发酵工程课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微生物与发酵工程,微生物与生物工程系,2008-3,1,第一章 发酵工程概述,2,第一节 发酵工程的概念,3,一、发酵的定义,发酵的传统概念,原始概念,生物学概念,发酵的现代概念,利用,微生物,在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物,菌体,或其,代谢产物,的过程统称为发酵。,4,二、发酵工程的概念及特点,发酵工程的概念,发酵工程是利用,微生物,或其他生物细胞，在特定的生物反应器内生产某种特定的,产品,的,工业化,生产过程和技术体系。,微生物工业发酵的基本过程,分为,上游,、,中游,和,下游,技术。,5,6,二、发酵工程的概念及特点,发酵工程技术的特点,发酵工程主体微生物的特点,遗传,方面：基因组小、变异速度快,生理,方面：代谢速度快、营养要求简单、抗逆性强、代谢产物多样,发酵工程技术特点,与传统酿造相比,工业化,的生产过程（设备、工艺、菌种）,原料和产品大大,丰富,7,二、发酵工程的概念及特点,发酵工程技术的特点,发酵工程反应过程的特点,与化学工程相比,核心过程是,生物学过程,而非化学过程（系统性、间接控制性、非线性）,条件,温和,、特别注重生产过程的,无菌,8,三、发酵工程的产品类型,利用微生物的,代谢产物,食品类：酒类产品、各种发酵食品,化工类：有机酸、醇类及其他有机物产品,生化类：氨基酸、核苷酸、酶制剂、抗生素及其他生化制剂,微生物,细胞,本身（食用、药用）,利用微生物的,代谢过程,（污水处理、细菌沥滤）,9,第二节 发酵工业发展简史,10,一、天然发酵阶段（约公元前,3000,年,17,世纪后半叶）,二、纯培养技术建立（,17,世纪后半叶,20,世纪初）,三、深层通气搅拌发酵技术建立（,20,世纪,40,年代）,四、代谢控制发酵技术建立（,20,世纪,50,年代）,五、开拓发酵原料时期（,20,世纪,60,年代）,六、基因工程时期（,20,世纪,70,年代以后）,发酵工业发展简史,11,第一个转折点：纯培养技术建立,第二个转折点：深层通气搅拌发酵技术建立,第三个转折点：代谢控制发酵技术建立,12,End,Thanks!,13,发酵工业历史悠久，起源于发酵食品的生产，尤其是酒类，生产规模很小，人们依靠经验生产，发酵理论还没有建立。,猪形灰陶鬶,大汶口文化时期酒器,黄陶鬶,公元前,3000,年左右的陶制酒器,14,微生物学上的一系列重大进展，尤其是显微镜的发明和纯培养技术的建立大大推动了发酵理论的进展，而第一次世界大战则在客观上促成了某些发酵产品的真正工业化生产。,15,以二战为契机引发了青霉素为龙头的抗生素工业的发展，新的发酵设备和工艺得以应用。,16,在战后世界经济飞速发展的背景下，发酵工业要进一步提高产量，改造菌种成为一种新的思路，这导致了以代谢控制发酵技术为龙头的氨基酸发酵工业的发展。,葡萄糖,丙酮酸,草酰乙酸,天门冬氨酸,天冬氨酸半醛,赖氨酸,高丝氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,黄色短杆菌的赖氨酸,生物合成途径,17,60,年代许多国家开发微生物菌体作为饲料蛋白添加剂，这导致了石油微生物的开发以及,SCP,生产的工业化。,英国帝国化学公司,SCP,生产罐有,30,层楼高，达,100m,，罐容近,3500m,3,。,Imperial Chemical Industries,18,随着,70,年代后现代生物技术的突飞猛进，发酵工业也进入了一个崭新的阶段。直到现在，基因工程等新的生物技术已经成为发酵工程的重要组成部分。,发酵工程,基因工程,细胞工程,发酵工程,产物,产品,生化分离工程,上游技术,中游技术,下游技术,生化反应工程,19,