微生物工程-01概论课件.ppt

1、微生物工程微生物工程 主讲：郭君慧主讲：郭君慧 (61332019,QQ:43859433361332019,QQ:438594333)Microbiology Engineering参考书目参考书目微生物工程，曹军卫，科学出版社微生物工程，曹军卫，科学出版社微生物工程，吴松刚，科学出版社微生物工程，吴松刚，科学出版社微生物工程工艺原理，姚汝华，微生物工程工艺原理，姚汝华，华南理工大学出版社华南理工大学出版社当代食品生产技术丛书，化学工业出版社当代食品生产技术丛书，化学工业出版社环境工程微生物学，周群英，高等教育出版社环境工程微生物学，周群英，高等教育出版社课程安排课程安排绪论绪论微生物工业中

2、的菌种微生物工业中的菌种培养基灭菌与空气除菌培养基灭菌与空气除菌发酵设备发酵设备中间中间(工艺工艺)控制控制下游处理下游处理食品发酵食品发酵l酒、酱油、醋、调味品、酸奶酒、酱油、醋、调味品、酸奶环境微生物工程环境微生物工程l废水、废气和固体废弃物的处废水、废气和固体废弃物的处理理微生物工程的概念微生物工程的概念人工控制条件下，通过人工控制条件下，通过微生物微生物的生命活的生命活动而获得代谢产物的过程。动而获得代谢产物的过程。利用生物特性和发酵理论，通过现代化利用生物特性和发酵理论，通过现代化的工程技术手段，进行工业化规模生产，的工程技术手段，进行工业化规模生产，使受培养的微生物或动植物细胞积累

3、所使受培养的微生物或动植物细胞积累所需产品的一门技术学科。需产品的一门技术学科。现代生物技术现代生物技术微生物工程微生物工程(Micrology Engineering)基因工程基因工程(Genetic Engineering)细胞工程细胞工程(Cell Engineering)酶工程酶工程(Enzyme Engineering)生化（蛋白质）工程生化（蛋白质）工程(Protein E)微生物工程的基本内容微生物工程的基本内容微生物工程基本上可分为发酵和提纯两大部分微生物工程基本上可分为发酵和提纯两大部分发酵部分：菌种的特性与选育，培养基的特性，发酵部分：菌种的特性与选育，培养基的特性，灭菌理

4、论，发酵机理，发酵动力学，连续发酵灭菌理论，发酵机理，发酵动力学，连续发酵控制和自动化理论等；控制和自动化理论等；提纯部分（后处理）：细胞破碎，过滤，沉淀，提纯部分（后处理）：细胞破碎，过滤，沉淀，色谱，萃取，蒸发，结晶，干燥，包装等。色谱，萃取，蒸发，结晶，干燥，包装等。微生物微生物工业生产的一般流程工业生产的一般流程种子扩大培养种子扩大培养培养基配制培养基配制空气除菌空气除菌培养基灭菌培养基灭菌发酵生产发酵生产下游处理下游处理发酵设备发酵设备微生物工程的发展阶段微生物工程的发展阶段自然发酵时期自然发酵时期【酿酒、酿醋、制酱等】【酿酒、酿醋、制酱等】纯培养技术的建立纯培养技术的建立【发明显微

5、镜（发明显微镜（1667）、巴斯德消毒法、纯培养技术】）、巴斯德消毒法、纯培养技术】通气搅拌的好气性发酵工程技术的建立通气搅拌的好气性发酵工程技术的建立【青霉素的大量生产（青霉素的大量生产（1929）】人工诱变育种与代谢控制技术的建立人工诱变育种与代谢控制技术的建立【用发酵法制造谷氨酸（用发酵法制造谷氨酸（1956）】微生物工程的发展阶段微生物工程的发展阶段基因工程的介入（基因工程的介入（胰岛素胰岛素）发酵连续化、自动化技术的建立发酵连续化、自动化技术的建立【结合数学、动力学、化学工程原理、计算机技术和结合数学、动力学、化学工程原理、计算机技术和自动控制理论自动控制理论】微生物酶反应生物合成和

6、化学合成相结微生物酶反应生物合成和化学合成相结合的工程技术的建立合的工程技术的建立【维生素维生素C生产生产】【化学合成：适用于低分子有机物生产；化学合成：适用于低分子有机物生产；发酵：适用于生产复杂物质和有立体特异性的物质，发酵：适用于生产复杂物质和有立体特异性的物质，设备简单，通用性好，但周期长，浓度低设备简单，通用性好，但周期长，浓度低】微生物工业的定义与特点微生物工业的定义与特点微生物工业的定义：又称发酵工业，是微生物工业的定义：又称发酵工业，是利用微生物具有的化学活性进行物质转利用微生物具有的化学活性进行物质转换，从事各种发酵产品生产的工业。换，从事各种发酵产品生产的工业。微生物工业的

7、特点：微生物工业的特点：l原料广泛，产品丰富原料广泛，产品丰富l在常温、常压下完成，设备简单，通用性好在常温、常压下完成，设备简单，通用性好微生物发酵工业的范围微生物发酵工业的范围1.酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等）酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等）2.发酵食品工业（酱、酱油、酸乳等）发酵食品工业（酱、酱油、酸乳等）3.有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮等）有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮等）4.抗生素发酵工业（青霉素、链霉素等）抗生素发酵工业（青霉素、链霉素等）5.有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等）有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等）6.酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等）酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶

8、等）7.氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等）氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等）微生物发酵工业的范围8.核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸等）核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸等）9.维生素发酵工业（维生素维生素发酵工业（维生素B12 等）等）10.生理活性物质发酵工业（生物农药等）生理活性物质发酵工业（生物农药等）11.微生物菌体蛋白发酵（单细胞蛋白等）微生物菌体蛋白发酵（单细胞蛋白等）12.微生物环境净化工业（污水处理）微生物环境净化工业（污水处理）13.生物能工业（沼气、纤维素等的利用）生物能工业（沼气、纤维素等的利用）14.微生物冶金工业（微生物探矿、冶金等）微生物冶金工业（微生物探矿、冶金等）近代微

9、生物工业的发展趋势近代微生物工业的发展趋势简单化合物（酒精）简单化合物（酒精）复杂物质（复杂物质（SCP）自然发酵自然发酵诱变与代谢控制诱变与代谢控制基因工程基因工程化学合成化学合成生物合成生物合成生物与化学合成相结生物与化学合成相结合合大型化、连续化和自动化的趋势大型化、连续化和自动化的趋势石油、天然气、纤维素等新原料的采用石油、天然气、纤维素等新原料的采用微生物发酵工业的比拟放大问题微生物发酵工业的比拟放大问题比拟放大问题：比拟放大问题：实验室小型试验实验室小型试验(Laboratory-scale)中间试验规模中间试验规模(Pilot-scale)大型生产规模大型生产规模(Production)（小试（小试中试中试生产）生产）本章知识结构本章知识结构1.微生物工程的定义与内容微生物工程的定义与内容2.微生物工程的发展阶段微生物工程的发展阶段3.微生物工业的定义与特点微生物工业的定义与特点4.微生物工业的范围微生物工业的范围5.近代微生物工业的发展趋势近代微生物工业的发展趋势6.微生物工业中的比拟放大问题微生物工业中的比拟放大问题预习内容预习内容工业生产中的菌种工业生产中的菌种发酵工业对菌种的要求发酵工业对菌种的要求菌种的分离、选育、保藏和复壮菌种的分离、选育、保藏和复壮种子扩大及其影响因素种子扩大及其影响因素