第三章第三章發(fā)酵工程發(fā)酵工程第一節(jié)第一節(jié)發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程概述??一、發(fā)酵工程的概念一、發(fā)酵工程的概念??發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分,是生物技發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分,是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)??它將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的基本原它將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的基本原理有機地結(jié)合起來,是一門利用微生物的生長和理有機地結(jié)合起來,是一門利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。由于代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。由于它以培養(yǎng)微生物為主,所以又稱微生物工程。它以培養(yǎng)微生物為主,所以又稱微生物工程。??人們把利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活人們把利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體或其代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為動來制備微生物菌體或其代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為發(fā)酵。發(fā)酵。第一節(jié)第一節(jié)發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程概述??一、發(fā)酵工程的概念一、發(fā)酵工程的概念??現(xiàn)代的發(fā)酵工程不僅包括包括菌體生產(chǎn)和代謝現(xiàn)代的發(fā)酵工程不僅包括包括菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn),還包括微生物機能的利用。產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn),還包括微生物機能的利用。其主要內(nèi)容包括生產(chǎn)菌種的選育,發(fā)酵條件的其主要內(nèi)容包括生產(chǎn)菌種的選育,發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制,反應(yīng)器的設(shè)計及產(chǎn)物的分離、提優(yōu)化與控制,反應(yīng)器的設(shè)計及產(chǎn)物的分離、提取與精制等。取與精制等。第一節(jié)第一節(jié)發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程概述??二、發(fā)酵類型二、發(fā)酵類型??(一)微生物菌體發(fā)酵(一)微生物菌體發(fā)酵??是以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。是以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。??傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè):有用于面包制作的酵母傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè):有用于面包制作的酵母發(fā)酵及用于人類或動物食品的微生物菌體蛋白發(fā)酵及用于人類或動物食品的微生物菌體蛋白(單細胞蛋白)發(fā)酵兩種類型。新的菌體發(fā)酵(單細胞蛋白)發(fā)酵兩種類型。新的菌體發(fā)酵可用來生產(chǎn)一些藥用真菌藥用真菌可以通過發(fā)可用來生產(chǎn)一些藥用真菌藥用真菌可以通過發(fā)酵培養(yǎng)的手段來生產(chǎn)出與天然產(chǎn)品具有同等療酵培養(yǎng)的手段來生產(chǎn)出與天然產(chǎn)品具有同等療效的產(chǎn)物效的產(chǎn)物。。有的微生物菌體還可用作生物防治有的微生物菌體還可用作生物防治劑劑第一節(jié)第一節(jié)發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程概述??(二)微生物酶發(fā)酵(二)微生物酶發(fā)酵??(三)微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵(三)微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵??(四)微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵(四)微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵??微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物細胞的一種或多種酶, 微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物細胞的一種或多種酶, 把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有經(jīng)濟價值把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有經(jīng)濟價值的產(chǎn)物?？蛇M行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括:脫氫反應(yīng)、的產(chǎn)物?？蛇M行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括:脫氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫水反應(yīng)、縮合反應(yīng)、脫梭反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫水反應(yīng)、縮合反應(yīng)、脫梭反應(yīng)、氨化反應(yīng)、脫氨反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)等。氨化反應(yīng)、脫氨反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)等。第一節(jié)第一節(jié)發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程概述??(五)生物工程細胞的發(fā)酵(五)生物工程細胞的發(fā)酵??是指利用生物工程技術(shù)所獲得的細胞,如是指利用生物工程技術(shù)所獲得的細胞,如 DNA DNA 重組的重組的““工程菌工程菌””及細胞融合所得的及細胞融合所得的““雜交雜交””細胞等細胞等進行培養(yǎng)的新型發(fā)酵,其產(chǎn)物多種多樣。進行培養(yǎng)的新型發(fā)酵,其產(chǎn)物多種多樣。第一節(jié)第一節(jié)發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程概述??三、發(fā)酵技術(shù)的特點及應(yīng)用三、發(fā)酵技術(shù)的特點及應(yīng)用??①①發(fā)酵過程以生物體的自動調(diào)節(jié)方式進行,數(shù)發(fā)酵過程以生物體的自動調(diào)節(jié)方式進行,數(shù)十個反應(yīng)過程能夠在發(fā)酵設(shè)備中一次完成。十個反應(yīng)過程能夠在發(fā)酵設(shè)備中一次完成。②②反應(yīng)通常在常溫常壓下進行,條件溫和,能耗反應(yīng)通常在常溫常壓下進行,條件溫和,能耗少,設(shè)備較簡單。少,設(shè)備較簡單。③③原料通常以糖蜜、淀粉等原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物為主,可以是農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)廢水碳水化合物為主,可以是農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)廢水或可再生資源(植物秸桿、木屑等),微生物或可再生資源(植物秸桿、木屑等),微生物本身能有選擇地攝取所需物質(zhì)。本身能有選擇地攝取所需物質(zhì)。④④容易生產(chǎn)復(fù)容易生產(chǎn)復(fù)雜的高分子化合物,能高度選擇地在復(fù)雜化合雜的高分子化合物,能高度選擇地在復(fù)雜化合物的特定部位進行氧化、還原、官能團引人或物的特定部位進行氧化、還原、官能團引人或去除等反應(yīng)。去除等反應(yīng)。⑤⑤發(fā)酵過程中需要防止雜菌污染, 發(fā)酵過程中需要防止雜菌污染, 設(shè)備需要進行嚴格的沖洗、滅菌;空氣需要過設(shè)備需要進行嚴格的沖洗、滅菌;空氣需要過濾等。濾等。??應(yīng)用: 應(yīng)用: ①①醫(yī)藥工業(yè)。用于生產(chǎn)抗生素、維生素醫(yī)藥工業(yè)。用于生產(chǎn)抗生素、維生素等常用藥物和人胰島素、乙肝疫苗、干擾素、等常用藥物和人胰島素、乙肝疫苗、干擾素、透明質(zhì)酸等新藥。透明質(zhì)酸等新藥。②②食品工業(yè)。用于微生物蛋食品工業(yè)

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