發(fā)酵工藝的應(yīng)用

1、LOGO12生工生工2第一組第一組演講：樓蘆葦演講：樓蘆葦 ppt制作：虞曉青制作：虞曉青問(wèn)題提出：胡沈芳問(wèn)題提出：胡沈芳 吳思杭吳思杭 查找資料：雷開(kāi)來(lái)查找資料：雷開(kāi)來(lái) 林心怡林心怡 陳騫陳騫發(fā)酵工藝的應(yīng)用發(fā)酵工藝的應(yīng)用Page 2發(fā)酵概念發(fā)酵工程： 指微生物工程，是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種新技術(shù)。發(fā)酵： 指微生物細(xì)胞將有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物。Page 3發(fā)酵發(fā)展史1、自然發(fā)發(fā)酵階段。2、純培養(yǎng)階段3、深層通風(fēng)培養(yǎng)技術(shù)的建立4、代謝

2、控制技術(shù)的建立5、基因工程等高薪技術(shù)的應(yīng)用Page 4發(fā)酵過(guò)程（1）菌種制備。（2）種子培養(yǎng)。（3）發(fā)酵。（4）提取精制。Page 5（1）從自然界中先分離出相應(yīng)的菌種；（2）利用誘變篩選出符合生產(chǎn)要求的優(yōu)良菌種；（3）利用基因工程、細(xì)胞工程的方法構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌。舉例：可將人工合成的人的胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒結(jié)合，形成重組DNA，再把重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)形成工程菌。通過(guò)篩選則可培養(yǎng)出能生產(chǎn)人的胰島素的菌種菌種制備Page 6 微生物的發(fā)酵是將已經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)、旺盛繁殖的種子在一定條件控制下繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖并積累代謝產(chǎn)物。此階段以獲得大量產(chǎn)品為目的，是整個(gè)發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。 培養(yǎng)基和

3、培養(yǎng)設(shè)備必須經(jīng)過(guò)滅菌，通入的空氣或中途的補(bǔ)料都是無(wú)菌的，轉(zhuǎn)移種子也要采用無(wú)菌接種技術(shù)。 發(fā)酵罐內(nèi)部的代謝變化（菌絲形態(tài)、菌濃度、糖含量、氮含量、pH值，溶氧濃度和產(chǎn)物濃度等）比較復(fù)雜的，特別是次級(jí)代謝產(chǎn)物發(fā)酵，它受許多因素控制。發(fā)酵Page 7基因工程的應(yīng)用抗生素生產(chǎn)：分離抗生素合成酶基因，提高產(chǎn)量、得到雜合抗生素；氨基酸生產(chǎn)：基因克隆的工程菌、細(xì)胞融合育種維生素生產(chǎn)：構(gòu)建制造維生素C的基因工程菌疫苗生產(chǎn)：把抗原克隆到E.coli 中大量產(chǎn)生疫苗Page 8應(yīng)用工藝青霉素發(fā)酵生產(chǎn)工藝1 12 2淀粉發(fā)酵生產(chǎn)微生物多糖3 3 發(fā)酵生產(chǎn)酒精Page 9青霉素發(fā)酵工藝 青霉素發(fā)酵時(shí)，青霉素生產(chǎn)菌在合

4、適的培養(yǎng)基、PH、溫度和通氣攪拌等發(fā)酵條件下進(jìn)行生長(zhǎng)并合成青霉素。 發(fā)酵開(kāi)始前，有關(guān)設(shè)備和培養(yǎng)基（主要是碳源、氮源、前體和無(wú)機(jī)鹽等）必須先經(jīng)過(guò)滅菌，后接入種子。 在整個(gè)過(guò)程中，需要不斷通氣和攪拌，維持一定的罐溫和罐壓，在發(fā)酵過(guò)程中往往要加入泡沫劑，假如酸堿控制發(fā)酵液的PH，還需要間歇或連續(xù)的加入葡萄糖及銨鹽等化合物以補(bǔ)充碳源及氮源，或補(bǔ)進(jìn)其他料液和前體等以促進(jìn)青霉素的生產(chǎn)。Page 10青霉素產(chǎn)生菌的菌種 青霉菌：為內(nèi)酰胺類抗生素，為抗革蘭氏陽(yáng)性的抗生素，由真菌生產(chǎn)的次級(jí)代謝產(chǎn)物。 目前國(guó)內(nèi)青霉素生產(chǎn)菌按其在深層培養(yǎng)中菌絲的形態(tài)分為絲狀菌和球狀菌兩種，根據(jù)絲狀菌產(chǎn)生孢子的顏色又分為黃孢子絲狀菌

5、和綠孢子絲狀菌，常用菌種為綠孢子絲狀菌，如產(chǎn)黃青霉素。Page 11菌種培養(yǎng)條件 培養(yǎng)基 碳源：乳糖、蔗糖、葡萄糖等； 氮源：玉米漿、麩皮粉、無(wú)機(jī)氮源； 前體：苯乙酸或苯乙酰胺；（一次0.1） 無(wú)機(jī)鹽：S、P、Ga、Mg、K等。 鐵離子有害， 控制在30g/mL。 發(fā)酵條件控制 補(bǔ)糖：殘?zhí)墙抵?.6（PH上升）； 補(bǔ)氮：氨氮0.05，補(bǔ)硫銨、氨水或尿素； PH：6.46.6，加糖、加酸、加堿調(diào)節(jié)； 溫度：前期，25-26；后期， 23； 通氣比：1：0.8； 溶氧：氧飽和溶解度的30； 消沫劑：玉米油、豆油或化學(xué)合成消沫劑Page 12分生孢子發(fā)芽期菌絲繁殖期脂肪粒形成期脂肪粒減少，小空孢大空

6、孢自溶青霉素菌種的生長(zhǎng)過(guò)程菌絲生長(zhǎng)期青霉素分泌期菌絲自溶期Page 13青霉素生產(chǎn)工藝過(guò)程Page 14菌種孢子制備種子制備發(fā)酵發(fā)酵液預(yù)處理及種子加濾提取及精制成品檢驗(yàn)成品包裝發(fā)酵階段提取階段前體抗生素制備一般流程Page 15淀粉發(fā)酵生產(chǎn)微生物多糖 發(fā)酵方法 ：目前工業(yè)生產(chǎn)殼聚糖以提取法為主 ,但由于真菌等微生物具有殼聚糖的潛在資源。以黑曲霉為發(fā)酵菌株, 將培養(yǎng)成熟的發(fā)酵液過(guò)濾、水洗、干燥, 提取成品 。Page 16微生物多糖發(fā)酵一般流程斜面培養(yǎng)： 取保存菌種，挑取色澤光亮且飽滿的單苗落接到新鮮斜面培養(yǎng)基上活化。種子培養(yǎng)： 接環(huán)生長(zhǎng)良好的新鮮斜面種子至裝有種子培養(yǎng)基的搖瓶中，于適當(dāng)溫度，適

7、當(dāng)條件培養(yǎng)。發(fā)酵培養(yǎng)： 將培養(yǎng)好的種子液混勻，按6的接種量接入裝有發(fā)酵培養(yǎng)基的三角瓶中，適當(dāng)條件溫度恒溫培養(yǎng)。Page 17酒精生產(chǎn)原料： 1、薯類原料 甘薯、木薯和馬鈴薯等。 2、谷物原料 玉米、高梁、大米和小麥等。 3、糖類原料 廢糖蜜、甘蔗、甜菜等。 4、野生植物原料 椽子仁、土茯苓、楝樹(shù)果等。 5、纖維原料 森林工業(yè)和木材加工工業(yè)的下腳料、農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、廢纖維垃圾和廢紙漿等。 6、其他原料 亞硫酸紙漿廢液、淀粉渣等。發(fā)酵生產(chǎn)酒精Page 18酒精發(fā)酵一般流程1.前發(fā)酵期 酵母菌迅速繁殖 糖分消耗也比較慢。 溫度升不快。發(fā)酵期溫度一般不超過(guò)30。因?yàn)闇囟忍撸瑫?huì)造成酵母早期衰老，如果溫度過(guò)低，又會(huì)使酵母生長(zhǎng)緩慢。 發(fā)酵菌少，易被雜菌抑制，防止染菌。 2.主發(fā)酵期 進(jìn)行酒精發(fā)酵。 醪液中糖分迅速下降，酒精分逐漸增