認(rèn)識發(fā)酵工程 發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

1.認(rèn)識發(fā)酵工程1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)

（1）條件的溫和性發(fā)酵過程一般都是在常溫常壓下進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)條件比較溫和。

（2）原料的廉價性可采用較廉價的原料(如淀粉、糖蜜、玉米漿或其他農(nóng)副產(chǎn)品等)生產(chǎn)較高價值的產(chǎn)品。有時甚至可利用一些廢物作為發(fā)酵原料，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)環(huán)保和發(fā)酵生產(chǎn)的雙層效益。（3）反應(yīng)的專一性發(fā)酵過程是通過生物體的自適應(yīng)調(diào)節(jié)來完成的，反應(yīng)的專一性強(qiáng)，因而可以得到較為單一的代謝產(chǎn)物。（4）產(chǎn)物的多樣性由于生物體本身所具有的反應(yīng)機(jī)制，能專一性地和高度選擇性地對某些較為復(fù)雜的化合物進(jìn)行特定部位的生物轉(zhuǎn)化修飾，也可產(chǎn)生比較復(fù)雜的高分子化合物。（5）生產(chǎn)的非限制性發(fā)酵生產(chǎn)不受地理、氣候、季節(jié)等自然條件的限制，可以根據(jù)訂單安排通用發(fā)酵設(shè)備來生產(chǎn)多種多樣的發(fā)酵產(chǎn)品。1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

應(yīng)用范圍

2、發(fā)酵工程的應(yīng)用范圍2.1根據(jù)產(chǎn)品類型劃分（1）微生物菌體的培養(yǎng)與發(fā)酵生產(chǎn)：屬于食品發(fā)酵產(chǎn)品范圍的有酵母菌、單細(xì)胞蛋白、螺旋藻、食用菌、活性乳酸菌和雙歧桿菌等益生菌；涉及其他發(fā)酵產(chǎn)品范圍的還有人畜用活菌疫苗、

生物殺蟲劑(殺鱗翅目、雙翅目昆蟲的蘇云金芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌菌劑；防治松毛蟲的白僵菌、綠僵菌菌劑)。特點(diǎn)：細(xì)胞的生長與產(chǎn)物積累成平行關(guān)系，生長速率最大時期也是產(chǎn)物合成速率最高階段，生長穩(wěn)定期產(chǎn)量最高。1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

（2）微生物酶的發(fā)酵生產(chǎn)：目前工業(yè)用酶大多來自微生物發(fā)酵產(chǎn)生的胞外酶或胞內(nèi)酶，再經(jīng)分離、提取、精制得到酶制劑，酶制劑的種類主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖苷酶、支鏈淀粉酶、蔗糖酶、乳糖酶、葡萄糖異構(gòu)酶、纖維素酶、堿性蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、果膠酶、脂肪酶、凝乳酶、過氧化氫酶；還有某些用于醫(yī)藥生產(chǎn)和醫(yī)療檢測的藥用酶，如青霉素?；浮⒛懝檀佳趸?、葡萄糖氧化酶、氨基?；福挥糜趥鹘y(tǒng)釀酒工業(yè)的各種酒曲的生產(chǎn)可看成是復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)?，F(xiàn)在已有很多酶制劑加工成固定化酶，使發(fā)酵工業(yè)和酶制劑的應(yīng)用范圍發(fā)生重大變化。生物合成特點(diǎn)：需要誘導(dǎo)作用，或遭受阻遏、抑制等調(diào)控作用的影響，在菌種選育、培養(yǎng)基配制以及發(fā)酵條件等方面需給予注意。

1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

代謝

產(chǎn)物

發(fā)酵

生產(chǎn)（3）微生物代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)：微生物的代謝產(chǎn)物有初級代謝產(chǎn)物、中間代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物，為了提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，需要對發(fā)酵微生物進(jìn)行遺傳特性的改造和代謝調(diào)控的研究。利用發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)的微生物代謝產(chǎn)物主要有氨基酸、核苷酸、維生素、有機(jī)酸、脂類、功能性食品活性成分.

食品添加劑、有機(jī)溶劑、抗生素、生物能源物質(zhì)（酒精、生物柴油、氫氧型微生物電池）、激素、生長素等。特點(diǎn)：各種次級代謝產(chǎn)物都是在微生物生長緩慢或停止生長時期即穩(wěn)定期所產(chǎn)生的，來自于中間代謝產(chǎn)物和初級代謝產(chǎn)物。1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

（4）生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵：利用生物細(xì)胞中的一種或多種酶作用于某一底物的特定部位(基團(tuán))，使其轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)類似并具有更大經(jīng)濟(jì)價值的化合物的生化反應(yīng)。生物轉(zhuǎn)化的最終產(chǎn)物不是生物細(xì)胞利用營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過代謝而產(chǎn)生，而是生物細(xì)胞中的酶或酶系作用于某一底物的特定部位(基團(tuán))，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成。生物轉(zhuǎn)化包括脫氫、氧化、脫水、縮合、脫羧、羥化、氨化、脫氨、異構(gòu)化等。其特點(diǎn)是特異性強(qiáng)(反應(yīng)的特異性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)位置的特異性強(qiáng)、立體的特異性強(qiáng))、工藝簡單、操作方便、條件溫和、環(huán)境污染小。發(fā)酵工業(yè)中最重要的生物轉(zhuǎn)化是高附加值化合物的生產(chǎn)，如結(jié)構(gòu)類似的同族抗生素、類固醇、前列腺素的生產(chǎn)。1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

應(yīng)用范圍

（5）微生物特殊機(jī)能的利用（微生物廢水處理和其他）：利用微生物消除環(huán)境污染（生產(chǎn)生物可降解塑料聚羥基丁酯PHG）；

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拓發(fā)酵工程新領(lǐng)域。1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

醬油、食醋、腐乳、酸乳

酒精、丙酮、丁醇青霉素、頭孢霉素、鏈霉素、土霉素

啤酒、葡萄酒、白酒

分類

（1）釀酒工業(yè)

（2）食品工業(yè)

2.2根據(jù)產(chǎn)業(yè)部門劃分若將發(fā)酵工業(yè)的范圍按照產(chǎn)業(yè)部門劃分，大致可分為以下16類:（3）有機(jī)溶劑工業(yè)（4）抗生素工業(yè)1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

分類

（5）有機(jī)酸工業(yè)(乳酸、檸檬酸、葡萄糖酸等)；（6）酶制劑工業(yè)(淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、木聚糖酶、植酸酶等)；（7）氨基酸工業(yè)(絲氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、賴氨酸，腺苷蛋氨酸等)；

（8）核苷酸工業(yè)(環(huán)磷腺苷、肌苷酸、肌苷等)；（9）維生素工業(yè)(維生素B2、維生素B12、維生素C等)；（10）生理活性物質(zhì)工業(yè)(激素、赤霉素等)；（11）微生物菌體蛋白工業(yè)(酵母、單細(xì)胞蛋白、菌體活性飼料等)；1.3發(fā)酵工業(yè)的特點(diǎn)與范圍

（12）醫(yī)藥工業(yè)

（13）微生物性功能食品發(fā)酵工業(yè)

（14）食品添加劑發(fā)酵工業(yè)

（15）環(huán)境凈化發(fā)酵工業(yè)

（16）冶金發(fā)酵工業(yè)