13專題講座2微生物資源的開發(fā)利用

1、微生物資源的開發(fā)和利用微生物資源的開發(fā)和利用生物資源開發(fā)利用生物資源開發(fā)利用n自從有了人類，天天與動植物打交道，利用動植物作自從有了人類，天天與動植物打交道，利用動植物作為人類食物的主要來源；為人類食物的主要來源；n現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)更是大規(guī)模開發(fā)利用動植物為人類服現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)更是大規(guī)模開發(fā)利用動植物為人類服務(wù)；務(wù)；n由于過度或不合理開發(fā)，環(huán)境惡化，沙漠化加劇，動由于過度或不合理開發(fā)，環(huán)境惡化，沙漠化加劇，動植物資源急劇減少，造成了長期的、甚至是難以彌補植物資源急劇減少，造成了長期的、甚至是難以彌補的損失；的損失；n地球上動植物資源急劇減少已成為一個國際化問題；地球上動植物資源急劇減少已成為一個

2、國際化問題；n我們只有一個地球，我們只有一個地球，“生物多樣性公約生物多樣性公約”就是全世界近就是全世界近200個簽字國保護生物多樣性最高意志的體現(xiàn)，由此個簽字國保護生物多樣性最高意志的體現(xiàn)，由此許多國家都把可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略作為基本國策。許多國家都把可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略作為基本國策。生物資源開發(fā)利用生物資源開發(fā)利用n放線菌放線菌生物資源開發(fā)利用生物資源開發(fā)利用n霉菌霉菌生物生物科學科學n如何產(chǎn)如何產(chǎn)業(yè)化？業(yè)化？n如何產(chǎn)如何產(chǎn)業(yè)化？業(yè)化？生物生物科學科學生物科學與產(chǎn)業(yè)化生物科學與產(chǎn)業(yè)化*生物生物科學科學信息信息科學科學制藥學制藥學電子電子技術(shù)技術(shù)化學化學農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)材料科學材料科學與工程與工程高分子高分

3、子分子設(shè)計分子設(shè)計醫(yī)學醫(yī)學環(huán)境環(huán)境保護保護采礦采礦制藥學制藥學基因組的應(yīng)用基因組的應(yīng)用藥物設(shè)計藥物設(shè)計信息信息科學科學n生物信生物信息學息學 Bioinformatics環(huán)境環(huán)境保護保護n生物修復(fù)nBioremediation清除核污染和重金屬污染清除核污染和重金屬污染油污染的清除油污染的清除醫(yī)學醫(yī)學n干細胞分化干細胞分化農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)n植物基因植物基因工程技術(shù)工程技術(shù)電子工業(yè)電子工業(yè)與生物工程？與生物工程？n后基因組工作后基因組工作：功能：功能基因的尋找基因的尋找生物芯生物芯片技術(shù)片技術(shù)n高效藥物篩選高效藥物篩選生物生物芯片技術(shù)芯片技術(shù)n生物芯片技術(shù)及其應(yīng)生物芯片技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的建立！用系統(tǒng)的建

4、立！電子技術(shù)和微加工技電子技術(shù)和微加工技術(shù)術(shù)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組計劃組計劃n蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組計劃組計劃與電子與電子工業(yè)和工業(yè)和精密儀精密儀器的關(guān)器的關(guān)系系生物采礦生物采礦貧貧銅礦和貧鈾礦銅礦和貧鈾礦微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第一，自從有了第一，自從有了人類，事實上天人類，事實上天天與微生物打交天與微生物打交道，但人類發(fā)現(xiàn)道，但人類發(fā)現(xiàn)微生物卻很晚。微生物卻很晚。微生物學“老祖宗”：巴斯德微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n微生物微生物“無處不在無處不在”人體皮膚細菌微生物是一類天然資源微生物是

5、一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n微生物微生物“無處不在無處不在”牙齒上的細菌微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第二，人類最初發(fā)現(xiàn)的第二，人類最初發(fā)現(xiàn)的微生物還都是引起疾病微生物還都是引起疾病的病原微生物，人類將的病原微生物，人類將微生物作為微生物作為“敵人敵人”。傷寒桿菌、梅毒螺旋體、肺炎球菌微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第二，人類最初發(fā)第二，人類最初發(fā)現(xiàn)的微生物還都是現(xiàn)的微生物還都是引起疾病的病原微引起疾病的病原微生物，人類將微生生物，人類將微生物作為物作為“

6、敵人敵人”。肝炎病毒微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第二，人類最初發(fā)第二，人類最初發(fā)現(xiàn)的微生物還都是現(xiàn)的微生物還都是引起疾病的病原微引起疾病的病原微生物，人類將微生生物，人類將微生物作為物作為“敵人敵人”。破傷風桿菌微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第二，人類最初發(fā)現(xiàn)第二，人類最初發(fā)現(xiàn)的微生物還都是引起的微生物還都是引起疾病的病原微生物，疾病的病原微生物，人類將微生物作為人類將微生物作為“敵人敵人”。冠狀感冒病毒微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒

7、有建立n第三，微生物的形體極小，代謝類型極第三，微生物的形體極小，代謝類型極其多樣化，生長繁殖速度驚人，在最適其多樣化，生長繁殖速度驚人，在最適條件下，有的微生物條件下，有的微生物20分鐘就能繁殖一分鐘就能繁殖一代；在動植物不可能生長的地方都有微代；在動植物不可能生長的地方都有微生物分布和生長。生物分布和生長。微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第四，作為一類生物資源，微生物既能第四，作為一類生物資源，微生物既能提供極為多樣化的產(chǎn)品，又可適合在人提供極為多樣化的產(chǎn)品，又可適合在人工控制條件下進行大規(guī)模生產(chǎn)，而不受工控制條件下進行大規(guī)模生產(chǎn)，而不

8、受氣候等因素的影響。氣候等因素的影響。微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第五，微生物的變異性大。比較高等動物植物第五，微生物的變異性大。比較高等動物植物而言，微生物的變異性要大的多，為人類改造而言，微生物的變異性要大的多，為人類改造他們提供了更大的可能性。從分子生物學觀點他們提供了更大的可能性。從分子生物學觀點來看，微生物的基因組較小，調(diào)控系統(tǒng)相對簡來看，微生物的基因組較小，調(diào)控系統(tǒng)相對簡單，進行基因操作比動植物要容易得多。單，進行基因操作比動植物要容易得多。n例如，人們最初找到青霉素時，其產(chǎn)率不到例如，人們最初找到青霉素時，其產(chǎn)率不到0.0

9、1%，經(jīng)過人們改造，今天達到了，經(jīng)過人們改造，今天達到了5%以上，以上，產(chǎn)率提高了產(chǎn)率提高了500多倍。多倍。青霉素的發(fā)明是人類的標志性的偉大青霉素的發(fā)明是人類的標志性的偉大成果成果n英國生物學家弗萊明英國生物學家弗萊明微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第六，微生物種源豐富，未知者眾多。動植物第六，微生物種源豐富，未知者眾多。動植物有珍稀、瀕危之說，而微生物無珍稀瀕危之說。有珍稀、瀕危之說，而微生物無珍稀瀕危之說。n目前，很難用多少屬、多少種、目前，很難用多少屬、多少種、“特有種特有種”、“蘊藏量蘊藏量”來估價微生物的資源量。來估價微生物的資

10、源量。n全世界現(xiàn)已知的微生物種類不到實有數(shù)的全世界現(xiàn)已知的微生物種類不到實有數(shù)的2，相對而言，已知的高等動植物所占的比例要大相對而言，已知的高等動植物所占的比例要大得多。得多。微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n第七，對微生物資源的研究與開發(fā)比動第七，對微生物資源的研究與開發(fā)比動植物晚許多，但已取得了極其輝煌的成植物晚許多，但已取得了極其輝煌的成就。就。n微生物是種類繁多的可再生資源，是最微生物是種類繁多的可再生資源，是最豐富的遺傳基因庫。對微生物資源的開豐富的遺傳基因庫。對微生物資源的開發(fā)，不存在發(fā)，不存在“過度過度”問題，也不會因開問題，也

11、不會因開發(fā)造成原產(chǎn)地微生物資源減少或絕滅的發(fā)造成原產(chǎn)地微生物資源減少或絕滅的問題。問題。微生物是一類天然資源微生物是一類天然資源的公眾意識遠遠沒有建立的公眾意識遠遠沒有建立n生物資源的三大資源，即動物、植生物資源的三大資源，即動物、植物、微生物，其中微生物是一類與物、微生物，其中微生物是一類與動植物資源不同、生產(chǎn)性能優(yōu)越、動植物資源不同、生產(chǎn)性能優(yōu)越、開發(fā)前景廣闊的生物資源。開發(fā)前景廣闊的生物資源。微生物網(wǎng)構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ)微生物網(wǎng)構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ) n 很多海洋學家目前確信，整個食物鏈是建立在微小很多海洋學家目前確信，整個食物鏈是建立在微小的單細胞細菌和小海藻基礎(chǔ)之上，細菌和小海藻又受小

12、的單細胞細菌和小海藻基礎(chǔ)之上，細菌和小海藻又受小病毒的侵襲。這些病毒因為太小，以前未曾探測到，但病毒的侵襲。這些病毒因為太小，以前未曾探測到，但幾百萬年以來一直是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的一部分，已知對幾百萬年以來一直是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的一部分，已知對人類健康不構(gòu)成任何威脅。人類健康不構(gòu)成任何威脅。 微生物網(wǎng)構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ)微生物網(wǎng)構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ)n 有關(guān)海洋食物鏈的傳統(tǒng)理論認為，海洋中的小動物有關(guān)海洋食物鏈的傳統(tǒng)理論認為，海洋中的小動物吃海藻為生，這些小動物又作為較大海洋動物的食物。吃海藻為生，這些小動物又作為較大海洋動物的食物。這種理論沒有考慮到占壓倒多數(shù)的由病毒、細菌、海藻這種理論沒有考慮到

13、占壓倒多數(shù)的由病毒、細菌、海藻和原生動物組成的海洋生物量的作用。和原生動物組成的海洋生物量的作用。 微生物網(wǎng)構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ)微生物網(wǎng)構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ)n 科學家們不再認為存科學家們不再認為存在簡單的、直線的生物鏈，在簡單的、直線的生物鏈，而是有一個復(fù)雜的實際上不而是有一個復(fù)雜的實際上不可見的微生物網(wǎng)，構(gòu)成整個可見的微生物網(wǎng)，構(gòu)成整個食物鏈的基礎(chǔ)。食物鏈的基礎(chǔ)。 固氮根瘤菌微生物與能源開發(fā)微生物與能源開發(fā) n 通過微生物發(fā)酵可以產(chǎn)生一些能夠作為能源的東西。通過微生物發(fā)酵可以產(chǎn)生一些能夠作為能源的東西。比如說，浸泡在水中的糧食如糯米，會發(fā)出酒糟味，這比如說，浸泡在水中的糧食如糯米，會發(fā)出酒糟

14、味，這是因為在無氧條件下，厭氣微生物酶發(fā)揮作用，將糧食是因為在無氧條件下，厭氣微生物酶發(fā)揮作用，將糧食中的碳水化合物分解為乙醇，也就是酒精。南方人喜歡中的碳水化合物分解為乙醇，也就是酒精。南方人喜歡吃的糯米酒糟，就是利用無氧發(fā)酵制成的美味食品。酒吃的糯米酒糟，就是利用無氧發(fā)酵制成的美味食品。酒精不僅是重要的工業(yè)原料，而且可以作為燃料替代品，精不僅是重要的工業(yè)原料，而且可以作為燃料替代品，解決能源不足的矛盾。解決能源不足的矛盾。微生物與能源開發(fā)微生物與能源開發(fā)n 傳統(tǒng)的發(fā)酵酒精生產(chǎn)是以玉米等糧食作為原料的，傳統(tǒng)的發(fā)酵酒精生產(chǎn)是以玉米等糧食作為原料的，這無疑會使這項生產(chǎn)受到限制。于是人們熱衷于尋找

15、廉這無疑會使這項生產(chǎn)受到限制。于是人們熱衷于尋找廉價的替代原料，過去，像農(nóng)作物秸稈、雜草、樹葉、果價的替代原料，過去，像農(nóng)作物秸稈、雜草、樹葉、果殼、蔗渣等一向被視為廢棄物?，F(xiàn)在這些殼、蔗渣等一向被視為廢棄物?，F(xiàn)在這些“小人物小人物”將將被派上大用場。為什么這么說呢？被派上大用場。為什么這么說呢？微生物與能源開發(fā)微生物與能源開發(fā)n 我們知道，纖維素是葡萄糖分子聚合而成的多聚糖，我們知道，纖維素是葡萄糖分子聚合而成的多聚糖，如果能想辦法把這些大分子降解的話，酒精、葡萄糖等如果能想辦法把這些大分子降解的話，酒精、葡萄糖等有用的大分子將被源源不斷地生產(chǎn)出來。這無疑是變廢有用的大分子將被源源不斷地生產(chǎn)

16、出來。這無疑是變廢為寶的好途徑。由于這條途徑的誘人前景，世界上的許為寶的好途徑。由于這條途徑的誘人前景，世界上的許多國家都在加緊進行這方面的研究開發(fā)工作，期待著有多國家都在加緊進行這方面的研究開發(fā)工作，期待著有一天，一天，“綠色石油綠色石油”發(fā)酵酒精會源源不斷地生產(chǎn)出發(fā)酵酒精會源源不斷地生產(chǎn)出來。來。微生物與能源開發(fā)微生物與能源開發(fā)n 在這方面，科學家們對發(fā)酵微生物，比如酵母菌寄予在這方面，科學家們對發(fā)酵微生物，比如酵母菌寄予很大的希望。目前雖然還不能利用酵母菌一步實現(xiàn)從纖很大的希望。目前雖然還不能利用酵母菌一步實現(xiàn)從纖維素發(fā)酵酒精的過程，但科學家們正在構(gòu)建這方面的維素發(fā)酵酒精的過程，但科學家

17、們正在構(gòu)建這方面的“工程菌工程菌”，并取得了可喜的成績，估計在不久的將來，并取得了可喜的成績，估計在不久的將來會取得突破性的進展。會取得突破性的進展。微生物與能源開發(fā)微生物與能源開發(fā)n 我們中的許多人大概都聽說過沼氣吧。它的學名是甲我們中的許多人大概都聽說過沼氣吧。它的學名是甲烷，同酒精一樣，也是可燃燒的氣體，并可由農(nóng)作物廢烷，同酒精一樣，也是可燃燒的氣體，并可由農(nóng)作物廢棄物等發(fā)酵產(chǎn)生。在我國廣大農(nóng)村，建起了數(shù)以萬計的棄物等發(fā)酵產(chǎn)生。在我國廣大農(nóng)村，建起了數(shù)以萬計的小型沼氣發(fā)酵池，充分利用人畜糞便、農(nóng)作物秸稈、雜小型沼氣發(fā)酵池，充分利用人畜糞便、農(nóng)作物秸稈、雜草、樹葉等有機垃圾生產(chǎn)沼氣，既可解

18、決農(nóng)村用能源，草、樹葉等有機垃圾生產(chǎn)沼氣，既可解決農(nóng)村用能源，又能改善生態(tài)環(huán)境、培肥莊稼又能改善生態(tài)環(huán)境、培肥莊稼 、確實是一舉多得的好事。、確實是一舉多得的好事。在西方一些國家，則建起了大型沼氣發(fā)酵廠，大量從廢在西方一些國家，則建起了大型沼氣發(fā)酵廠，大量從廢棄物中回收沼氣這種廉價的可再生能源。棄物中回收沼氣這種廉價的可再生能源。微生物與能源開發(fā)微生物與能源開發(fā)n 除了發(fā)酵生產(chǎn)酒精和沼氣之外，科學家們除了發(fā)酵生產(chǎn)酒精和沼氣之外，科學家們還發(fā)現(xiàn)了能幫助人類采集石油的微生物，能還發(fā)現(xiàn)了能幫助人類采集石油的微生物，能夠產(chǎn)氫的微生物等等，它們都將會在新能源夠產(chǎn)氫的微生物等等，它們都將會在新能源的開發(fā)上

19、大顯身手。的開發(fā)上大顯身手。 微生物與能源開發(fā)n石油和天然氣的燃燒會產(chǎn)生煙、酸雨和全球溫室效應(yīng)，而石油和天然氣的燃燒會產(chǎn)生煙、酸雨和全球溫室效應(yīng)，而氫氣燃燒只產(chǎn)生水。但氫氣發(fā)動機對環(huán)境的影響并不像想氫氣燃燒只產(chǎn)生水。但氫氣發(fā)動機對環(huán)境的影響并不像想象的那么好?，F(xiàn)在的氫氣發(fā)動機的泄漏導致象的那么好?，F(xiàn)在的氫氣發(fā)動機的泄漏導致10以上的氫以上的氫氣未經(jīng)燃燒就漏到大氣中去。根據(jù)加州理工學院的研究人氣未經(jīng)燃燒就漏到大氣中去。根據(jù)加州理工學院的研究人員的計算，如果使用氫氣燃料電池代替所有的石油和天然員的計算，如果使用氫氣燃料電池代替所有的石油和天然氣技術(shù)，人類向空氣中釋放的氫氣是目前的氣技術(shù)，人類向空氣

20、中釋放的氫氣是目前的4至至8倍。氫氣倍。氫氣被氧化成為水，覆蓋在大氣層外面，它引起的冷卻效應(yīng)會被氧化成為水，覆蓋在大氣層外面，它引起的冷卻效應(yīng)會增進破壞臭氧的化學反應(yīng)。研究者認為阻止氫氣滲漏，破增進破壞臭氧的化學反應(yīng)。研究者認為阻止氫氣滲漏，破壞臭氧的含氯氟烴的減少、氫氣被泥土吸收等因素能減少壞臭氧的含氯氟烴的減少、氫氣被泥土吸收等因素能減少臭氧液破壞。他們的報告發(fā)表于臭氧液破壞。他們的報告發(fā)表于6月月13日的日的Science上。上。生物催化合成的特點生物催化合成的特點n反應(yīng)條件溫和反應(yīng)條件溫和 (30-40oC，常常壓，水相反壓，水相反應(yīng)應(yīng))n反應(yīng)選擇性高反應(yīng)選擇性高n反應(yīng)產(chǎn)物純度高（包括

21、光學純）反應(yīng)產(chǎn)物純度高（包括光學純）n反應(yīng)底物簡單便宜（一般無毒、不易燃）反應(yīng)底物簡單便宜（一般無毒、不易燃）n反應(yīng)收率主要取決于菌種的性能反應(yīng)收率主要取決于菌種的性能Industrial Microbiology and Fermentation TechnologynIndustrial Microbiology is the discipline that uses microorganisms, usually grown on a large scale, to produce valuable commercial products or carry out important c

22、hemical transformations.nFermentation Technology is the technology to grow cells in a large scale with high efficiency, it also includes product recovery processes.Flowsheet for developing an industrial microbial fermentation processnStrain selection nLaboratory process developmentnPilot Scale upnIn

23、dustrial Scale upnDownstream process developmentnProduct packaging techniquesnOther commercial considerationnExamplesStrain SelectionnPurchase from Culture CollectionsnScreening of nature circumstances nGenetic engineering nMutationsnCell biology techniquesInternational Culture CollectionsDomestical

24、ly, strains can be purchased from: CGMCC orChina General Microbiological Culture Collection Center中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，北京中關(guān)村中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，北京中關(guān)村Screening of nature circumstancesGenetic EngineeringIncorporation into artificial plasmids of genes from a wide variety of sources has made possible

25、 the transfer of genetic material across virtually any species barrierVarious high value added products have been produced fromthe Genetic engineeringmethodsMutationVia chemicalor physical, and biologicalmeansCell biology techniquesnProtoplast fusion nremoving the cell wall with lytic enzymes in the

26、 presence of osmotic stabilizers.nIn the presence of fusogenic agent such as polyethylene glycol (PEG), protoplasts are induced to fuse and form transient hybrids or diploids.nRegeneration of viable cells from the fused protoplasts.Stages needed for transferring an industrial process from the labora

27、tory to the commercial fermentornShake flash ExperimentsnLab scale fermentor (5-10 L)nPilot scale fermentor (300-3000 L)nCommercial fermentor (10,000-500,000 L)Laboratory process developmentShake Flask ExperimentsOptimization of conditions for cell growth and product formation using shake flask expe

28、riments:1. pH2. Temperature3. Dissolved oxygen (DO)4. Substrate choice5. Maximal and optimal substrate concentration6. OthersLaboratory Process DevelopmentFermentornAgitationnCooling and heatingnAir inlet and outletnpH controlnNutrient additionnInoculationnViewing portA series of fermentors used for

29、 lab scale process developmentLaboratory process developmentLab scale fermentor ExperimentsnBatch processnFed-batch processnContinuous processnSemi-continuous processFermentation Process: Batch ProcessnAll the nutrients needed for cell growth will only be added once at the beginning of fermentation.

30、Fermentation process:Fed-batch processnDuring the fermentation, additional nutrients will be added in a batch way to promote the cell growth or product formation and to avoid nutrient deficiency.Fermentation process: Continuous processFermentation process: Semi-continuous processnSimilar to continuo

31、us process, with the addition of nutrients and outflow of fermentation broth in a continuous and batch way.Process control and monitoringnProcess parameters to be monitorsSugar consumptionpHTemperatureFermentation time (h)AgitationCell Dry WeightProductComputer softwares have been developed to monit

32、or and change the process on linePilot Scale UpnScale up: The transfer of a process from small-scale laboratory equipment to large-scale commercial equipmentnPilot experimentnTo test the feasibility of the lab scale fermentation process in a semi-industrial scalenPilot fermentors normally have a siz

33、e ranging from 50 L to 10,000 L, depending on the products to be mass produced later.Fermentor sizes for various purposesProblems emerging during the scale upnAs the size of the equipment is increased, the surface-volume ratio changesnLarge fermentor has much more volume for a given surface area, it

34、 is obviously more difficult to mix the big tank than the small flasknIn scale up studies on aerobic fermentations, oxygen rate in the fermentor is best kept constant as the size of the fermentor is increased.nHow to keep DO constant?nIncrease stirring ratenIncrease air pressurenUse pure oxygennIncr

35、ease air inletIndustrial Scale upnTo transfer the pilot scale results into a commercially feasible production setting.nFermentor sizes range from 100 L to 500,000 L, depending on products.Industrial Fermentation SettingDownstream Process DevelopmentChromatographyFilter (press filter)Downstream Proce

36、ss DevelopmentContinuous centrifugesUnit Operations in Downstream SeparationnMicrofiltersnUltrafiltrationnGel chromatographynReverse osmosisnDialysisnElectrodialysisnIon exchangenDistillation/freeze drynSolvent extractionnFoam and bubble fractionationnUltracentrifugationnCentrifugationnLiquid cyclon

37、esnGravity sedimentationSizeDiffusivityIon exchangeVapour temperature, pressureSolubilitySurface activityDensityProcessing fermentation brothFermentationDilute slurryCentrifugationFiltrationSedimentationClarified liquorFiltrationBright liquorConcentrated slurryDewateringDryingDry BiomassCentrifugati

38、on: Continuous centrifugationProduct Packaging TechniquesnSteril Packaging Techniques for Medical Applications and Food PreservationnPyrogen Free and Steril Packaging for Injection PurposenFreeze Dry Packaging for Foods or MedicinesnDewatered Packaging (such as Dry Yeast)nNormal Food Packaging (such

39、 as Na-glutamate)nSalty PackagingnPreservation ChemicalsnOrdinary PackagingOther Commercial ConsiderationStrengths and weaknesses of biotechnological processesnStrengthsnReliance on renewable feedstocksnVersatility with different feedstocksnFood, feed and drug applicationsnFine chemicals to bulk che

40、mical applicationsnLow temperaturenOperation in aqueous medianSeveral reactions achieved in a single fermentation stepnHigh level of automationnStereospecificitynComplex molecules converted and/or producedn“Benign” effluents producednWeaknessesnFeedstocks are oxidized and unsuitable for many applicationsnFeedstock costs fluctuatenSterilization is a major costnProduct often in dilute aqueous solutionsnProduct recovery costlynEquipment costs highnReactions slow leading to poor volumetric productivitynComplicated reaction conditionsnMainly batch operationnHigh cell