发酵工程制药(Fermentation Engineering)PPT

分解者或消费者 生产者
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细菌的菌落：
单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁 殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形 态结构的子细胞群体。
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• 特征：大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明 度等。
• 功能：每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可 以作为菌种鉴定的重要依据。
• 举例：如啤酒酵母菌落、红酵母菌落等。
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常见放线菌：
产生抗生素最多 的一类微生物
连霉菌属
链霉素、金霉素、四环素
诺卡氏菌属 利福霉素
小单孢菌属 庆大霉素
游动放线菌属 创新霉素
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5、微生物特殊机能的利用
利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡 微生物湿法冶金 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。
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发酵的流程：
空气 空气净化处理
菌种选育 保藏菌种 斜面活化
碳源、氮源、 无机盐等营养 物质
扩大培养
种子罐
灭菌 主发酵
产物分离纯化
成品
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1、微生物菌体发酵
定义：是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞 为目的的产品的发酵工业，包括单细胞的酵母和藻 类、担子菌，生物防治的苏云金杆菌以及人、畜防 治疾病用的疫苗等。 特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长 速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳 定期产量最高。
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可以引起食物的腐败。
寄生——从活的动植物体内吸取有机物来生活。例如
寄生在肠道内的痢疾杆菌，它能够引起细菌性痢疾
需氧型：好氧性细菌。如：枯草杆菌、硝化细菌、铁
细菌、根 瘤菌等。
厌氧型：厌氧性细菌。如：破伤风杆菌，产甲烷杆菌，
乳酸菌等。
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细菌的代谢类型与在生态系统中处于的地位?
异养需氧型 异养厌氧型 自养需氧型 自养厌氧型
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2、放线菌
介于细菌和真菌之间的一类微生物 放线菌的形态 ：
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放线菌的结构
丝气 生 菌
丝孢 子
孢子
培养基
基内菌丝
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放线菌的分布 放线菌在自然界分布很广，在土壤、堆肥
和湖底、河底的淤泥等处，尤其在土壤中种 类和数量很多。 放线菌的繁殖
放线菌没有有性繁殖，主要通过形成无性 抱子形式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或 孢囊孢子在适宜环境里发芽形成新的菌丝体。
14 病毒：例如艾滋病毒、脊髓灰质炎病毒、噬医菌学体ppt
1、细菌 细菌的形态：球形、杆形、螺旋形
球菌
杆菌
螺旋菌
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细菌的繁殖 ：
细菌主要是以二分裂的方式进行的无性繁殖
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细菌的结构 ：
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特殊的结构：荚膜、鞭毛、芽孢
荚膜 主要成分为多糖，与其致病性有关。 芽孢 细菌生长到一定阶段产生的一种抗逆
发酵工程 （Fermentation Engineering）
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第一节 概 述
发酵的相关概念 发酵工程的发展简史 发酵类型 微生物发酵生产的药物
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一、发酵的相关概念
发酵：传统发酵 生化和生理学意义的发酵 工业上的发酵
传统发酵：最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或 麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。
2、微生物的酶
酶的特点：易于工业化生产，便于改善工艺 提高产量。 分类：胞内酶 和胞外酶 生物合成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、 抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基 配制以及发酵条件等方面需给予注意。
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3、微生物代谢产物发酵
包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级 代谢产物。 对数生长期形成的产物是细胞自身生长所 必需的，称为初级代谢产物或中间代谢产物。 各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢 或停止生长时期即稳定期所产生的，来自于 中间代谢产物和初级代谢产物。
生化和生理学意义的发酵：指微生物在无氧条件下，
分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格
地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能
反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精
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并放出CO2。
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工业上的发酵：泛指利用微生物制造或生产某些产品 的过程 包括：厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等； 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、 酶制剂等。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、 酶等。
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4、微生物转化发酵
定义：是利用生物细胞对一些化合物某一特 定部位（基团）的作用，使它转变成结构相类 似但具有更在经济价值的化合物。 最终产物是由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而形成的。
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微生物发酵生产的药物：
主要包括：抗生素类、氨基酸类、核 苷酸类、维生素类、甾体类激素、治 疗酶及酶抑制剂
性很强的休眠体,以度过不良的环境。
一般说，芽孢不起繁 殖作用，只起度过不良 环境的作用，芽孢对热、 紫外线和许多有毒化学 物质有很强的抗性
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细菌的代谢类型：
自养：硝化细菌、铁细菌、硫细菌等。
异养：大肠杆菌、乳酸菌、枯草杆菌等。
腐生——依靠分解动植物的遗体（尸体、粪便和枯枝
落叶），从中吸取有机物来生活。例如枯草杆菌，它
厌氧发酵 →有氧发酵
20 世纪50 年代：氨基酸发酵工业
20世纪60年代：酶制剂工业
70年代 ：非碳水化合物代替碳水化合物的发酵
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80 年代以来：重组DNA 技术
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三、发酵类型及微生物发酵生产的药物
1. 微生物菌体发酵 2. 微生物的酶 3. 微生物代谢产物发酵 4. 微生物转化发酵 5. 微生物特殊机能的利用
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第二节 发酵过程中的微生物
一、常见的药用微生物
微生物：指形体微小(小于0.1mm)，结构简单，在 适宜环境中能迅速生长繁殖，易变异，通常要借助显 微镜才能看清楚的生物。目前已经知道的微生物约有 10万种，分布在以下各界中： 原核生物界：例如细菌、放线菌、蓝藻 真菌界：例如酵母菌、霉菌、大型真菌 原生生物界：例如草履虫、变形虫、衣藻
发酵工程：利用微生物的特定性状，通过现代 工程技术在生物反应器中生产有用物质的一种技 术体系。
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二、发酵工程的发展简史
19世纪或更早:酿酒、酒变质 20世纪初：一战--丙酮丁醇的发酵
第一个 大规 模工业生产的
发酵过程
1929年—1942：青霉素的发现及生产 20 世纪40 年代：抗生素工业