發(fā)酵工藝的應用

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：虞曉青問題提出：胡沈芳問題提出：胡沈芳 吳思杭吳思杭 查找資料：雷開來查找資料：雷開來 林心怡林心怡 陳騫陳騫發(fā)酵工藝的應用發(fā)酵工藝的應用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，或直接把微生物應用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。發(fā)酵： 指微生物細胞將有機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)的應用Page 4發(fā)酵過程（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、細胞工程的方法構(gòu)建工程細胞或工程菌。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導入大腸桿菌細胞內(nèi)形成工程菌。通過篩選則可培養(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)擴大培養(yǎng)、旺盛繁殖的種子在一定條件控制下繼續(xù)生長繁殖并積累代謝產(chǎn)物。此階段以獲得大量產(chǎn)品為目的，是整個發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。 培養(yǎng)基和

3、培養(yǎng)設備必須經(jīng)過滅菌，通入的空氣或中途的補料都是無菌的，轉(zhuǎn)移種子也要采用無菌接種技術(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）比較復雜的，特別是次級代謝產(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，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)酵條件下進行生長并合成青霉素。 發(fā)酵開始前，有關(guān)設備和培養(yǎng)基（主要是碳源、氮源、前體和無機鹽等）必須先經(jīng)過滅菌，后接入種子。 在整個過程中，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充碳源及氮源，或補進其他料液和前體等以促進青霉素的生產(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，為抗革蘭氏陽性的抗生素，由真菌生產(chǎn)的次級代謝產(chǎn)物。 目前國內(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、無機氮源； 前體：苯乙酸或苯乙酰胺；（一次0.1） 無機鹽：S、P、Ga、Mg、K等。 鐵離子有害， 控制在30g/mL。 發(fā)酵條件控制 補糖：殘?zhí)墙抵?.6（PH上升）； 補氮：氨氮0.05，補硫銨、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過程菌絲生長期青霉素分泌期菌絲自溶期Page 13青霉素生產(chǎn)工藝過程Page 14菌種孢子制備種子制備發(fā)酵發(fā)酵液預處理及種子加濾提取及精制成品檢驗成品包裝發(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，于適當溫度，適

7、當條件培養(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30。因為溫度太高，會造成酵母早期衰老，如果溫度過低，又會使酵母生長緩慢。 發(fā)酵菌少，易被雜菌抑制，防止染菌。 2.主發(fā)酵期 進行酒精發(fā)酵。 醪液中糖分迅速下降，酒精分逐漸增