的处理方法。

这种方法可以将废水中的有机物质转化成水和二氧化碳等无害物质，从而减少对环境的污染。

一些研究还表明，发酵工程可以促进厌氧发酵，这种方法可以生产可再生的生物质燃料。

例如，甲烷是一种可以通过厌氧发酵生产的气体，它可以用作替代燃料，从而减少对化石燃料的依赖。

结论综上所述，发酵工程在食品、医药和环境等领域中的应用极其广泛。

发酵工程在化工、能源行业的应用成果新闻

发酵工程在化工、能源行业的应用成果新闻农田基本建设为发展农业生产，在土地上采取工程措施或生物措施，兴建能在生产上长期发挥效益的设施。

是为利用和改造自然，发展农业生产，实现稳产高产，对农田进行改造和建设所采取的措施的总称。

以下是作者整理的发酵工程在化工、能源行业的应用成果新闻内容三篇，欢迎阅读与收藏。

发酵工程在化工、能源行业的应用成果新闻篇1有机肥发酵是指定微生物菌生长繁殖代谢的过程，微生物菌发酵所消耗的碳氮比是20:1，所以要做到充足的发酵，需保证有机物料的碳氮比为20:1，其次有机肥发酵属于好氧发酵，要保持有机物料中合理的水分含量，水分含量标准为50-60为准，在发酵过程中还要根据发酵进程进行翻堆通气。

第一步：将牧田人有机物料腐熟剂与玉米粉、桔梗或细土进行均匀混合，本步的操作目的在于扩大腐熟剂的体积。

第二步：将混合后的腐熟剂逐级的与有机物料进行混合后堆成80-120公分的粪堆，逐级是指一层一层逐渐混合堆高，矫正含水量到50-60，含水量如果过高那就继续加辅料直至含水量达到指定数值。

第三步：堆成堆之后，等温度达到45度，翻堆一次，之后等到温度达到60度，再翻堆一次，整个发酵周期翻3-4次，发酵时间在15-20天可发酵成功。

生粪中含有大量的病虫害的病原体，并且生粪在施入土壤中之后，会进行自然发酵，发酵就会产生高温，会导致烧根现象，生粪入田有百害而无一利，所以生粪一定要经过腐熟之后才能入田。

发酵工程在化工、能源行业的应用成果新闻篇2要给花卉植物使用自制菜籽饼花肥，一定要保证它是完全发酵好了的。

另外还没有发酵好的菜籽饼，它会有热性反应，给花卉植物使用时，还是会在盆土当中进行发酵作用，所以会出现高温烧苗的问题。

而且发酵后的菜籽饼肥有机含量可以高达百分之七十，是一种肥效比较强的花肥，所以不宜一次性给花卉植物使用过多。

建议大家采用薄肥勤施的方式给花卉植物使用菜籽饼肥，这样就可以避免危害问题的出现。

对于一般的花卉盆栽，大概十天半个月使用一些和清水稀释过后的菜籽饼肥即可。

《微生物与发酵工程》第11章发酵工程在新型能源及环境保护方面的应用(43P)

图11-8 内循环(IC)厌氧反应器
三、厌氧消化器的类别
5. 升流式和折流式反应器
不完善的二类厌氧消化器
4. 附着膜型消化器
1. 厌氧滤器(AF)
厌氧滤器(Anerobic Filter, AF)是一种内部安装了惰性介质的厌氧消化器，参见图11-9.
图11-9 厌氧滤器(AF)示意图
三、厌氧消化器的类别
三、厌氧消化器的类别
3. 塞流式消化器
在我国已有多种应用，适用于高SS废物的处理外，尤其适用于牛粪的消化，用于农场效果好，参见图11-4.
图11-4 塞流式消化器
三、厌氧消化器的类别
3. 污泥滞留型消化器
1. 厌氧接触工艺
也被称为带有污泥回流的连续搅拌罐反应器，比较稳定，是目前比较成熟的工艺，参见图11-5.
4. 污水处理的级别
根据处理对象和深度不同，分为以下三种处理： 1. 一级处理
• 主要通过过滤、沉淀等物理方法，去除污水中粗大固形物和部分悬浮物。
一、污水处理的基本原理和概念
2. 二级处理
• 在一级处理的基础上，主要去除水中的有机物。主要采用生物法处理。
3. 三级处理
• 也称深度处理，采用各种物理化学生物等各种方法使二级处理后的水进一步净化，各种有机和无机污染物去除率在98％以上。
二、污水的生物处理方法
1. 活性污泥法(activated sludge procese)
1. 活性污泥(activated sludge)的概念
• 活性污泥是一种绒絮状小泥粒，它是由需氧菌为主体的微型生物群体，以及有机性或无机性胶体、悬浮物等组成的一种肉眼可见的细粒。它具有很强的吸附和分解有机质的能力。
2. 生物膜法(biofilm process)

生物人教版(2019)选择性必修3 1.3发酵工程及其应用(共57张ppt)

2. 基本环节（6）发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
①发酵过程的要求： Ⅰ. 发酵过程中，要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程； Ⅱ. 要及时添加必需的营养物质； Ⅲ. 要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件。
一、发酵工程的基本环节 2. 基本环节
（6）发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节 ②严格控制发酵条件的原因：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成。
发酵工程。即利用微生物的特定的功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
一、发酵工程的基本环节
1. 发酵工程：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2. 基本环节
选育菌种扩大培养
接种
配置培养基
灭菌
发酵罐内发酵
分离、提纯产物
获得产品
一、发酵工程的基本环节 2. 基本环节（1）选育菌种
一、发酵工程的基本环节 2. 基本环节（2）扩大培养
①目的：获得更多的菌种。 ②原因：工业发酵罐的体积一般较大，因此，需要接入的菌种总体积大（数目多）。 ③3
接入的菌种总体积几 ~ 几十m3
思考·讨论思考：扩大培养所用的培养基，从性质上分类，是什么类型的培养基？
一、发酵工程的基本环节
2. 基本环节
（5）接种：将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中。
发酵罐示意图
①培养物或营养物质的加入口 ⑤观察孔 ⑥取样管
⑨温度传感器和控制装置
⑩冷却水进入口
③阀门
装置编号
主要用途
⑬电动机 ⑫排气管 ⑦pH计
①②③ ④
控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养

《发酵工程》课件

产物分离纯化的优化
分离纯化方法
常见的分离纯化方法包括过滤、离心、萃取、蒸馏、膜分离等。
优化策略
根据产物的性质和发酵液的特点，选择合适的分离纯化方法，并优化工艺参数，以提高产物的纯度和收率。
06
未来发酵工程的发展趋势
新技术应用与设备改进
生物信息学
利用生物信息学技术，对微生物基因组学、转录组学和蛋白质组学进行深入研究，为发酵工程提供更精确的微生物代谢调控手段。
为防止发酵污染，应定期对菌种进行纯化、复壮，严格控制培养基和设备的灭菌温度和时间，加强发酵过程中的监控和检测。
发酵效率的提高
影响因素
影响发酵效率的因素包括菌种特性、培养基成分、发酵温度、pH值、溶解氧浓度等。
优化方法
通过调整培养基成分、控制发酵温度、调节pH值、提高溶解氧浓度等方法，可以有效提高发酵效率。
合成生物学
利用合成生物学技术，设计和构建具有特定功能的微生物细胞工厂，实现高效、定向的物质转化。
基因编辑技术
通过基因编辑技术，改造和优化微生物的代谢途径，提高发酵产物的产量和品质。
可持续性与环保
1 2
节能减排
通过优化发酵工艺和设备，降低能源消耗和减少废弃物排放，实现发酵工程的绿色可持续发展。
抗菌素
抗菌素是一类具有抗菌活性的物质，通过抑制或杀死病原微生物，达到防治病害的目的。抗菌素在医疗、农业、食品工业等领域广泛应用。
其他发酵产物及其应用
柠檬酸
柠檬酸是发酵工程中重要的有机酸之一，主要用于食品、化工、医药等领域。柠檬酸具有抗氧化、抗菌、提高口感等作用。
氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，通过发酵工程生产出的各种氨基酸，如谷氨酸、赖氨酸等，在食品、饲料、医药等领域广泛应用。

发酵工程（题库）

发酵工程（题库）发酵工程（题库）一、名词解释1.引物：与待扩增的DNA片段两端的核苷酸序列特异性互补的人工合成的寡核苷酸序列，它是决定PCR扩增特异性的关键因素。

2.富集培养：通过采用选择性培养基，使目的微生物大量繁殖，而其他微生物的生长被抑制，从而便于目的微生物的分离。

3.操纵子学说：调节基因的产物阻遏物，通过控制操纵子中的操纵基因从而影响其邻近的结构基因的活性。

4.生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称为生长因子。

5.连续发酵：连续不断的向发酵罐中流加新鲜发酵液，同时又连续不断的排出等量的发酵液，从而使pH、养分、溶解氧保持恒定，使微生物生长和代谢活动保持旺盛稳定的状态的一种发酵方式。

或以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，使培养物在近似恒定的状态下生长的培养方法。

6.聚合酶链式反应：又称聚合酶链式反应、或无细胞克隆技术，使根据DNA模板特异性模仿体内复制的过程，在体外适合的条件下，以单链DNA为模板，以人工设计合成的寡核苷酸为引物，利用热稳定的DNA聚合酶，从5′-3′方向渗入单核苷酸，从而特异性的扩增DNA 片段的技术。

7.代谢控制发酵：就是利用遗传学的方法或其他生物化学的方法，人为的在脱氧核糖核酸的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用的目的产物大量生成、积累的发酵。

8.菌种退化：主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。

或菌种的一个或多个特性，随时间的推移逐步减退或消失的现象，一般常指菌株的生活力、产孢能力衰退和目的产物产量的下降。

9.基因工程菌：将目的基因导入细菌体内使其表达，产生所需要的蛋白的细菌称为基因工程菌，如：大肠杆菌10.种子培养：是指经冷冻干燥管、砂土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，在经过摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量纯种的过程。

发酵工程的应用ppt

发酵工程的应用ppt篇一：发酵工程在环境爱护中的应用探讨发酵工程在环境爱护中的应用探讨环境工程专业李双自然界存在着丰富的微生物种群，在生物圈物质循环中着重充当分解者的角色。

微生物通过发酵作用，可以对物质进行降解与转化。

因此，利用微生物发酵工程的原理与技术，净化和处理环境污染物，可以实现废物资源化，提高整体工艺的效益，降低运行成本，同时达到减轻环境污染，爱护环境的目的。

发酵工程是生物技术的瓶颈，固态发酵作为发酵工程一个重要的部分，在资源环境应用讨论方面取得了重要进展。

1、发酵的概念发酵是微生物分解有机物，产生乳酸或乙醇和二氧化碳的过程，发酵必需依靠微生物酶的参加，并为微生物供应细胞生命活动所需的能量和各种细胞结构物质。

工业上的发酵是泛指一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产过程。

2、发酵的特点2.1发酵条件温柔发酵过程一般来说都是微生物及其酶作用下的生物化学反应，通常在常温常压下进行，其反应条件也比较简洁温柔，因此发酵的过程要素条件一般比较简单掌握。

2.2发酵原料广泛发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，还可以用很多环境中的废弃物，因此发酵原料来源广泛。

可以充分利用废水和废物中的有机物作为发酵的原料进行污染物的降解利用和资源化，达到废物资源化和环境爱护的目的。

2.3发酵专一性强发酵过程是通过生物体的自动调整方式来完成的，更准确地讲，是通过微生物的酶来调整的，由于微生物的遗传特性及其酶的专一性，因此，发酵反应的专一性强，因而可以得到较为单—的发酵代谢产物。

2.4发酵的高效性微生物优良菌种是进行发酵的根本因素，是发酵取得良好效益的关键。

通过微生物诱变和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品，因此发酵具有高效性。

2.5发酵的创新性随着科学技术的进展和人们对生物技术讨论的深化，现代发酵工程除了用法微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌”来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器取而代之，自动化、连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。

发酵工程及其应用-高二生物课件(人教版2019选择性必修3)

常见微生物肥料：根瘤菌肥、固氮菌肥
发酵工程
15
02 发酵工程的应用
在农牧业上的应用
2、生产微生物农药
利用微生物或其代谢物来繁殖病虫害。
微生物或代谢产物苏云金杆菌白僵菌
一种放线菌产生的抗生素（井冈霉素）
防治病虫害种类 80多种农林害虫玉米螟、松毛虫
水稻枯纹病
微生物农药作为生物防治的重要手段。
存在风险。在生产燃料乙醇时，为了规避这一风险，应该使用陈化粮食(如陈化的稻谷等)或者非粮食生物材料(如秸秆等)。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还有利于防止问题粮食流入市场。
四复习与提高（P30）
1.某化工厂为了处理排出污水中的一种有害的、难以降解的有机化合物A，其研究团队用化合物 A、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基，成功地筛选出能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示，请分析回答问题。
2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
要对温度、pH和溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必需的营养组分。
发酵工程
6
01 发酵工程的基本环节
思考·讨论
3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
发酵工程与现代工程技术相结合，或直接用微生物反应器，进行大规模发酵生产。可以主要是连续培养；电脑控制实行高度的自动化；采用基因重组菌生产，可以加压生产等。
三练习与应用
二、拓展应用
1.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识或查阅资料，并发挥想象力，提出解决这些问题的思路。 (1)青霉素发酵是高耗氧过程，如何能够保证在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢？(提示:血红蛋白具有携带O2的能力)

微生物学新技术在环境工程中的应用

第11页，本讲稿共19页
用酶工程法制备新型甜味剂
传统的甜味剂主要是蔗糖与糖精。糖精被禁用后，蔗糖就成了食品甜味剂的主角。1973年，用固定化葡萄糖异构酶从葡萄糖生产高果糖浆获得成功，产量迅速增加，目前已达几百万吨，正在逐步取代蔗糖作为食品与饮料的甜味剂。美国可口可乐公司所用甜昧剂几乎是高果糖浆。最近食用甜味剂又出现了一颗新星——天冬氨素。它是低热量、安全，又有一定营养价值的新型甜昧二肽，甜度是
互作用。酶的活性中心是由数个氨基酸残基组成的。要使酶在固定化状态仍保持活性不变，使用时活力长久不衰，则必须保持活性小心不受损伤。所以制备固定化酶或固定化细胞时，需要在严密和尽量温和的条件下进行，已研究许多有效的方法可以制备表现活力高，使用寿命长的“长效、无公害”的生物催化剂。因为应用这些催化剂不仅使用寿命长，而且整个工艺过程几乎无三废污染。
酶制剂新市场——催化剂、医药用酶和三废处理用酶迅速发展；应用固定化异构酶大量生产高果糖浆；
筛选耐高温脂肪酶、糖化酶和蛋白酶；
应用基因工程技术改造和生产新型酶制剂。
第6页，本讲稿共19页
通常生物材料中所含酶的总量并不太少，但每一种酶的含量却很
低，常在0.0001-1％，如胰腺中含有5％的胰蛋白酶，而脱氧核糖核酸酶仅含0.004％。由于各种酶在生物材料中含量很低，因此提取、分离和纯化各种酶制剂是一项比较复杂的工艺过程，犹如“沙里淘金”的“冶炼术”。
微生物学新技术在环境工程中的应用
第1页，本讲稿共19页
早期的酶工程技术主要是从动物、植物、微生物材料中提取、分离、纯化制造各种酶制剂，并将其应用于化工、食品和医药等工业领域。
70年代后，酶的固定化技术取得了突破，使固定化酶、固定化细胞、生物反应器与生物传感器等酶工程技术迅速获得应用。

发酵工程 ppt课件

100%
酵母菌
单细胞真菌，具有真核细胞结构，有产孢子繁殖和水生、好气性生长及醇发酵和糖发酵等类型。
80%
霉菌
丝状真菌的俗称，意即多细胞的真菌，在自然界中广泛存在。
微生物的营养需求
水
微生物细胞的主要组成部分，是良好的溶剂，能维持酶活性，参与代谢反应。
无机盐
参与细胞构成和代谢反应，对细胞的渗透压平衡和酸碱平衡起着重要作用。
利用发酵技术生产面包、啤酒、酸奶等食品。
医药工业
生产抗生素、疫苗、干扰素等生物药物。
化学工业
生产燃料、化学品、塑料等物质。
环境治理
利用微生物处理废水、废气，实现环境保护和治理。
02
发酵工程的基本原理
微生物的种类与特性
80%
细菌
根据形态可分为球菌、杆菌、螺旋菌等，根据对人类的关系可分为致病菌、条件致病菌和益生菌。
细胞分离
通过离心、过滤等技术将菌体从发酵液中分离出来。
产物纯化
通过一系列的分离纯化技术，如蒸馏、结晶、色谱等，将产物纯化至所需的规格和纯度。
04
发酵工程的应用实例
酒精发酵Βιβλιοθήκη 010203
酒精发酵简介
酒精发酵是一种通过酵母菌将糖类物质转化为乙醇的过程，广泛应用于酒精饮料、化工等领域。
酒精发酵工艺流程
提高产物的产量与质量
代谢工程
通过代谢工程手段，对微生物的代谢途径进行优化，提高目标产物的产量和纯度。
过程控制
采用先进的传感器和在线监测技术，实时监测发酵过程，实现精准控制，提高产物质量。
降低生产成本与环境污染
节能减排技术
采用新型发酵设备，提高设备利用率和能源利用效率，降低能耗和碳排放。

(推荐)《微生物与发酵工程》PPT课件

2 细菌、放线菌和病毒的比较表
25
类群结构特点遗传物质繁殖方式举例
病毒
无细胞结构 (核酸衣壳囊膜)
DNA或RNA
增殖：吸附→ 噬菌体注入→合成→ 烟草花叶病毒
装配→释放流感病毒
原核原核(细胞壁、
生物界
膜、质)
真菌界真核(细胞壁、
膜、质、核)
原生
真核(细胞膜、
生物界
质、核)
DNA DNA DNA
17
形态与结构
单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；菌丝直径与杆菌类似，约1mm；细胞壁组成与细菌类似；细胞的结构与细菌基本相同，
按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。
18
1、营养菌丝
匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，直径0.2-0.8 mm，长度差别很大
2、气生菌丝
12
荚膜
a. 主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。 b. 经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）
后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。 b. 荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境
中的生存有利。
13
芽孢
某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢(内生孢子）。
22
病毒繁殖
病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即：
核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）
一般可分五个阶段，即 1) 吸附 2) 侵入 3) 增殖（复制与生物合成） 4) 成熟（装配） 5) 裂解（释放）
23
艾滋病毒侵染
24

课件1：1.3 发酵工程及其应用

2、(多选)下列关于发酵过程的说法,正确的是( ABC ) A.培养基灭菌是发酵生产中的一个很重要的环节 B.随时监测影响发酵过程的各种环境条件,并予以控制,才能保证发酵的正常进行 C.在发酵过程中,要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件,否则会影响菌种代谢物的形成 D.发酵产品的分离方法是共同的
有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？ “精酿”啤酒，是小规模酿造产品，发酵时间长、产量低和价格高，却依然有着市场需求，我们如何看待大规模生产和小规模制作？
二、发酵工程的应用
发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛应用，形成了规模庞大的分解工业。
2、后发酵主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求不同有所差异。
一、发酵工程的基本环节
1、与传统的手工发酵相比，在工业化啤酒生产过程中，哪些工程手段使啤酒产量和质量明显提高？ 2、现在市面上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。
二、发酵工程的应用
(二) 医药工业上的应用青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。
1、采用基因工程的方法,将植物或动物的基因转移到微生物中,获得具有某种药物生产能力的微生物利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素
2、直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素
解析单细胞蛋白是利用淀粉或纤维素的水解液,制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得的大量的微生物菌体,所以不是特指微生物的某种蛋白质或抗生素;单细胞蛋白含有丰富的蛋白质,如真菌蛋白可作为食品。

发酵工程在环境污染治理中的应用幻灯片PPT

Founded in 1895
发酵工业回忆
• 几千年前，人类开场酿酒、制酱、制奶酪等 • 1675年，列文虎克创造了显微镜，观察到了微生物 • 巴斯德证明酒精发酵是由于酵母菌引起的，发酵现象是由微
生物所进展的化学反响 • 柯赫建立了单种微生物的别离和纯培养技术，新的发酵产品
不断出现，以固态发酵和浅层液态发酵为主 • 上世纪40年代，抗生素大规模深层发酵工艺建立 • 随着新型发酵设备、发酵工艺和育种技术的开展，现代发酵
1 发酵工程概述
• 发酵工程是现代生物技术的重要组成局部，是生物技术产业化的重要环节
• 发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的根本原理有机地结合起来，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，又称微生物工程
• 发酵是指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他代谢产物的过程，目前也扩展为培养生物细胞〔动植物细胞和微生物细胞〕来制得产物的所有过程
连续发酵的优点
• 操作条件的稳定有利于微生物的生长代谢，从而使产率和产品质量也相应保持稳定
• 机械化和自动化能降低劳动强度 • 减少非生产占用时间，提高设备利用率 • 细胞生长状态一致，产物生产的持续性好 • 生产同样量产物所需生物反响器比分批发酵的小 • 测量仪器探头寿命延长 • 过程优化容易，有效提高发酵效率
酵与性能测定等
Founded in 1895
菌种别离纯化及筛选步骤
Founded in 1895
自然选育
• 不经过人工诱变，利用微生物的自然突变进展菌种选育的过程称为自然选育
• 变异的实质是DNA序列的变化 • 自然突变的原因 • 宇宙射线、短波辐射、诱变物质等 • 碱基的互变异构作用，造成配对错误 • 自然突变的几率大约是10-9～10-8 • 自然突变可能导致菌种退化或对生产有益的转化 • 效率较低，容易退化

发酵工程PPT课件

一、
有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化
概的生物化学过程。
述
21、膜生物反应器：利用膜的阴留性能将生物催化剂限制
在膜组件的固定空间，供给所需的底物和营养物，即可在
固定空间内进行生物反应，而产生的产物造成真空膜，进
入膜的另一侧空间，脱离生物催化剂，达到了生物反应与
产物分离同时进行的目的。
15、分解代谢：又称异化作用，是指由复杂的营养物质分解成简单化合物的过程。
16、合成代谢：又称同化作用，是指由简单化合物合成复杂的细胞物质的过程。
一 17、代谢控制发酵：是利用遗传学的方法或其他生物化学
、方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，
概述
使有用目的产物大量生成和积累的发酵。
的
特别是丝状菌生长的情况 p198式（5－8）
内容
C 、细胞死亡动力学
p198式（5－9）
② 产物形成动力学
a、 L-P模型：
二
、
p198式（5－10）
发酵
b、菌龄模型
工程
p199式（5－11、12）
的
c、生化模型
内
容
1）基质抑制模型： p199式（5－13）
2）氧限制模型： p199式（5－14）
、发
（恒定的必需营养）
酵
工
优点：稳定、自动化、利用率高、持续性好、体积
程
的
小、探头长寿、发酵产率高
内
容
缺点：成本高、杂菌污染、微生物易变异、粘性丝
状菌易结团、保持无菌难
（3）发酵动力学
研究方法 p195：宏观处理法、质量平衡法
二
宏观处理法：结构模型与非结构模型 p212

发酵工程的原理及其应用

发酵工程的原理及其应用1. 什么是发酵工程发酵工程是一门利用微生物进行生物过程控制的工程学科，主要研究微生物发酵的原理、过程控制和应用技术。

发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、环境保护等领域，为生产和人类生活提供了许多重要的产品和技术。

2. 发酵工程的原理发酵工程是利用微生物代谢产生的酶的作用，将有机物转化为目标产物的过程。

其主要原理包括以下几个方面：•选择合适的微生物菌种：发酵工程首先需要选择适合产生目标产物的微生物菌种。

菌种的选择考虑到其代谢类型、产物产量以及对环境的适应能力。

•提供适宜的培养基：发酵过程需要提供适宜的培养基，包括有机碳源、氮源、无机盐等。

培养基的配方需要满足微生物生长和代谢所需的营养物质。

•控制发酵条件：发酵过程需要在适宜的温度、pH、氧气和搅拌等条件下进行。

这些条件的控制有助于提高微生物生长速率和产物产量。

•监测和控制代谢过程：发酵工程需要对微生物代谢过程进行监测和控制。

通过检测关键代谢产物和生物过程指标，及时调整发酵条件，使其稳定和提高产量。

3. 发酵工程的应用发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、环境保护等领域，为这些领域提供了许多重要的产品和技术。

下面列举了一些常见的应用：•食品工业：发酵工程在食品工业中应用广泛，例如酿酒、酱油、味精等的生产，均离不开发酵工程的支持。

通过精心选择菌种和控制发酵条件，可以生产出口感好、品质稳定的食品。

•制药工业：发酵工程在制药工业中用于生产大量的药物、抗生素和酶等。

利用优秀的微生物菌种和发酵工艺，可以提高药物产量，降低生产成本。

•饮料工业：发酵工程在饮料工业中也有重要的应用，例如酸奶、酵素饮料、发酵果汁等的生产。

发酵工程可以提高产品质量，改善口感，增加产品的营养价值。

•环境保护：发酵工程在环境保护方面也发挥重要作用，例如利用微生物发酵处理有机废水和废气等。

微生物通过代谢能力将有机废物转化为无害的产物，同时还可以产生能源等。

•能源生产：发酵工程在能源生产方面也有应用。

《发酵工程》PPT演示课件

应的压力降也较小。
35
36
❖ 过滤器进行灭菌时，一般是自上而下通入0.20.4 Mpa的蒸汽，灭菌45min后用压缩空气吹干备用。总过滤器约每月灭菌一次。
37
2). 滤纸过滤器：
❖ 介质:超细玻璃纤维纸。 ❖ 孔径:1-1.5μm ❖厚度: 0.25-0.4mm ❖ 实密度:2600Kg/m3 ❖ 填充率:14.8%。
❖ 求灭菌失败几率为0.001 时所需要的灭菌时间
❖
解：N0 = 40 X106 X 2 X105 = 8X 1012个
❖
Nt= 0.001个
❖
K = 1.8 min-1
❖
灭菌时间：t = 2.303 /1.8 lg （8X
1012/0.001） = 20.34min
15
❖ 例2.若将例1中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度 131℃，此温度下灭菌速率为15min-1。求灭菌所需的维持时间。
连续
便于自动控制
蒸汽负荷均衡
22
23
24
25
6.3 空气过滤除菌一、发酵用无菌空气的质量标准: 发酵用的无菌空气,就是将自然界的空气经过压缩,冷却,减湿,过滤等过程达到:
26
1
❖连续提供一定流量的压缩空气。
2
空气的压强为0.2-0.4Mpa
3
进入过滤器之前，空气的相对湿度≤ 70%
31
32
❖
2．空气的过滤除菌
绝对过滤
介质的空隙小于被拦截的微生物大小，如用聚四氟乙烯或纤维素酯材料做成的微孔滤膜。
过滤拦截的微生物大小，但介质有一定厚度，机理是静电，扩散，惯性及拦截作用。如棉花过滤器，超细玻璃纤维纸，金属烧结管等。

高中生物《发酵工程及其应用》微课精讲+知识点+课件教案习题

↓重点知识：1.发酵工程:是根据生物学,化学和工程学的原理进行工业规划的经营和开发微生物,动植物细胞及其亚细胞组分,进而利用生物体所具有的功能元件来提供商品而服务于社会的一门综合性科学技术.2.发酵动力学:研究微生物生长,产物合成,底物消耗之间动态定量关系,定量描述微生物生长和产物形成的过程.3.生物反应过程特点：①发酵原料的选择和预处理②菌种的选育和扩大培养③微生物发酵和控制④产品的分离和纯化发酵工程知识点：1、菌种培育由于从自然界分离的菌种不一定能满足生产的要求，因此必须对菌种进行改造，如何改造培育优良菌种呢？第一，生产微生物直接合成的产物，即微生物的天然产品，如抗生素、氨基酸等，先从自然界分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法进行诱变育种，从中筛选出产量高的菌株用于生产。

例如生产用青霉菌的培育过程。

第二，生产微生物不能合成的产物，如人的生长激素、胰岛素等产品，则用细胞工程、基因工程对微生物的遗传特性进行定向的改造，构建工程菌来达到生产相应产品的目的。

例如单克隆抗体、白细胞介素—2、抗血友病因子的生产。

2、两次培养发酵工程的几个环节中有两次对微生物进行培养，第一次是对菌种的扩大培养，第二次是发酵生产产品过程时的培养。

它们有何区别呢？第一，两次培养的目的不同。

扩大培养是为了让菌种在短时间内快速繁殖，以便得到大量的菌种用于生产。

而发酵过程的培养是为了获得生物产品、单细胞蛋白或者是发酵产物。

第二，两次培养的条件不相同。

例如：酒精发酵，扩大培养要在有氧的条件下进行，让酵母菌进行有氧呼吸，获得的能量多，短时间内大量繁殖使自己在培养基中成为优势种群，发酵过程的培养要在厌氧的条件下进行才能产生酒精；又如谷氨酸发酵，谷氨酸棒状杆菌扩大培养要求C：N＝4：1，菌体大量繁殖，发酵过程的培养C：N＝3：1才能大量合成谷氨酸。

3、菌体生长规律研究微生物的生长规律是为发酵提供理论依据，是将少量的单一菌种接种到恒定容积的液体培养基中，在适宜条件下培养并定期取样测定菌体的群体生长规律，由于营养物质有限，菌体生长有调整期、对数期、稳定期、衰亡期四个阶段。

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