生物技術(shù)與人類(lèi)生活(4)--發(fā)酵(微生物)

1、2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程1生物技術(shù)與人類(lèi)生活（七）生物技術(shù)與人類(lèi)生活（七）-發(fā)酵工程技術(shù)及應(yīng)用發(fā)酵工程技術(shù)及應(yīng)用李李 云云 海海2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程21、發(fā)酵工程技術(shù)的、發(fā)酵工程技術(shù)的概念及意義概念及意義（1）發(fā)酵工程，也稱(chēng)微生物工程。發(fā)酵工程，也稱(chēng)微生物工程。 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（舊有的（舊有的發(fā)發(fā) 酵酵 技技 術(shù)術(shù) 制醬、醋、酒、面包、制醬、醋、酒、面包、奶奶（有著悠久的歷史）（有著悠久的歷史） 酪、酸奶等技術(shù)）酪、酸奶等技術(shù)） 現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)（始于（始于20世世 紀(jì)紀(jì)40年代的微生物發(fā)酵工年代的微生物發(fā)酵工 業(yè)，后來(lái)結(jié)合基因、細(xì)胞業(yè)，后來(lái)結(jié)

2、合基因、細(xì)胞 和分子修飾改造等工程和分子修飾改造等工程 ）2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程3（2）現(xiàn)代發(fā)酵工程的）現(xiàn)代發(fā)酵工程的概念概念 發(fā)酵發(fā)酵是人們利用微生物在有氧或無(wú)是人們利用微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體氧條件下的生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體或其代謝產(chǎn)物的過(guò)程?；蚱浯x產(chǎn)物的過(guò)程。 把微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程把微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程的基本原理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，利用微生的基本原理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)各種有用物物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)，稱(chēng)為質(zhì)的工程技術(shù)，稱(chēng)為發(fā)酵工程發(fā)酵工程。2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課

3、程4（3）發(fā)酵工程技術(shù)的）發(fā)酵工程技術(shù)的意義意義l發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分l是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)l外源目的基因易在微生物菌體中表達(dá)外源目的基因易在微生物菌體中表達(dá)l發(fā)酵工業(yè)投資少、見(jiàn)效快、污染小發(fā)酵工業(yè)投資少、見(jiàn)效快、污染小l在醫(yī)藥、食品、化工、冶金、資源、能在醫(yī)藥、食品、化工、冶金、資源、能源、健康和環(huán)境領(lǐng)域中都占有重要地位源、健康和環(huán)境領(lǐng)域中都占有重要地位2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程52、發(fā)酵工程技術(shù)的、發(fā)酵工程技術(shù)的概況概況l（1）發(fā)酵類(lèi)型）發(fā)酵類(lèi)型（根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)別分五類(lèi)）（根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)別分五類(lèi)）lA.微生物菌

4、體發(fā)酵微生物菌體發(fā)酵（菌體蛋白、冬蟲(chóng)夏（菌體蛋白、冬蟲(chóng)夏草菌、天麻密環(huán)菌、茯苓菌、靈芝菌，蘇云金草菌、天麻密環(huán)菌、茯苓菌、靈芝菌，蘇云金桿菌、白僵菌和綠僵菌等昆蟲(chóng)天敵菌）桿菌、白僵菌和綠僵菌等昆蟲(chóng)天敵菌）lB.微生物酶的發(fā)酵微生物酶的發(fā)酵（淀粉酶、糖化酶、（淀粉酶、糖化酶、氨基?；浮⑶嗝顾仵；浮⒛懝檀佳趸傅?，氨基?；?、青霉素酰化酶、膽固醇氧化酶等，食品工業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)和醫(yī)療檢測(cè)）食品工業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)和醫(yī)療檢測(cè)）2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程6lC.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵（初級(jí)代謝產(chǎn)物、（初級(jí)代謝產(chǎn)物、次級(jí)代謝產(chǎn)物）次級(jí)代謝產(chǎn)物）lD.微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵（

5、乙醇（乙醇-乙酸，異乙酸，異丙醇丙醇-丙醇）丙醇）lE.生物工程細(xì)胞的發(fā)酵生物工程細(xì)胞的發(fā)酵（工程菌或雜交（工程菌或雜交細(xì)胞，胰島素、干擾素、青霉素酰化酶、單抗）細(xì)胞，胰島素、干擾素、青霉素?；?、單抗）2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程7（2）發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)）發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)l生命體自動(dòng)調(diào)節(jié)，數(shù)十個(gè)反應(yīng)一次完成生命體自動(dòng)調(diào)節(jié)，數(shù)十個(gè)反應(yīng)一次完成l原料可以是農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)廢水或可再生資源原料可以是農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)廢水或可再生資源 （糖蜜、淀粉，植物秸稈、木屑等）（糖蜜、淀粉，植物秸稈、木屑等）l容易生產(chǎn)復(fù)雜的有特定部位或基團(tuán)的高分子化容易生產(chǎn)復(fù)雜的有特定部位或基團(tuán)的高分子化合物合物l嚴(yán)格的無(wú)菌

6、條件，發(fā)酵過(guò)程中需要防止雜菌的嚴(yán)格的無(wú)菌條件，發(fā)酵過(guò)程中需要防止雜菌的污染（設(shè)備沖洗、滅菌，空氣過(guò)濾等）污染（設(shè)備沖洗、滅菌，空氣過(guò)濾等）2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程83、微生物發(fā)酵、微生物發(fā)酵過(guò)程過(guò)程（1）常用微生物常用微生物（五種）（五種）A、 細(xì)菌細(xì)菌：淀粉酶、淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等和肌苷酸等B、放線菌放線菌：占發(fā)酵生產(chǎn)的占發(fā)酵生產(chǎn)的200多種抗生多種抗生素中的素中的60%。放線菌細(xì)菌2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程9C、酵母菌酵母菌：釀酒、面包、：釀酒、面包、低凝固點(diǎn)石油、脂肪酶、低凝固點(diǎn)石油、脂肪酶、酵母菌體蛋白等酵母菌體蛋白等D、霉菌

7、霉菌：多種酶制劑、：多種酶制劑、抗生素、有機(jī)酸、甾體激素等抗生素、有機(jī)酸、甾體激素等E、其他其他：菇類(lèi)菇類(lèi)（抗癌藥物、（抗癌藥物、橡膠、多糖）和橡膠、多糖）和藻類(lèi)藻類(lèi)（保健食品、飼料、（保健食品、飼料、CO2石油、光能石油、光能氫能）氫能）霉菌酵母菌藍(lán)藻菇類(lèi)2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程10（2）培養(yǎng)基培養(yǎng)基（三種）（三種）l孢子培養(yǎng)基孢子培養(yǎng)基：供微生物產(chǎn)生大量?jī)?yōu)質(zhì)孢子用：供微生物產(chǎn)生大量?jī)?yōu)質(zhì)孢子用 的，如麩皮培養(yǎng)基、小米培養(yǎng)基的，如麩皮培養(yǎng)基、小米培養(yǎng)基l種子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基：供孢子發(fā)芽和菌體生長(zhǎng)繁殖用：供孢子發(fā)芽和菌體生長(zhǎng)繁殖用 的，如富加葡萄糖、糊精、蛋白的，如富加葡萄糖、糊精

8、、蛋白 胨、玉米漿和酵母粉等的培養(yǎng)基胨、玉米漿和酵母粉等的培養(yǎng)基l發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、微量元：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、微量元 素、生長(zhǎng)因子、水和產(chǎn)物形成的素、生長(zhǎng)因子、水和產(chǎn)物形成的誘導(dǎo)物（前體或促進(jìn)劑等）誘導(dǎo)物（前體或促進(jìn)劑等）2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程11（3）發(fā)酵的一般過(guò)程發(fā)酵的一般過(guò)程（四環(huán)節(jié)）（四環(huán)節(jié)）l菌種制備、種子培養(yǎng)、發(fā)酵生產(chǎn)和提取精制等：菌種制備、種子培養(yǎng)、發(fā)酵生產(chǎn)和提取精制等：l培養(yǎng)基原料培養(yǎng)基原料 培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基配制 培養(yǎng)基滅菌培養(yǎng)基滅菌 菌體菌體l儲(chǔ)備菌種儲(chǔ)備菌種 種子罐種子罐 生產(chǎn)罐生產(chǎn)罐 細(xì)胞或菌體分離細(xì)胞或菌體分離l 無(wú)細(xì)胞上清夜無(wú)

9、細(xì)胞上清夜 產(chǎn)品抽提產(chǎn)品抽提 產(chǎn)品精制和包裝產(chǎn)品精制和包裝l 廢水處理廢水處理2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程12（4）微生物發(fā)酵過(guò)程的）微生物發(fā)酵過(guò)程的分類(lèi)分類(lèi)l4.1 分類(lèi)分類(lèi)l好氧性發(fā)酵；厭氧性發(fā)酵好氧性發(fā)酵；厭氧性發(fā)酵l固體發(fā)酵；液體發(fā)酵固體發(fā)酵；液體發(fā)酵l敞口發(fā)酵；密閉發(fā)酵敞口發(fā)酵；密閉發(fā)酵l淺盤(pán)發(fā)酵；深層發(fā)酵淺盤(pán)發(fā)酵；深層發(fā)酵l液體深層發(fā)酵液體深層發(fā)酵發(fā)酵罐及其發(fā)酵罐及其控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程13好氧性發(fā)酵好氧性發(fā)酵 l在發(fā)酵過(guò)程中需要不斷地通入一定量的無(wú)菌空在發(fā)酵過(guò)程中需要不斷地通入一定量的無(wú)菌空氣。氣。l如利用黑曲霉進(jìn)行的檸檬酸發(fā)酵，利用棒

10、狀桿如利用黑曲霉進(jìn)行的檸檬酸發(fā)酵，利用棒狀桿菌進(jìn)行的谷氨酸發(fā)酵，利用黃單孢菌進(jìn)行的多菌進(jìn)行的谷氨酸發(fā)酵，利用黃單孢菌進(jìn)行的多糖發(fā)酵等。糖發(fā)酵等。 4.2 微生物發(fā)酵過(guò)程簡(jiǎn)介微生物發(fā)酵過(guò)程簡(jiǎn)介2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程14厭氧性發(fā)酵厭氧性發(fā)酵 l在發(fā)酵時(shí)不需要供給空氣。在發(fā)酵時(shí)不需要供給空氣。l如乳酸桿菌引起的乳酸發(fā)如乳酸桿菌引起的乳酸發(fā)酵，梭狀芽孢桿菌引起的酵，梭狀芽孢桿菌引起的丙酮、丁醇發(fā)酵等。丙酮、丁醇發(fā)酵等。l厭氧發(fā)酵也稱(chēng)靜止培養(yǎng)厭氧發(fā)酵也稱(chēng)靜止培養(yǎng), , 因其不需供氧因其不需供氧, , 所以設(shè)備所以設(shè)備和工藝都較好氧發(fā)酵簡(jiǎn)單。和工藝都較好氧發(fā)酵簡(jiǎn)單。嚴(yán)格的厭氧液體深層發(fā)酵嚴(yán)

11、格的厭氧液體深層發(fā)酵的主要特色是排除發(fā)酵罐的主要特色是排除發(fā)酵罐中的氧。如乳酸和啤酒等。中的氧。如乳酸和啤酒等。 4.2 微生物發(fā)酵過(guò)程微生物發(fā)酵過(guò)程啤酒發(fā)酵罐2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程154、液體深層發(fā)酵液體深層發(fā)酵（1）發(fā)酵的操作方式發(fā)酵的操作方式（三類(lèi)型）（三類(lèi)型） 分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和補(bǔ)料發(fā)酵分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和補(bǔ)料發(fā)酵（2）發(fā)酵工藝控制發(fā)酵工藝控制（四參數(shù)）（四參數(shù)） 溫度、黏度（通氣和攪拌）、溫度、黏度（通氣和攪拌）、pH、溶解氧濃度、溶解氧濃度（3）發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備（發(fā)酵罐）（發(fā)酵罐） 好氧發(fā)酵設(shè)備：機(jī)械攪拌或通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐好氧發(fā)酵設(shè)備：機(jī)械攪拌或通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐

12、厭氧發(fā)酵設(shè)備：靜止培養(yǎng)，排除發(fā)酵罐中的氧厭氧發(fā)酵設(shè)備：靜止培養(yǎng)，排除發(fā)酵罐中的氧2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程16（4）下游加工過(guò)程下游加工過(guò)程l從發(fā)酵液中分離、精制有關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程稱(chēng)為發(fā)從發(fā)酵液中分離、精制有關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程稱(chēng)為發(fā)酵生產(chǎn)的下游加工過(guò)程。酵生產(chǎn)的下游加工過(guò)程。結(jié)晶罐結(jié)晶罐離心機(jī)離心機(jī)雙效濃縮器雙效濃縮器2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程17下游加工過(guò)程（下游加工過(guò)程（四環(huán)節(jié)四環(huán)節(jié)）l發(fā)酵液發(fā)酵液預(yù)預(yù)處理處理和和固固液分離液分離、提取提取（吸（吸附、離子附、離子交換、沉交換、沉淀、萃取淀、萃取和超濾和超濾等）、等）、精精制制、成品成品加工加工。預(yù)處理預(yù)處理發(fā)酵液發(fā)酵液高度純

13、化高度純化（精制）（精制）細(xì)胞碎片細(xì)胞碎片分離分離細(xì)胞細(xì)胞破碎破碎細(xì)胞分離細(xì)胞分離 成品成品加工加工初步純化初步純化（提取）（提?。┌猱a(chǎn)物胞外產(chǎn)物2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程185、固體發(fā)酵固體發(fā)酵l原料一般為經(jīng)濟(jì)易得、富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的原料一般為經(jīng)濟(jì)易得、富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的工農(nóng)業(yè)中的副產(chǎn)品或廢棄物；工農(nóng)業(yè)中的副產(chǎn)品或廢棄物；l一般都是開(kāi)放式的，無(wú)菌條件要求不高；一般都是開(kāi)放式的，無(wú)菌條件要求不高；l所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易；所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易；l勞動(dòng)強(qiáng)度大，不便于機(jī)械化操作，微生勞動(dòng)強(qiáng)度大，不便于機(jī)械化操作，微生物品種少、生長(zhǎng)慢，產(chǎn)品有限。物品種少、生長(zhǎng)慢，產(chǎn)品有限。2022-2-1生

14、物技術(shù)與人類(lèi)生活課程19固固 體體 發(fā)發(fā) 酵酵 實(shí)實(shí) 例例 例子例子 原料原料 所用微生物所用微生物 蘑菇生產(chǎn)蘑菇生產(chǎn) 麥稈、糞肥麥稈、糞肥 雙孢蘑菇、埃杜香菇等雙孢蘑菇、埃杜香菇等 泡菜泡菜 包心菜包心菜 乳酸菌乳酸菌 醬油醬油 黃豆、小麥黃豆、小麥 米曲霉米曲霉 大豆發(fā)酵食品大豆發(fā)酵食品 大豆大豆 寡孢根霉寡孢根霉 干酪干酪 凝乳凝乳 婁格法爾特氏青霉婁格法爾特氏青霉 堆肥堆肥 混合有機(jī)材料混合有機(jī)材料 真菌、細(xì)菌、放線菌真菌、細(xì)菌、放線菌 花生餅素花生餅素 花生餅花生餅 嗜食鏈孢霉嗜食鏈孢霉 金屬浸提金屬浸提 低級(jí)礦石低級(jí)礦石 硫芽孢桿菌硫芽孢桿菌 有機(jī)酸有機(jī)酸 蔗糖、廢糖蜜蔗糖、廢糖蜜

15、 黑曲霉黑曲霉 酶酶 麥麩等麥麩等 黑曲霉黑曲霉 污水處理污水處理 污水成分污水成分 細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程204.1.3 發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 l抗生素、維生素、激素抗生素、維生素、激素l疫苗和菌苗等疫苗和菌苗等 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程21食品工業(yè)食品工業(yè) l微生物蛋白、氨基酸、新糖源、飲料、微生物蛋白、氨基酸、新糖源、飲料、酒類(lèi)酒類(lèi)l食品添加劑（檸檬酸、乳酸、天然色素食品添加劑（檸檬酸、乳酸、天然色素等）等） 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程22能源工

16、業(yè)能源工業(yè) l酒精酒精l沼氣沼氣l氫能氫能 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程23化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè) l可降解的生物塑料可降解的生物塑料l化工原料（乙醇、丙酮、丁醇、癸二酸等）化工原料（乙醇、丙酮、丁醇、癸二酸等）l生物表面活性劑及生物凝集劑生物表面活性劑及生物凝集劑 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程24冶金工業(yè)冶金工業(yè) l黃金開(kāi)采和銅、鈾等金屬的浸提黃金開(kāi)采和銅、鈾等金屬的浸提 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程25農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè) l生物固氮生物固氮l生物殺蟲(chóng)劑生物殺蟲(chóng)劑l微生物飼料微

17、生物飼料 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程26環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) l使用生物肥料，生物殺蟲(chóng)劑使用生物肥料，生物殺蟲(chóng)劑l降解有毒物質(zhì)降解有毒物質(zhì)l凈化廢水廢氣，處理石油污染凈化廢水廢氣，處理石油污染 6.1發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程277、典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)的發(fā)酵生產(chǎn)（1）抗生素發(fā)酵生產(chǎn)抗生素發(fā)酵生產(chǎn) 青霉素：菌株、培養(yǎng)基、發(fā)酵工藝青霉素：菌株、培養(yǎng)基、發(fā)酵工藝（2）氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸發(fā)酵生產(chǎn) 谷氨酸：菌種、原料、培養(yǎng)、發(fā)酵、提取谷氨酸：菌種、原料、培養(yǎng)、發(fā)酵、提?。?）維生素發(fā)酵生產(chǎn)維生素發(fā)酵生產(chǎn) 維生素維

18、生素C、B2、B12、D和胡蘿卜等和胡蘿卜等2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程28青霉素是最早發(fā)現(xiàn)并用于臨床的一種抗生素。青霉素是最早發(fā)現(xiàn)并用于臨床的一種抗生素。19281928年為英國(guó)人年為英國(guó)人Fleming A.Fleming A.發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)，2020世紀(jì)世紀(jì)4040年年代投入工業(yè)生產(chǎn)。代投入工業(yè)生產(chǎn)。 7.1 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品青霉素青霉素7.1.1 抗生素發(fā)酵生產(chǎn)之一抗生素發(fā)酵生產(chǎn)之一 2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程29目前全世界用于生產(chǎn)青霉素的高產(chǎn)菌株，大都由目前全世界用于生產(chǎn)青霉素的高產(chǎn)菌株，大都由菌株菌株Wis Q176（一種產(chǎn)黃青霉，（一種產(chǎn)黃青

19、霉，Penicilliumchrysogenum）經(jīng)不同改良途徑得）經(jīng)不同改良途徑得到。到。青霉素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)水平已達(dá)青霉素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)水平已達(dá)85000 U/mL以上以上。 7.1 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品青霉素青霉素7.1.2 青霉素發(fā)酵生產(chǎn)的菌株青霉素發(fā)酵生產(chǎn)的菌株2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程30碳源：淀粉經(jīng)酶水解的葡萄糖糖化液碳源：淀粉經(jīng)酶水解的葡萄糖糖化液 。氮源：玉米漿、花生餅粉、精制棉籽餅氮源：玉米漿、花生餅粉、精制棉籽餅 粉或麩皮粉或麩皮 。前體：苯乙酸或苯乙酰胺前體：苯乙酸或苯乙酰胺 。無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽 ：包括硫、磷、鈣、鎂、鉀等鹽類(lèi)。：包括硫、磷、鈣、鎂、

20、鉀等鹽類(lèi)。 7.1 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品青霉素青霉素7.1.3 青霉素發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基青霉素發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程317.1.4 青霉素青霉素發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝?yán)鋬龉芾鋬龉?斜面母瓶斜面母瓶 孢子培養(yǎng)孢子培養(yǎng) 25，67天天 大米孢子大米孢子 孢子培養(yǎng)孢子培養(yǎng) 25，67天天 一級(jí)種子罐一級(jí)種子罐 種子培養(yǎng)種子培養(yǎng) 25，4045h，1 2vvm 二級(jí)種子罐二級(jí)種子罐 種子培養(yǎng)種子培養(yǎng) 25，1315h，1 1.5vvm 發(fā)酵罐發(fā)酵罐 發(fā)發(fā) 酵酵 2226，1 10.8vvm，67天天 放罐放罐 提煉提煉 冷至冷至15 7.1 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工

21、程的典型產(chǎn)品青霉素青霉素2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程32過(guò)濾：采用鼓式真空過(guò)濾器；過(guò)濾：采用鼓式真空過(guò)濾器； 提煉：溶液媒介萃取法；提煉：溶液媒介萃取法； 脫色：活性炭脫色；脫色：活性炭脫色； 結(jié)晶：丁醇共沸結(jié)晶法。結(jié)晶：丁醇共沸結(jié)晶法。 7.1.5 青霉素發(fā)酵青霉素發(fā)酵生產(chǎn)后處理生產(chǎn)后處理 7.1 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品青霉素青霉素2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程33l谷氨酸谷氨酸是目前氨基酸生產(chǎn)中產(chǎn)量最是目前氨基酸生產(chǎn)中產(chǎn)量最大的一種，谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝也大的一種，谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝也是氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)中最典型和最成是氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)中最典型和最成熟的。熟的。l谷

22、氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)菌生產(chǎn)菌種主要有棒狀桿種主要有棒狀桿菌屬（菌屬（Corynebacterium）、短桿）、短桿菌屬（菌屬（Brevibacterium）、小桿菌）、小桿菌屬（屬（Microbacterium）及節(jié)桿菌屬）及節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)的細(xì)菌。的細(xì)菌。 7.2 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品氨基酸氨基酸7.2.1 谷氨酸的谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸棒狀桿菌2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程34l谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)以淀粉水解糖為谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)以淀粉水解糖為原料原料。l谷氨酸谷氨酸提取提取有等電點(diǎn)法、離子交換法、金屬鹽沉淀法、有等電點(diǎn)法、離子交換法、金屬鹽沉淀

23、法、鹽酸鹽法和電滲析法，以及將上述方法結(jié)合使用的方鹽酸鹽法和電滲析法，以及將上述方法結(jié)合使用的方法。國(guó)內(nèi)多采用的是等電點(diǎn)離子交換法。法。國(guó)內(nèi)多采用的是等電點(diǎn)離子交換法。 7.2 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品氨基酸氨基酸谷氨酸鈉味精2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程35l維生素的生產(chǎn)多采用化學(xué)合成法，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)某維生素的生產(chǎn)多采用化學(xué)合成法，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)某些微生物可以完成維生素合成中的某些重要步驟，些微生物可以完成維生素合成中的某些重要步驟，在此基礎(chǔ)上，化學(xué)合成與生物轉(zhuǎn)化相結(jié)合的半合成在此基礎(chǔ)上，化學(xué)合成與生物轉(zhuǎn)化相結(jié)合的半合成法在維生素生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。目前可以用發(fā)法在維生素

24、生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。目前可以用發(fā)酵法或半合成法生產(chǎn)的維生素有維生素酵法或半合成法生產(chǎn)的維生素有維生素C、B2、B12、D，以及，以及-胡蘿卜素胡蘿卜素等。等。 7.3 發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品發(fā)酵工程的典型產(chǎn)品維生素維生素7.3.1 維生素發(fā)酵生產(chǎn)維生素發(fā)酵生產(chǎn)2022-2-1生物技術(shù)與人類(lèi)生活課程36l維生素維生素C的化學(xué)合成方法一般指萊氏法，后來(lái)人們改用微的化學(xué)合成方法一般指萊氏法，后來(lái)人們改用微生物脫氫代替化學(xué)合成中生物脫氫代替化學(xué)合成中L-山梨糖中間產(chǎn)物的生成，使山山梨糖中間產(chǎn)物的生成，使山犁糖的得率提高一倍，我國(guó)進(jìn)一步利用另一種微生物將犁糖的得率提高一倍，我國(guó)進(jìn)一步利用另一種微生物將L-山梨糖轉(zhuǎn)化為山梨糖轉(zhuǎn)化為2-酮基酮基-L-古龍酸，再經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)維生素古龍酸，再經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)維生素C，稱(chēng)為，稱(chēng)為兩步法發(fā)酵工藝兩步法發(fā)酵工藝。這種方法使得維生素。這種方法使得維生素C的產(chǎn)量的產(chǎn)量得到大幅度提高。得到大幅度提高。l第一步發(fā)酵所用菌株是生黑葡萄糖酸桿菌第一步發(fā)酵所用菌株是生黑葡萄糖酸桿菌(Gluconobactermelanogenus)或弱氧化醋酸桿菌或弱氧化醋酸桿菌(Acetobactersuboxydans) ；第二步發(fā)酵的菌株是氧化；第二步發(fā)酵的菌株是氧化葡