微生物與發(fā)酵工程經(jīng)典知識(shí)薈萃

本章內(nèi)容

一、發(fā)酵工程定義及在生物技術(shù)中的地位二、發(fā)酵工程發(fā)展簡(jiǎn)史三、發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍四、工業(yè)發(fā)酵的類型與典型過(guò)程五、發(fā)酵工程前沿及應(yīng)用前景/jpkc當(dāng)前第1頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)何謂發(fā)酵？

ferver：發(fā)泡、沸騰fermentation微生物的發(fā)酵現(xiàn)象－－請(qǐng)看下面現(xiàn)象/jpkc當(dāng)前第2頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)對(duì)發(fā)酵現(xiàn)象的不同理解

－－兩種角度（能量、產(chǎn)物）生物化學(xué)家/jpkc側(cè)重能量代謝：1、能夠在氧分子參與下進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生能量的生物可以進(jìn)行：有氧呼吸、糖酵解、厭氧呼吸（兼性微生物）（1）有氧呼吸（氧供應(yīng)充分、有機(jī)物氧化徹底、產(chǎn)生大量能量）（2）糖酵解（暫時(shí)缺氧、有機(jī)物氧化不徹底、產(chǎn)生少量能量）2、無(wú)氧呼吸：特指那些不需要氧的微生物所進(jìn)行的能量代謝。指有機(jī)物經(jīng)徹底或不徹底氧化，所脫下來(lái)的電子最后傳給外源的無(wú)機(jī)氧化物(個(gè)別是有機(jī)氧化物)并釋放較少能量。

根據(jù)最終電子受體不同，無(wú)氧呼吸分為：硝酸鹽呼吸、硫酸鹽呼吸、硫呼吸、碳酸鹽呼吸及延胡索酸呼吸等。當(dāng)前第3頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)對(duì)發(fā)酵現(xiàn)象的不同理解

－－兩種角度（能量、產(chǎn)物）發(fā)酵是指有機(jī)化合物進(jìn)行無(wú)氧代謝釋放能量的過(guò)程厭氧發(fā)酵是厭氧菌借助氧化-還原反應(yīng)釋放能量的過(guò)程

發(fā)酵是酵母無(wú)氧呼吸產(chǎn)生能量的過(guò)程需氧發(fā)酵是好氧生物在受到分子態(tài)氧短缺限制時(shí)的不完全氧化釋放能量的過(guò)程生物化學(xué)家/jpkc生物化學(xué)家看待微生物發(fā)酵過(guò)程：當(dāng)前第4頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)工業(yè)微生物學(xué)家利用生物細(xì)胞（包括動(dòng)、植物細(xì)胞）培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)物的所有過(guò)程？（需氧過(guò)程、細(xì)胞工程）發(fā)酵是利用微生物培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)物的無(wú)氧或需氧的任何過(guò)程/jpkc側(cè)重產(chǎn)品的生產(chǎn)：當(dāng)前第5頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵現(xiàn)象的本質(zhì)顯微鏡觀察：微生物著名的巴斯德實(shí)驗(yàn)：微生物作用著名的畢希納實(shí)驗(yàn)：酵素（酶）的作用/jpkc當(dāng)前第6頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)2.發(fā)酵工程概念？

－－微生物細(xì)胞加工技術(shù)過(guò)程優(yōu)化與放大

傳統(tǒng)發(fā)酵工程：利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)大量生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品的過(guò)程理論與工程技術(shù)體系。該技術(shù)體系主要包括菌種選育與保藏、菌種擴(kuò)大生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的生物合成與分離純化制備等技術(shù)集成。/jpkc當(dāng)前第7頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)

現(xiàn)代發(fā)酵工程：是將DNA重組及細(xì)胞融合技術(shù)、酶工程技術(shù)、組學(xué)及代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控技術(shù)、過(guò)程工程優(yōu)化與放大技術(shù)等新技術(shù)與傳統(tǒng)發(fā)酵工程融合，大大提高傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)水平，拓展傳統(tǒng)發(fā)酵應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品范圍的一種現(xiàn)代工業(yè)生物技術(shù)體系（新一代工業(yè)生物技術(shù)）。強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代生物技術(shù)、控制技術(shù)和裝備技術(shù)在傳統(tǒng)與現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)領(lǐng)域的集成應(yīng)用。/jpkc當(dāng)前第8頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)：釀造及食品業(yè)、抗生素、氨基酸、核苷酸、有機(jī)酸、飼料添加劑、微生態(tài)制劑、生物農(nóng)藥、生物肥料等現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)：基因工程藥物、細(xì)胞工程藥物、疫苗；替代石油工業(yè)的大宗量的生物基化學(xué)品等，以及傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)升級(jí)。當(dāng)前第9頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)

傳統(tǒng)大型發(fā)酵工業(yè)的中央控制

現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的中央控制

當(dāng)前第10頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)3.發(fā)酵工程在生物技術(shù)中的地位

生物技術(shù)：應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理，依靠生物及其細(xì)胞的催化作用，將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品或?yàn)樯鐣?huì)服務(wù)的技術(shù)。發(fā)酵工程是生物技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心。/jpkc當(dāng)前第11頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)

分離和純化產(chǎn)品。包括固液分離技術(shù)、細(xì)胞破壁技術(shù)、產(chǎn)物純化技術(shù)，以及產(chǎn)品檢驗(yàn)和包裝技術(shù)等下游技術(shù)發(fā)酵過(guò)程控制，主要包括發(fā)酵條件的調(diào)控，無(wú)菌環(huán)境的控制，過(guò)程分析和控制等

中游技術(shù)廣義發(fā)酵工程對(duì)生物學(xué)和工程學(xué)的要求

優(yōu)良種株的選育和保藏（包括菌種篩選、改造，菌種代謝路徑改造等），上游技術(shù)上中下游相互關(guān)聯(lián)！當(dāng)前第12頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)生物技術(shù)體系生化工程酶工程細(xì)胞工程發(fā)酵工程產(chǎn)物

產(chǎn)品

產(chǎn)品基因工程

產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)過(guò)程優(yōu)化與控制/jpkc當(dāng)前第13頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)（一）發(fā)酵工程發(fā)展簡(jiǎn)史1900以前自然發(fā)酵階段1900—1940純培養(yǎng)技術(shù)的建立1940—1950通氣攪拌純培養(yǎng)發(fā)酵技術(shù)的建立1950—1960誘變技術(shù)與代謝控制發(fā)酵技術(shù)的建立1960—1970開(kāi)拓發(fā)酵原料時(shí)期（石油發(fā)酵時(shí)期）1970年以后進(jìn)入基因工程菌發(fā)酵時(shí)期，以及細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的全面發(fā)展。

近年來(lái)，以現(xiàn)代生物技術(shù)和過(guò)程工程技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)突飛猛進(jìn)。/jpkc當(dāng)前第14頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)自然發(fā)酵階段主要是釀造工業(yè)主要產(chǎn)品：酒、酒精、醋、啤酒、干酪、酸乳等17世紀(jì)，能在容量為1500桶（一桶約136升）的木質(zhì)大桶中進(jìn)行第一次真正的大規(guī)模釀造1757年應(yīng)用溫度計(jì)；1801使用原始熱交換器

主要特點(diǎn)：嫌氣發(fā)酵，非純種培養(yǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定/jpkc當(dāng)前第15頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)純培養(yǎng)技術(shù)的建立Koch首先發(fā)明固體培養(yǎng)基，建立細(xì)菌的純粹培養(yǎng)Petri創(chuàng)造一種培養(yǎng)皿(petridish)用于微生物平板分離Winograsky和Beijerink發(fā)明富集培養(yǎng)法，分離特定的微生物主要產(chǎn)品：酵母、甘油、乳酸、丙酮丁醇等/jpkc當(dāng)前第16頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)

μ

ABS0基質(zhì)濃度對(duì)A、B兩種菌的比生長(zhǎng)速率（μ）的影響

當(dāng)S<S0時(shí)，富集什么菌株？當(dāng)S>S0時(shí)，富集什么菌株？/jpkcS當(dāng)前第17頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)第一次世界大戰(zhàn)，Weizmann發(fā)明了丙酮丁醇發(fā)酵，建立了真正的無(wú)雜菌發(fā)酵。在面包酵母的生產(chǎn)中首先采用了分批補(bǔ)料培養(yǎng)技術(shù)主要特點(diǎn)：純培養(yǎng)為主、嫌氧發(fā)酵，產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量控制水平大大提高/jpkc純培養(yǎng)技術(shù)的建立當(dāng)前第18頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)通氣攪拌發(fā)酵技術(shù)的建立標(biāo)志：純種培養(yǎng)深層發(fā)酵生產(chǎn)青霉素主要技術(shù)進(jìn)展：通氣攪拌解決了液體深層培養(yǎng)的供氧問(wèn)題。無(wú)菌空氣、培養(yǎng)基滅菌、無(wú)污染接種、大型發(fā)酵罐的密封與抗污染設(shè)計(jì)解決了耗氧發(fā)酵中的雜菌污染問(wèn)題。/jpkc當(dāng)前第19頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)主要特點(diǎn)：耗氧發(fā)酵實(shí)現(xiàn)規(guī)?；兣囵B(yǎng)發(fā)酵，一系列過(guò)程工程技術(shù)創(chuàng)新意義：推動(dòng)抗生素工業(yè)乃至整個(gè)發(fā)酵工業(yè)快速發(fā)展建立了完整的好氧發(fā)酵放大技術(shù)及裝備奠定了現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)/jpkc通氣攪拌發(fā)酵技術(shù)的建立當(dāng)前第20頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)代謝控制發(fā)酵技術(shù)的建立基于代謝途徑及其調(diào)控實(shí)現(xiàn)微生物菌種選育和控制發(fā)酵。代謝控制發(fā)酵技術(shù)：應(yīng)用生物化學(xué)的代謝知識(shí)和遺傳學(xué)理論，選育微生物突變株，從而調(diào)控微生物代謝，大量積累目標(biāo)發(fā)酵產(chǎn)物。主要應(yīng)用：氨基酸及核苷酸等基于初生代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)，以及有機(jī)酸、抗生素等

/jpkc當(dāng)前第21頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)開(kāi)拓新的發(fā)酵原料時(shí)期目的：以烴類為碳源生產(chǎn)微生物細(xì)胞作為飼料蛋白質(zhì)的來(lái)源技術(shù)進(jìn)步：發(fā)展了高壓噴射式、強(qiáng)制循環(huán)式等多種發(fā)酵罐及其發(fā)酵技術(shù)計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用：滅菌和發(fā)酵過(guò)程自動(dòng)控制，促進(jìn)發(fā)酵工業(yè)朝連續(xù)化、自動(dòng)化方向發(fā)展

/jpkc當(dāng)前第22頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)特點(diǎn)：解決發(fā)酵原料及人畜爭(zhēng)糧問(wèn)題；規(guī)模和自動(dòng)化程度顯著提高，能耗過(guò)大。/jpkc開(kāi)拓新的發(fā)酵原料時(shí)期當(dāng)前第23頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)基因工程階段（現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)新階段）主要標(biāo)志基因工程產(chǎn)品生產(chǎn)以及基因工程技術(shù)應(yīng)用世界上已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物有幾十種，如：胰島素、人生長(zhǎng)激素等。/jpkc當(dāng)前第24頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)主要特點(diǎn)基因工程技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)、酶工程技術(shù)以及發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化及放大技術(shù)的全面進(jìn)步高產(chǎn)微生物代謝產(chǎn)物及非微生物代謝產(chǎn)物的基因工程菌構(gòu)建及產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)主導(dǎo)碳氧經(jīng)濟(jì)發(fā)展，碳?xì)浣?jīng)濟(jì)的替代及生物煉制技術(shù)的興起/jpkc基因工程階段（現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)新階段）當(dāng)前第25頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)

人胰島素

人生長(zhǎng)激素(GH)

表皮生長(zhǎng)因子(EGF)

腫瘤壞死因子

白細(xì)胞介素-2(IL-2)

尿激酶原

豬生長(zhǎng)激素(PGH)

牛生長(zhǎng)激素(BGH)纖維素酶

,-干擾素

乙型肝炎疫苗

集落刺激因子(CSF)

促紅細(xì)胞生成素(EPO)

抗血友病因子

組織溶纖原激活劑(t-PA)部分利用基因工程技術(shù)研制的產(chǎn)品/jpkc當(dāng)前第26頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵工程的主要前沿進(jìn)展原料拓展：可再生資源的加工和綜合利用（如纖維素原料）過(guò)程優(yōu)化技術(shù)多尺度生物反應(yīng)器優(yōu)化控制技術(shù)生物煉制/jpkc當(dāng)前第27頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)高產(chǎn)量：微生物生理、遺傳、營(yíng)養(yǎng)及環(huán)境因素高轉(zhuǎn)化率：微生物代謝途徑和過(guò)程條件高效率：微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和系統(tǒng)優(yōu)化以高產(chǎn)量、高轉(zhuǎn)化率和高效率及低

成本為目標(biāo)的發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化技術(shù)

低成本：技術(shù)綜合及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)集成/jpkc環(huán)境友好：開(kāi)發(fā)清潔生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)前第28頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化技術(shù)條件確定過(guò)程優(yōu)化初始條件過(guò)程分析過(guò)程強(qiáng)化1基于組學(xué)技術(shù)的高通量菌種改造和篩選2基于組學(xué)和生物信息學(xué)代謝途徑分析優(yōu)化菌種改造3基于實(shí)時(shí)代謝流分析、代謝途徑模型與自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化控制發(fā)酵工藝優(yōu)化4基于發(fā)酵液及產(chǎn)品特性的高收率、低成本、高質(zhì)量和環(huán)境友好的提取精制技術(shù)集成發(fā)酵產(chǎn)物分離純化5基于源頭防治與過(guò)程監(jiān)控的資源節(jié)約與廢物資源化清潔生產(chǎn)技術(shù)集成綜合治理技術(shù)優(yōu)化當(dāng)前第29頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵工程的基本過(guò)程

1、菌種的選育要想通過(guò)發(fā)酵工程獲得在種類、產(chǎn)量和質(zhì)量等方面符合人們要求的產(chǎn)品，最重要的是要有優(yōu)良的菌種。怎樣才能得到優(yōu)良的菌種呢？如果生產(chǎn)的是微生物直接合成的產(chǎn)物可以從自然界中先分離出相應(yīng)的菌種，再用物理或化學(xué)的方法使菌種產(chǎn)生突變，從突變個(gè)體中篩選出符合生產(chǎn)要求的優(yōu)良菌種。如果生產(chǎn)的是一般微生物不能合成的產(chǎn)品

可用基因工程、細(xì)胞工程的方法對(duì)菌種的遺傳特性進(jìn)行定向改造，以構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌，從而達(dá)到生產(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品的目的

當(dāng)前第30頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)培養(yǎng)基的配制原則

（1）目的要明確。（2）培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)（3）pH要適宜。2、培養(yǎng)基的配制當(dāng)前第31頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)成分酸堿度豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸二氫鉀、氧化鉀、硫酸鎂、生物素PH為7—8谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基（液體、天然）2、培養(yǎng)基的配制當(dāng)前第32頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)密閉式發(fā)酵罐當(dāng)前第33頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵罐當(dāng)前第34頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)3、滅菌競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系例如：如果在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中混入放線菌，則放線菌分泌的抗生素就會(huì)使大量的谷氨酸棒狀桿菌死亡。如果在青霉素生產(chǎn)過(guò)程中污染了雜菌，這些雜菌則會(huì)分泌青霉素酶，將合成的青霉素分解掉。當(dāng)前第35頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)3、滅菌用高溫、高壓的方式，殺死所有雜菌的胞體、芽孢和孢子。

怎樣才算滅菌徹底呢？將培養(yǎng)液投放到發(fā)酵罐中，98kPa的蒸汽進(jìn)行滅菌當(dāng)前第36頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)4、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種擴(kuò)大培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)有何區(qū)別？當(dāng)前第37頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)5、發(fā)酵過(guò)程（中心階段）下圖表示發(fā)酵罐中各種因素對(duì)谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸的影響，其中不正確的是當(dāng)前第38頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)5、發(fā)酵過(guò)程（中心階段）控制因素作用機(jī)理控制方法溫度①影響酶的活性②影響生物合成途徑③影響培養(yǎng)基的理化性質(zhì)以及菌種對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解吸收④影響微生物生長(zhǎng)通過(guò)控制產(chǎn)熱與散熱的平衡來(lái)控制培養(yǎng)基的溫度當(dāng)前第39頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)控制因素作用機(jī)理控制方法

pH①影響酶的活性②影響細(xì)胞膜的帶電情況，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性改變從而影響對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和產(chǎn)物的排出③影響培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解加入緩沖溶液，補(bǔ)加氨水、尿素、CaCO3、NH4HCO3等來(lái)控制pH當(dāng)前第40頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)控制因素作用機(jī)理控制方法溶解氧①促進(jìn)需氧型微生物的呼吸②抑制厭氧型微生物代謝通過(guò)無(wú)菌空氣的通氣量和攪拌速度來(lái)控制當(dāng)前第41頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)控制因素作用機(jī)理控制方法泡沫①占據(jù)發(fā)酵罐的空間②影響通氣、攪拌③導(dǎo)致代謝異常安裝消泡沫擋板或用消泡沫劑營(yíng)養(yǎng)濃度直接影響菌體的生長(zhǎng)、影響代謝產(chǎn)物的積累、影響代謝途徑根據(jù)具體情況及時(shí)控制當(dāng)前第42頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)6、分離提純溫度30-37?C，pH7-8，經(jīng)過(guò)28-32h，培養(yǎng)液中就會(huì)產(chǎn)生大量的谷氨酸——50-100g/L提取出谷氨酸用適量的Na2CO3溶液中和過(guò)濾濃縮離心→味精當(dāng)前第43頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)6、分離、提純菌體本身，如酵母菌和細(xì)菌等采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來(lái)代謝產(chǎn)物采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進(jìn)行提取。當(dāng)前第44頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)當(dāng)前第45頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)（一）發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)

發(fā)酵過(guò)程一般是在常溫常壓下進(jìn)行的生化反應(yīng)，反應(yīng)安全，要求條件較簡(jiǎn)單?？捎幂^廉價(jià)原料生產(chǎn)較高價(jià)值產(chǎn)品。反應(yīng)專一性強(qiáng)。能夠?qū)Ｒ恍缘睾透叨冗x擇性地對(duì)某些較為復(fù)雜的化合物進(jìn)行特定部位的生物轉(zhuǎn)化修飾。

/jpkc當(dāng)前第46頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵過(guò)程中對(duì)雜菌污染的防治至關(guān)重要。菌種是關(guān)鍵。發(fā)酵生產(chǎn)不受地理、氣候、季節(jié)等自然條件限制。（一）發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)/jpkc當(dāng)前第47頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)（二）發(fā)酵工業(yè)的范圍

微生物菌體酶制劑代謝產(chǎn)物生物轉(zhuǎn)化微生物特殊機(jī)能的利用

利用微生物消除環(huán)境污染

利用微生物發(fā)酵保持生態(tài)平衡微生物濕法冶金利用基因工程菌株開(kāi)拓發(fā)酵工程新領(lǐng)域/jpkc當(dāng)前第48頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)微生物菌體傳統(tǒng)菌體發(fā)酵工業(yè)現(xiàn)代菌體發(fā)酵工業(yè)酵母發(fā)酵菌體蛋白（單細(xì)胞蛋白）發(fā)酵殺蟲劑：蘇云金桿菌，蠟樣芽孢桿菌，側(cè)孢芽孢桿菌；白僵菌、綠僵菌

疫苗/jpkc當(dāng)前第49頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)新的菌體發(fā)酵產(chǎn)品:藥用功能菌體茯苓菌→茯苓擔(dān)子真菌→靈芝、香菇類蟲草頭孢菌密環(huán)菌微生物菌體/jpkc當(dāng)前第50頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)面包酵母

藻類當(dāng)前第51頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)芽孢桿菌和伴孢晶體

/jpkc當(dāng)前第52頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)蟲草頭孢菌發(fā)酵生產(chǎn)蟲草

/jpkc當(dāng)前第53頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)酶制劑廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、食品和輕工業(yè)、石油化工酶試劑盒：醫(yī)用診斷試劑盒、工業(yè)分析試劑盒等藥用酶制劑：膽固醇氧化酶，葡萄糖氧化酶等食品工業(yè)用酶制劑：果膠酶，淀粉酶等基因重組技術(shù)用酶制劑：核酸酶（nuclease），包括DNA、RNA的內(nèi)切酶、外切酶，DNA限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶等。飼料酶制劑：木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶等

/jpkc當(dāng)前第54頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)/jpkc當(dāng)前第55頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)當(dāng)前第56頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)從初生代謝到次生代謝當(dāng)前第57頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)微生物轉(zhuǎn)化

/jpkc在用維生素C一步和二步發(fā)酵法生產(chǎn)中,起主要氧化作用的葡糖酸桿菌對(duì)作用底物(D-山梨醇或L-山梨糖)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行特異性改變。當(dāng)前第58頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)當(dāng)前第59頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)（一）工業(yè)發(fā)酵的類型固體發(fā)酵

厭氧發(fā)酵需氧發(fā)酵兼性厭氧發(fā)酵

液體發(fā)酵（包括液體深層發(fā)酵）按培養(yǎng)基的物理性狀淺盤固體發(fā)酵深層固體發(fā)酵（機(jī)械通風(fēng)制曲）

按微生物對(duì)氧的不同需求/jpkc當(dāng)前第60頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)按發(fā)酵工藝流程分批發(fā)酵補(bǔ)料分批發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵單級(jí)恒化器連續(xù)發(fā)酵多級(jí)恒化器連續(xù)發(fā)酵帶有細(xì)胞再循環(huán)的單級(jí)恒化器連續(xù)發(fā)酵（一）工業(yè)發(fā)酵的類型/jpkc按菌的種類單菌種發(fā)酵多菌種混合發(fā)酵（混合菌發(fā)酵）當(dāng)前第61頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)新發(fā)展的微生物培養(yǎng)方法載體培養(yǎng)兩步法液體深層培養(yǎng)/jpkc當(dāng)前第62頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)（二）發(fā)酵工業(yè)的基本生產(chǎn)過(guò)程1.用作種子擴(kuò)大培養(yǎng)及發(fā)酵生產(chǎn)的各種培養(yǎng)基的配制；2.培養(yǎng)基、發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的消毒滅菌；3.

擴(kuò)大培養(yǎng)出有活性的適量純種，以一定比例接種入發(fā)酵罐中；/jpkc當(dāng)前第63頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)4.控制最適發(fā)酵條件使微生物生長(zhǎng)并形成大量的代謝產(chǎn)物；5.將產(chǎn)物提取并精制，以得到合格的產(chǎn)品；6.

回收或處理發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的三廢物質(zhì)。/jpkc（二）發(fā)酵工業(yè)的基本生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)前第64頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)（二）發(fā)酵工業(yè)的典型過(guò)程－－深層發(fā)酵過(guò)程/jpkc當(dāng)前第65頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)/jpkc當(dāng)前第66頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵工業(yè)發(fā)展趨向及應(yīng)用前景基因工程的發(fā)展為發(fā)酵工程帶來(lái)新的活力。

采用發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行高等動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)，具有誘人前景。不斷開(kāi)發(fā)和采用大型節(jié)能高效的發(fā)酵裝置，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制將成為發(fā)酵生產(chǎn)控制的主要手段。/jpkc當(dāng)前第67頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)強(qiáng)調(diào)代謝機(jī)理與調(diào)控研究，使微生物的機(jī)能得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。生態(tài)型發(fā)酵工業(yè)的興起：清潔生產(chǎn)。再生資源的利用?；旌暇l(fā)酵強(qiáng)調(diào)微生物群落與功能研究，提高發(fā)酵效率。

/jpkc發(fā)酵工業(yè)發(fā)展趨向及應(yīng)用前景當(dāng)前第68頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)武漢市武漢市中東化工公司污染狀況一墻之隔的鐵四局宿舍飽受廢氣困擾鐵四局宿舍里銹斷的鐵護(hù)欄

陽(yáng)邏汽渡職工戴口罩上班

當(dāng)前第69頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)清潔生產(chǎn)按照聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）的定義：“清潔生產(chǎn)是一種新的創(chuàng)造性的思想，該思想將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以增加生態(tài)效益和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程，要求節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原材料，減降所有廢棄物的數(shù)量和毒性；對(duì)產(chǎn)品，要求減少?gòu)脑牧咸釤挼疆a(chǎn)品最終處置的全生命周期的不利影響；對(duì)服務(wù)，要求將環(huán)境因素納入設(shè)計(jì)和所提供的服務(wù)中?！?jpkc當(dāng)前第70頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)混合菌發(fā)酵的應(yīng)用傳統(tǒng)釀造和食品發(fā)酵工業(yè)：白酒，醬油、醋、豆豉有機(jī)廢棄物（工業(yè)、城市和農(nóng)業(yè)）的發(fā)酵處理與轉(zhuǎn)化：生物能源：生物制氫、生物制沼氣生物飼料生物肥料/jpkc當(dāng)前第71頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵工程是連接生物科學(xué)、生物技術(shù)和生物工程的橋梁，生物科學(xué)與技術(shù)成果的推廣應(yīng)用離不開(kāi)發(fā)酵工程！當(dāng)前第72頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)過(guò)量運(yùn)動(dòng)后肌肉會(huì)有酸痛感，就是因?yàn)榧◇w在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行糖酵解產(chǎn)生了乳酸等當(dāng)前第73頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)高等生物（動(dòng)物、植物和好氣性微生物）長(zhǎng)期進(jìn)行糖酵解（發(fā)酵）危害很大：由于能量不足加速了底物的利用導(dǎo)致能量物質(zhì)枯竭產(chǎn)生大量有毒的底物不完全氧化的中間體：酒精、乳酸等甚至導(dǎo)致局部細(xì)胞壞死或整體死亡人類腦缺氧非常危險(xiǎn)、長(zhǎng)期劇烈運(yùn)動(dòng)有損健康、提倡有氧運(yùn)動(dòng)當(dāng)前第74頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)微生物發(fā)酵制藥當(dāng)前第75頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)第一節(jié)概述當(dāng)前第76頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)利用微生物技術(shù)，通過(guò)高度工程化的新型綜合技術(shù)，以利用微生物反應(yīng)過(guò)程為基礎(chǔ)，依賴于微生物機(jī)體在反應(yīng)器內(nèi)的生長(zhǎng)繁殖及代謝過(guò)程來(lái)合成一定產(chǎn)物，通過(guò)分離純化進(jìn)行提取精制，并最終制劑成型來(lái)實(shí)現(xiàn)藥物產(chǎn)品的生產(chǎn)。微生物發(fā)酵制藥的定義當(dāng)前第77頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)1、微生物菌體的發(fā)酵SCP、藥用真菌（冬蟲夏草、茯苓等）生物防治制劑（如蘇云金桿菌）活性乳制劑細(xì)胞的生長(zhǎng)與產(chǎn)物的積累成平行關(guān)系，生長(zhǎng)速率最大的時(shí)期也是產(chǎn)物合成最高階段微生物發(fā)酵類型當(dāng)前第78頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)2、微生物酶發(fā)酵各種酶制劑糖化酶、α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等天冬酰胺酶：抗癌納豆激酶、鏈激酶：治療血栓青霉素酰化酶：青霉素生產(chǎn)需要誘導(dǎo)或遭受阻遏、抑制等調(diào)控作用，在菌種選育、培養(yǎng)基配制以及發(fā)酵條件等方面需注意。當(dāng)前第79頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)3、微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵初級(jí)代謝產(chǎn)物：與菌體生長(zhǎng)相伴隨的產(chǎn)物、對(duì)菌體生長(zhǎng)、分化和繁殖是必須的氨基酸、核苷酸、維生素、糖類等菌體對(duì)其合成反饋控制嚴(yán)密，一般不過(guò)量積累次級(jí)代謝產(chǎn)物：與菌體生長(zhǎng)不相伴隨，以初級(jí)代謝的中間產(chǎn)物為原料而合成抗生素、生物堿、毒素、色素、胞外多糖等結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜對(duì)環(huán)境條件敏感當(dāng)前第80頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)4、微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵利用微生物細(xì)胞的一種或幾種酶，對(duì)外源化合物的特定部位進(jìn)行加工，如加入羥基、還原雙鍵、脫氧或切斷支鏈等。反應(yīng)最顯著的特點(diǎn)是特異性強(qiáng)，包括反應(yīng)特異性、結(jié)構(gòu)位置特異性、立體特異性。如：甾體轉(zhuǎn)化：環(huán)戊烷多氫菲核的化合物當(dāng)前第81頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)可的松（Cortisone）當(dāng)前第82頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)藥用發(fā)酵產(chǎn)品分類生物來(lái)源作用對(duì)象作用機(jī)制化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)菌真菌放線菌抗菌藥抗腫瘤藥抗病毒藥除草劑酶抑制劑免疫調(diào)節(jié)劑抑制細(xì)胞壁合成藥影響細(xì)胞膜功能藥干擾蛋白質(zhì)合成藥抑制核酸合成藥抑制生物能量反應(yīng)藥抗生素維生素氨基酸核苷酸甾體激素酶及酶抑制劑當(dāng)前第83頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵工程制藥的特點(diǎn)微生物菌種選育獲得高產(chǎn)發(fā)酵的理論產(chǎn)量存在約10%的變量發(fā)酵過(guò)程常溫常壓，操作條件溫和純種培養(yǎng)、無(wú)菌條件生產(chǎn)過(guò)程是以生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行的分子水平生產(chǎn)，定向發(fā)酵、突變、雜交等手段投資少、見(jiàn)效快當(dāng)前第84頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)利用DNA重組技術(shù)和細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展、新的工程菌和新型微生物的開(kāi)發(fā)新型的生理活性多肽和蛋白質(zhì)類藥物：干擾素、白介素促紅細(xì)胞生成素等；新型菌體制劑和疫苗。紅細(xì)胞生成素

(治療貧血)

生長(zhǎng)激素

(促進(jìn)生長(zhǎng))胰島素

(治療糖尿病)

干擾素

(抗病毒、抗腫瘤)

當(dāng)前第85頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)第二節(jié)發(fā)酵制藥中的微生物當(dāng)前第86頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)常見(jiàn)的制藥用微生物細(xì)菌放線菌真菌當(dāng)前第87頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)細(xì)菌之大腸桿菌屬(Escherichiacoli)生產(chǎn)天冬氨酸、蘇氨酸、纈氨酸等氨基酸類藥物基因工程的載體當(dāng)前第88頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)細(xì)菌之短桿菌屬(Brevibacterium)維生素B12、氨基酸、核苷酸類藥物生產(chǎn)中常用的菌種，也是酶法合成生產(chǎn)輔酶A的菌種。當(dāng)前第89頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)細(xì)菌之棒狀桿菌屬(Corynebacterium)生產(chǎn)氨基酸、核苷酸類藥物，用于甾體轉(zhuǎn)化是谷氨酸和其他氨基酸的高產(chǎn)菌，如北京棒桿菌AS1.299鈍齒棒桿菌AS1.542當(dāng)前第90頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)細(xì)菌之芽孢桿菌屬(Bacillus)生產(chǎn)氨基酸、核苷酸、抗生素類、維生素B12、用于甾體轉(zhuǎn)化等。當(dāng)前第91頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)細(xì)菌之假單胞菌屬(Pseudomonas)生產(chǎn)維生素B12、氨基酸、核苷酸類；進(jìn)行類固醇（甾體）轉(zhuǎn)化；有些菌株可利用烴類生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。當(dāng)前第92頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)細(xì)菌之乳酸桿菌屬(Lactobacillus)生產(chǎn)抗癌類藥物當(dāng)前第93頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)放線菌抗生素12000余種，60%左右來(lái)自放線菌，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大。當(dāng)前第94頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)放線菌之鏈霉菌屬(Streptomyces)灰色鏈霉菌(Streptomycesgriseus)

產(chǎn)鏈霉素金霉素鏈霉菌(Streptomycesaureofaciens)產(chǎn)金霉素紅霉素鏈霉菌(Streptomyceserythreus)

產(chǎn)紅霉素龜裂鏈霉菌(Streptomycesrimosus)產(chǎn)土霉素當(dāng)前第95頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)放線菌之諾卡氏菌屬(Norcadia)生產(chǎn)利福霉素、蚊霉素等當(dāng)前第96頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)放線菌之小單胞菌屬(Micromonospora)多種可產(chǎn)抗生素，如棘孢小單胞菌(M.echinospora)產(chǎn)慶大霉素。當(dāng)前第97頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)放線菌之游動(dòng)放線菌屬（Actinoplanes）典型代表：濟(jì)南游動(dòng)放線菌(Actinoplanestsinanesisn)產(chǎn)創(chuàng)新霉素(creatmycin；1964)當(dāng)前第98頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)真菌之根霉屬(Rhizopus)生產(chǎn)甾體激素、延胡索酸及酶制劑等。當(dāng)前第99頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)真菌之曲霉屬(Aspergillus)生產(chǎn)枸櫞酸、葡萄糖酸、有機(jī)酸類、抗生素，進(jìn)行甾體轉(zhuǎn)化。當(dāng)前第100頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)真菌之青霉屬(Penicillum)產(chǎn)黃青霉(Penicillumchrysogenum)

生產(chǎn)青霉素，也可用來(lái)生產(chǎn)葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸和抗壞血酸當(dāng)前第101頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)真菌之頭孢霉菌屬(Cephalosporium)產(chǎn)黃頭孢霉(Cephalosporiumchrysogen)、頂孢頭孢霉菌(Cephalosporiumacremonium)

都生產(chǎn)頭孢菌素C當(dāng)前第102頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)真菌之酵母菌屬(Saccharomyces)啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)：生產(chǎn)啤酒、酒精、藥用酵母等；核酸、麥角固醇、細(xì)胞色素C、凝血質(zhì)和輔酶A等。紅酵母(Rhodotorula)：β-胡蘿卜素棉病針孢酵母(Nematsporagossypii)：核黃素當(dāng)前第103頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)真菌之其它牛肝菌屬：含有人體必需的8種氨基酸，還含有腺膘呤、膽堿和腐胺等生物堿。靈芝屬：靈芝多糖、靈芝多肽、三萜類、16種氨基酸(其中含有七種人體必需氨基酸)、蛋白質(zhì)、甾類、甘露醇、香豆精苷、生物堿、有機(jī)酸（主含延胡索酸），以及微量元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn等。當(dāng)前第104頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵菌種的選育要求生產(chǎn)力：能在廉價(jià)的培養(yǎng)基上迅速生長(zhǎng)，所需的代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量高，其它類似代謝產(chǎn)物少操作性：培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單，發(fā)酵易控制，產(chǎn)品易分離穩(wěn)定性：抗噬菌體能力強(qiáng)，菌種純粹，遺傳性狀穩(wěn)定、不易變異退化安全性：非病源菌，不產(chǎn)有害生物活性物質(zhì)或毒素當(dāng)前第105頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵菌種的選育方法從自然界中獲得新菌種誘變育種雜交育種原生質(zhì)體融合基因工程當(dāng)前第106頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)從自然界中獲得新菌種土壤、空氣、動(dòng)植物等，嚴(yán)重污染的水域，極端環(huán)境等基本程序：采樣預(yù)處理富集培養(yǎng)篩選鑒定野生型菌株當(dāng)前第107頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)誘變育種物理或化學(xué)方法誘發(fā)突變物理誘變劑：紫外線、X-射線、γ-射線等化學(xué)誘變劑：氮芥、亞硝酸、5-氟尿嘧啶等當(dāng)前第108頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)雜交育種：借助有性重組，使不同菌株的遺傳物質(zhì)得以交換

原生質(zhì)體融合育種：借助原生質(zhì)融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的交換

基因工程育種：DNA體外重組技術(shù)定向育種，技術(shù)含量高，應(yīng)用面廣當(dāng)前第109頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)菌種保藏(Cultureconservation)目的：保證菌種經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后仍保持生活能力，防止被雜菌污染，形態(tài)特征和生理形狀盡可能不發(fā)生變異。當(dāng)前第110頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)菌種保藏三要素典型菌種的優(yōu)良純種的休眠體；創(chuàng)造有利于種子休眠的環(huán)境（低溫、干燥、缺氧、避光、缺少營(yíng)養(yǎng)）；盡可能采用多種不同的手段保藏同一菌株。當(dāng)前第111頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)菌種保藏的常用方法斜面低溫保藏法石蠟油封存法砂土管保藏法麩皮保藏法甘油懸液保藏法冷凍真空干燥保藏法液氮超低溫保藏法宿主保藏法當(dāng)前第112頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)方法名稱主要特點(diǎn)適用范圍保藏期斜面低溫保藏法傳代培養(yǎng)，4℃保藏各種微生物的短期保藏。1-6個(gè)月石蠟油封存法石蠟油隔絕空氣，室溫或4℃保藏各種微生物的中短期保藏，不適用某些能分解烴類的菌種。1-2年砂土管保藏法沙土管作載體，干燥器中抽真空，室溫或4℃保藏產(chǎn)孢子微生物和芽孢細(xì)菌的長(zhǎng)期保藏，不適用對(duì)干燥敏感的微生物1-10年麩皮保藏法麩皮作載體，干燥，4℃保藏產(chǎn)孢子霉菌和某些放線菌，工廠多采用此法1年甘油懸液保藏法懸浮于10-15%甘油中，需低溫冰箱基因工程菌1年/10年冷凍真空干燥保藏法用保護(hù)劑制備懸液，快速凍結(jié)，減壓抽真空，需凍干機(jī)各類微生物5-15年液氮超低溫保藏法保護(hù)劑，超低溫（-196℃），需超低溫液氮設(shè)備各類微生物15年以上宿主保藏法與培養(yǎng)基混合直接低溫保存專性活細(xì)胞寄生微生物（如病毒）當(dāng)前第113頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)菌種保藏機(jī)構(gòu)ＡＴＣＣＣＣＣＣＭＮＣＴＣ當(dāng)前第114頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)第三節(jié)發(fā)酵設(shè)備及消毒滅菌當(dāng)前第115頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵的一般流程種子擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)基配制空氣除菌培養(yǎng)基滅菌發(fā)酵生產(chǎn)下游處理發(fā)酵設(shè)備當(dāng)前第116頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵設(shè)備——發(fā)酵罐發(fā)酵罐的特點(diǎn)軸封嚴(yán)密，泄漏少能承受一定壓力、溫度攪拌通風(fēng)裝置保證氣液充分混合具有足夠的冷卻面積死角少，滅菌徹底適宜的徑高比（高與直徑的比值為2.5—4）當(dāng)前第117頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵罐的類型攪拌釜反應(yīng)器鼓泡式反應(yīng)器氣升式反應(yīng)器當(dāng)前第118頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)當(dāng)前第119頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵輔助設(shè)備無(wú)菌空氣系統(tǒng)無(wú)菌空氣的要求滅菌系統(tǒng)、管道、閥門當(dāng)前第120頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)培養(yǎng)基及其滅菌培養(yǎng)基（medium）培養(yǎng)基的成分碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、前體物、促進(jìn)劑、抑制劑當(dāng)前第121頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)培養(yǎng)基的類型按組成按狀態(tài)按用途當(dāng)前第122頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)培養(yǎng)基滅菌空罐滅菌實(shí)罐滅菌連續(xù)滅菌當(dāng)前第123頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)第四節(jié)發(fā)酵工程制藥的

過(guò)程與控制當(dāng)前第124頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)種子的擴(kuò)大培養(yǎng)當(dāng)前第125頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)微生物發(fā)酵方式分批發(fā)酵補(bǔ)料分批發(fā)酵半連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵當(dāng)前第126頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)當(dāng)前第127頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵過(guò)程中的中間分析項(xiàng)目產(chǎn)物產(chǎn)量pH糖氨基氮菌絲形態(tài)當(dāng)前第128頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵過(guò)程的影響因素及控制菌體濃度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溫度pH溶氧泡沫染菌發(fā)酵終點(diǎn)的判斷當(dāng)前第129頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)菌體濃度在適合的生長(zhǎng)速率下，發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)率與菌體濃度成正比關(guān)系。特別是初級(jí)代謝產(chǎn)物。菌體濃度過(guò)低，產(chǎn)物產(chǎn)率下降。菌體濃度過(guò)高，產(chǎn)生其他影響。措施：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度。當(dāng)前第130頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)碳源氮源磷酸鹽：生長(zhǎng)亞適量濃度補(bǔ)料：半饑餓狀態(tài)當(dāng)前第131頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)溫度考慮菌種及生長(zhǎng)階段綜合考慮其他培養(yǎng)條件考慮菌種生長(zhǎng)情況發(fā)酵熱當(dāng)前第132頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)發(fā)酵終點(diǎn)的判斷提高產(chǎn)物的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益降低生產(chǎn)成本主要指標(biāo)與中間分析項(xiàng)目雷同當(dāng)前第133頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)食用藥用菌的深層發(fā)酵

當(dāng)前第134頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)食用菌發(fā)酵生產(chǎn)是一門新興的技術(shù)，是借鑒現(xiàn)代抗生素液體發(fā)酵工藝生產(chǎn)的菌絲體或兼用發(fā)酵液，在很大程度上解決了食用菌野生資源不足和人工栽培難以形成子實(shí)體的問(wèn)題；目前我國(guó)已建立起一些以發(fā)酵生產(chǎn)藥用真菌的專業(yè)化藥廠。

當(dāng)前第135頁(yè)\共有150頁(yè)\編于星期四\17點(diǎn)第一節(jié)食用菌固體發(fā)酵固體發(fā)酵是中國(guó)特有的藥用菌生產(chǎn)工藝，早在1500年前中國(guó)已經(jīng)采用固體發(fā)酵工業(yè)制成著名中藥神曲，以健胃消食等功效沿用至今。20世紀(jì)70年代亮菌、猴頭、安洛小皮傘、云芝等品種相繼采用了固體發(fā)酵生產(chǎn)工藝。固體發(fā)酵設(shè)備簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣、方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)有效，但機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，不能適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的要求。

當(dāng)