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1、NoImage微生物学的奠基人伟大的巴斯德 我国的传统发酵产品酱我国的传统发酵产品酱油、醋、腐乳等享誉世界油、醋、腐乳等享誉世界 我国的酿酒已经有我国的酿酒已经有4000多年的历史多年的历史 我国的酱油距今已有我国的酱油距今已有3000年的历史年的历史 1857年巴斯德证明发酵年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用是由于微生物的作用 NoImage加料口加料口放料口放料口无菌空气入口无菌空气入口排气口排气口冷却水进口冷却水进口冷却水出口冷却水出口PH检测及控检测及控制装置制装置搅拌器搅拌器NoImage 增加溶氧量增加溶氧量, ,使培养液和菌种充使培养液和菌种充分接触,提高原料的利用率。分接触,提
2、高原料的利用率。5. 培养培养发酵过程中应该注意控制好哪些条件?发酵过程中应该注意控制好哪些条件?温度温度PH氧气氧气培养过程中不断进行搅拌的目的是什么培养过程中不断进行搅拌的目的是什么?30-377-8谷氨酸棒状杆菌是谷氨酸棒状杆菌是好氧菌好氧菌NoImage6. 分离提纯分离提纯 经过经过28-32h,培养液中就会产生大量培养液中就会产生大量的谷氨酸的谷氨酸50-100g/L提取出谷氨酸提取出谷氨酸用适量的用适量的Na2CO3溶液中和溶液中和过滤过滤浓缩浓缩离心离心味精味精NoImage在发酵罐中是怎样进行谷氨酸发酵生产的在发酵罐中是怎样进行谷氨酸发酵生产的温度温度3037、pH=78 、
3、无菌空气无菌空气天然液体天然液体培养基培养基产产品品蒸气灭菌蒸气灭菌谷氨酸谷氨酸棒状杆菌棒状杆菌发发酵酵罐罐控制控制条件条件产产生生氨氨基基酸酸加工加工提取提取接种接种扩大培养扩大培养发酵发酵工程工程产品产品代谢产物代谢产物菌体菌体初级代谢产物初级代谢产物次级代谢产物次级代谢产物单细胞蛋白单细胞蛋白发酵工程发酵工程发酵工程(生物工程的一种):发酵工程(生物工程的一种):微生物培养与现代工程技术手段结合,微生物培养与现代工程技术手段结合,得到微生物产品的过程得到微生物产品的过程根据人的意愿,有一定规模根据人的意愿,有一定规模NoImage1. 菌种的选育菌种的选育 要想通过发酵工程获得在种类、产
4、量要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量等方面符合人们要求的产品,最重和质量等方面符合人们要求的产品,最重要的是要有优良的菌种。要的是要有优良的菌种。怎样才能得到优怎样才能得到优良的菌种呢?良的菌种呢?NoImage如果生产的是微生物直接合成的产如果生产的是微生物直接合成的产物物 可以从自然界中先分离出相应的菌可以从自然界中先分离出相应的菌种,再用种,再用人工诱变人工诱变方法使菌种产生突变,方法使菌种产生突变,从突变个体中筛选出符合生产要求的优从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。良菌种。 NoImage 如果生产的是一般微生物不能合如果生产的是一般微生物不能合成的产品成的产品 可用基因工
5、程、细胞工程的方法可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行对菌种的遗传特性进行定向改造定向改造,以,以构建构建工程细胞或工程菌工程细胞或工程菌,从而达到生,从而达到生产相应产品的目的。产相应产品的目的。NoImage a. 目的明确目的明确.根据不同的菌种,应选择根据不同的菌种,应选择不同的材料配制培养基。配制的培养基应不同的材料配制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求无机盐等方面的营养要求.c. 营养要协调。营养要协调。 d. 应尽量降低生产成本,以得到更高应尽量降低生产成本,以得到更高的经济效益。的
6、经济效益。 b.提供适宜的提供适宜的pH。2. 培养基的配制培养基的配制NoImage3. 灭菌灭菌 用高温、高压的方式,杀死所有用高温、高压的方式,杀死所有杂菌的胞体、芽孢和孢子。杂菌的胞体、芽孢和孢子。那如何防止杂菌的污染呢?那如何防止杂菌的污染呢? 要在发酵前对培养基和发酵设要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格的灭菌处理。施进行严格的灭菌处理。NoImage 例如:如果在谷氨酸发酵过程中混例如:如果在谷氨酸发酵过程中混入放线菌,则放线菌分泌的抗生素就会入放线菌,则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌,这些杂青
7、霉素生产过程中污染了杂菌,这些杂菌则会分泌青霉素酶,将合成的青霉素菌则会分泌青霉素酶,将合成的青霉素分解掉分解掉NoImage 扩大培养是将培养到扩大培养是将培养到对数期的菌体对数期的菌体分开分开, ,分头进行培养分头进行培养, ,以促使菌体数量快以促使菌体数量快速增加速增加, ,能在短时间里得到大量的菌体。能在短时间里得到大量的菌体。4. 扩大培养和接种扩大培养和接种NoImage接种过程中要注意防止杂菌污染。接种过程中要注意防止杂菌污染。 扩大培养与发酵生产过程中的培养有扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢?何不同呢? 有了用于生产的充足的菌体,在接种有了用于生产的充足的菌体,在接种时
8、要注意什么事项呢?时要注意什么事项呢? 扩大培养是为了让菌体在短时期内扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖,而发酵过程中的培养是为了快速增殖,而发酵过程中的培养是为了获得代谢产物,目的不同采用的培养条获得代谢产物,目的不同采用的培养条件就有可能不同。件就有可能不同。NoImage5. 发酵过程中为什么还要控制发酵条件呢发酵过程中为什么还要控制发酵条件呢因素因素pHNH4氧氧影响谷氨酸代谢途径的因素影响谷氨酸代谢途径的因素代谢途径代谢途径谷氨酰氨或乙酰谷氨酰氨谷氨酰氨或乙酰谷氨酰氨 谷氨酸谷氨酸适量适量不足不足缺乏缺乏过量过量适量适量适量适量-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 谷氨酰氨谷氨酰氨乳
9、酸或琥珀酸乳酸或琥珀酸 谷氨酸谷氨酸适量适量不足不足NoImage 采用蒸馏、萃取、离子交换等方法采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。进行提取。6. 分离、提纯分离、提纯代谢产物代谢产物菌体本身,如酵母菌和细菌等菌体本身,如酵母菌和细菌等 采用过滤、沉淀等方法将菌体从培采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来养液中分离出来NoImage诱变育种诱变育种 基因工程基因工程 细胞工程细胞工程生产用菌种生产用菌种扩大培养扩大培养接种接种发酵罐发发酵罐发酵条件控制酵条件控制原料原料培养培养基的基的配制配制灭菌灭菌微生物菌体微生物菌体代谢产物代谢产物产品产品7. 发发 酵酵 工工 程程 的的 主
10、主 要要 内内 容容 总总 结结从自然界分离的菌种从自然界分离的菌种NoImage三、发酵工程的应用三、发酵工程的应用(一)在医药工业上的应用(一)在医药工业上的应用 1. 生产出了种类繁多的药品生产出了种类繁多的药品 2. 发酵工程对医药工业的一个重大贡献发酵工程对医药工业的一个重大贡献: 应用发酵工程大量生产的基因工应用发酵工程大量生产的基因工程药品,有人生长激素、重组乙肝疫程药品,有人生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素介素-2、抗血友病因子等。、抗血友病因子等。NoImage(二)在食品工业上的应用(二)在食品工业上的应用 主要包括以
11、下三方面主要包括以下三方面: 第一第一, 生产传统的发酵产品生产传统的发酵产品, 如啤酒、如啤酒、果酒、食醋等,使产品的产量和质量得果酒、食醋等,使产品的产量和质量得到明显的提高。到明显的提高。 第二第二, 生产各种食品的添加剂。生产各种食品的添加剂。 第三第三, 帮助解决粮食问题。帮助解决粮食问题。NoImage例题分析例题分析 例例1温度对发酵过程的影响,不正确温度对发酵过程的影响,不正确的是的是 A. 温度过高温度过高, 发酵周期缩短发酵周期缩短, 产量降低产量降低 B. 温度不影响生物合成的途径温度不影响生物合成的途径 C. 温度能影响菌种对营养物质的吸收温度能影响菌种对营养物质的吸收 D. 菌体生长和产物合成所需的最适温菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同度不一定相同BNoImage 例例2(2004陕西陕西)关于谷氨酸棒状杆关于谷氨酸棒状杆菌的说法不正确的是菌的说法不正确的是 A. 原核生物原核生物 B. 异养型异养型 C. 需氧型需氧型 D. 次级代谢产物主要是味精次级代谢产物主要是味精DNoImage 例例3发酵工程中能缩短生产周期发酵工程中能缩短生产周期的方法有的方法有 A. 连续培养法连续培养法 B. 用稳定期获得的菌种用稳定期获得的菌种 C. 用对数期获得的菌种接种用对数期获得的菌种接种 D. 增大接种量增大接种量 ACD30 结束语结束语
限制150内