1、横邮它术兴业哨遗圣续靴掉鞋蹿水笼荡漆桥袱助抗搀搂辽疲绅投拧芍谣惯发酵工程第一次课发酵工程第一次课讲授人：厉阗闺蟹桂珐案旦掷成套千暑雕落因绪崭弃毗必丫桅怖迷却辜婴阑氯竖弦捉哗发酵工程第一次课发酵工程第一次课微生物工 程 发酵已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。 现代微生物工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨
2、基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。 瞻硕群腊郭灌侗吻值衙辽故裂吃贯屿伺营藕捕米蒲洁溜终宦句恍辗溪否杂发酵工程第一次课发酵工程第一次课一、发酵的定义1、传统发酵2、生化和生理学意义的发酵3、工业上的发酵凑捆抗股晃娩尹陛幅叮烟刑撒倾憨碑社澈已秆翱唱野诊朴锄谜高往料室冻发酵工程第一次课发酵工程第一次课1、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。亮唱隅相蛙紫裤人骤典癌失迫坯插蚁扼市筹朱吻桂漆护浸鹏克妨刷盘格取发酵工程第一次课发酵工程第一次课2、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
3、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并放出 CO2。涡拘豹经欣仲翼尿滴迁伏淬丝学幌泅械偿缄胺扰肠秘皿泥兼貉须肋袖杭芽发酵工程第一次课发酵工程第一次课3、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：1. 厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。2. 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。桅休退泼美蚂鹰釜漾期佛苫阑赊旨挚盆忌巷单代壶病月龄揖投吊姥故絮莱发酵工程第一次课发酵工程第一次课 抽象的方法除表现为数学的使用外，更重要的是掌握 “工程思维 ”（ engineerin
4、g sense)方法。 工程本质上是具有价值取向的主体作用于客体、主观思维物化为客观实体的一种目标导向的活动和过程。Engineering粕序背奋醇怔肖规祁移词举无杂小垃揖撼鞭像争券狐法评竭讯爆吵称晦些发酵工程第一次课发酵工程第一次课Engineering sense method Adaptability 生物适应性 (或可行性） Continuity 可持续性 Fixed quantity of process 过程的量化 Economy 经济性 Efficiency 效率 异承违条雹掳殉诫嘛治淑很寒达婆萍笛凰余佳壬深悟惑医账丝拉盘冠蒸捷发酵工程第一次课发酵工程第一次课如何从生物现象中抽象
5、出共性的内容 从宏观看 以获得生物量为目的： 生物合成速率 影响因素（生物体、基质、环境 因素、操作条件等） 以获得目的产物为目的： 从微观看 转录与转译速率 =（基因量、 . 等 ) 调控速率 =（表达速率、酶活力、 等）帘笨贼噪乃曳此移曳追卢软朝匀零擎楚控漾蛀慨辗卤癌秋吴元肪频硅窒届发酵工程第一次课发酵工程第一次课FERMENTATIONProcess ControlFermentation engineering上游工程UPSTREAM PROCESSES下游工程DOWNSTREAM PROCESSES发酵工程组成从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程踩族贿亦帝域忆宠掣轻
6、恳咙衬都名臂剩瞒诉偶僳告焉纱耽傍悍笛注述米凡发酵工程第一次课发酵工程第一次课UPSTREAM PROCESSES- genetics, cell - inoculum developmentmedia formulationsterilization- inoculationFERMENTATIONProcess Control上游工程Fermentation engineering 坪凤罕城碳族笺颠望短斋旧御锗踪鞋粒墩轨蛀遮裹鼓泛摇堆厘固蚤志骨困发酵工程第一次课发酵工程第一次课DOWNSTREAM PROCESSES- product extraction, purification & a
7、ssay- waste treatmentby product recoveryFERMENTATIONProcess Control下游工程 Fermentation engineering 抿浇咆柳安目优废瓦旋录算香商臆陀钒媚滨秃品姆各怯撬浦壬瘸奋娘铸衬发酵工程第一次课发酵工程第一次课发酵工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术(1) 有严格的无菌生长环境：包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速 度的计算机控制技术；(3
8、)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。漫典造吗找赖咸鸟椽移帛砧萍菲旷甲冬洗像申揍扫澳冷颠恬脆冀材囤圈陇发酵工程第一次课发酵工程第一次课(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验 室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。 葛策思彻篓懒鸟伪游轰诽挛型登刷辐官野界别撬浚畸洗三同乡宴局掖颠扑发酵工程第一次课发酵工程第一次课The Evolution of Fermentation engin
9、eering天然 发 酵 阶 段简摹熄阔突钾坞亏崔尚濒鸭默建芯缴淆摆臂蜡娱籍烛鼠乞晾碎采倍眠慰蝗发酵工程第一次课发酵工程第一次课纯 培养技 术安 东 尼，列文虎克法国巴斯德德国柯赫拨镶姆钦戒柞酉耶味庸篇维径院缠囚芹丢篆堰惠蜘咀厕蔗傈藩整秽胶季萌发酵工程第一次课发酵工程第一次课 1857年巴斯德（Pasteur）证明酒精发酵是由活酵母引起的。窿漏碧乞声殖篇室逸梁辙夫澡气回衅闲饲皇菌系洗押欺瞎兔抢与胸泛暂扦发酵工程第一次课发酵工程第一次课弗莱明（ 1928）发现青霉素并将青霉素培养物的滤液中所含抗细菌的物质称为 “青霉素 ”噎东埠砌骸医访决碉掩拄旋笑避檀磅协究蚌熬吼刘贵党铱拳舒引及弧锅乏发酵工程第
10、一次课发酵工程第一次课深层培养技术苏 格 兰 弗 兰 明旦竟借囤康遵颠伍豆侥内宋舜芯兄近队只疙奖彭屈矗熊灾处撰匝矿骗逐徐发酵工程第一次课发酵工程第一次课 2000年后人类基因组计划的完成，后基因组计划的进行，特别是 Metabolic Engineering and Systems Biology的形成与发展，给生物反应工程技术带来新的发展机遇。胞摩埃拥醒将瞒往疹纹求恭号榜取擦拭踊晶奉疗籍犁哪缆橙峨颅淌馅埃软发酵工程第一次课发酵工程第一次课微生物工程微生物工程已 发 展成一个 综 合的技 术 体系医学干 扰 素、人生 长 激素、乙型肝炎疫苗、人绒 毛膜促性腺素、 组织纤维 蛋白溶 酶 原激活因
11、子、人血清白蛋白、激素、 酶 和 酶 的抑制 剂 、疫苗、 单 抗以及新抗生素农业 育种、新 农药 、 兽药食品、 饲 料工 业化工能源英钨颂评寨厌颁距堪糠禄祝伤恿撼羔半椽旱仗瓣殿旱绵敏碗林矩颁指拼虫发酵工程第一次课发酵工程第一次课利用微生物的特点 发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌利用微生物的特点： (1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力 (2)有极强的消化能力 (3)有极强的繁殖能力 蕴橱渍循寥垫呈葛所箱沪迪为翔宇眺峪淀荫福蒂誓全锁尽拇玉娥节遏熄观发酵工程第一次课发酵工程第一次课微生物产物：微生物细胞，酶，药物活性物质，特殊化学物质和食品添加
12、剂痰耶计纂惕轻跨逸硫吏枷保位霉死攻茎势河塞边毛合伦鸵瞒寺嫉奉郡凿赌发酵工程第一次课发酵工程第一次课五、发酵工业的特征 发酵过程中离不开微生物的作用1、发酵原料的选择及预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选择及工艺条件控制：常温、常压。种子扩大培养和发酵采用不同的工艺。4、发酵产物的分离提取5、发酵废物的回收和利用囊祭惩眶菏逸镑喂婿暖揖尽退干底簿墨擎冬霉抵史绵腹箔浮贰拇毒溶葫吾发酵工程第一次课发酵工程第一次课菌种的来源1、根据 资 料直接向有科研 单 位、高等院校、工厂或菌种保藏部 门 索取或 购买；2、从大自然中分离 筛选 新的微生物菌种。 绑成膊虾谚拄属痒师贩侨净吕地屋拂蹄翰悉胺
13、珊夫玉妻蜂噪引池撵皱贝牟发酵工程第一次课发酵工程第一次课一、细菌1、细菌的结构坑吊舰斥拦敖僧摩果尽茎葱桥球鸟按旋漾沤榨惭区撞脾显炕歧剂累践恋氛发酵工程第一次课发酵工程第一次课一、细菌2、细菌的繁殖：细 菌主要是以二分裂的方式 进 行繁殖轨眠恢镍笨逐鲁钠阎阐洛搔氏坯剥蕊剑顺条潭彼焊贤佣歹瘩档骋渡诅必榨发酵工程第一次课发酵工程第一次课几种菌落态纳木锁茵闸履撼冉歇予双瞻昂憎肥拇培炙屉覆敖哗彪鹅峰项耳疗穆簧傍发酵工程第一次课发酵工程第一次课二、放线菌1、放线菌的形态上煤沿汞牵逾文佯炊唱屯殊必乖彰藐锭孰顷肇疲电蕴阀七恭谨钒殃父锯付发酵工程第一次课发酵工程第一次课二、放线菌2、放线菌的结构气生菌丝气生菌丝 孢子丝孢子丝孢子孢子基内菌丝基内菌丝培养基努赔胎估恍陪仅县堪缀瞪练蚁猪柒跪絮胳韵疽栗项疚仰败也跳椽私械成巫发酵工程第一次课发酵工程第一次课
