发酵工程绪论共42页
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第一章 绪论发酵工程 :发酵工程是指采用现代工程技术手段, 利用微生物的某些特定功能, 有用的产品的一种新技术。
发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技术产业化的重要技术基础。
应用遍及轻工、食品、化工、能源、环保、农业、医药等国民经济诸多领域 发酵工程组成 从广义上讲,由三部分组成: 一、何为发酵?是利用微生物或其他生物细胞 (动、植物细胞) 的培养, 产生和积累人们所需产品的过程。
二、发酵工业的发展史1. 天然发酵阶段( 19 世纪以前) 特点 1. 手工作坊或家庭式生产2. 非纯种培养3. 产品质量不稳定4. 凭经验传授技术5.一般为嫌气发酵 17 世纪后叶,列文虎克发明显微镜,首次观察到大量的微生物 19 世纪中叶,巴斯德(微生物学之父 提出了著名的发酵理论: “一切发酵过程都是微生物 作用的结果。
”),发酵是微生物作用的结果,认识了发酵的生理学意义19 世纪后期,柯赫(细菌学之父) ,建立了单种微生物分离和纯培养技术,利用控制特定 微生物发酵生产特定产品2.纯培养技术的建立( 1905-1940 年 ) 在一次大战时,魏兹曼开拓了丁醇丙酮发酵,并建立了真正的无杂菌发酵。
特点表面培养 生产过程简单,对设备要求不高 生产规模不大 嫌气或好气发酵 3.深层发酵阶段( 1940 年以后)1943 年,在发酵罐中采用通气搅拌的深层培养法生产青霉素。
青霉素发酵技术成功地建立起深层通气培养法和一套培养技术(包括通无菌空气,搅拌,培养基灭菌和无 菌接种等) 使微生物在培养过程中的温度、pH 、通气量、营养物的供给都受到了严格的控制,厌氧一-好氧,导致一大批新产品的开发这些都为以后的发酵工业提供了新的概念和模型,成为当代发酵工业兴旺发达的开端 4. 开拓发酵原料(1960年以后)60年代,为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题,进行了非碳水化合物代替碳水 化合物的发酵 主要产品为微生物蛋白质(单细胞蛋白 SCP )特点机械搅拌发酵罐的容积已经从第三阶段时的 80M 3扩大到150M 3 o以烃为碳源生产微生物细胞作为饲料蛋白质的来源 5. 基因工程阶段(1979年以后)这个阶段以基因工程产品的生产为标志。
发酵工程原理第一章绪论1.发酵(fermentation):采用现代工程技术手段,利用天然生物体或人工改造的生物体对原料进行加工,为人类生产有用的产品,或直接把生物体应用于工业生产的过程。
【名】2.第一阶段(~1900年):酒精、醋;第二阶段(1900~1940):酵母面包、甘油、柠檬酸、丙酮;第三阶段(1940~1960):青霉素、链霉素、赤霉素、氨基酸、核苷酸、酶【判、单】3.1900~1940年期间是发酵工业的第二阶段【判】4.从发霉的甜瓜中筛选“产黄青霉”菌株,使青霉素效价提高了几百倍。
【判、填】5.现代发酵工程是以基因工程的诞生为标志,以微生物工程为核心内容。
【填】6.发酵工程的6个部分:a.菌种以及确定的种子培养基和发酵培养基的组成;b.培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌;c.大规模的有活性、纯种的种子培养物的生产;d.发酵罐中微生物最优的生长条件下产物的大规模生产;e.产物的提取、纯化;f.发酵废液的处理。
7.选育菌种的基本方法:自然选育、抗噬菌体选育、诱变育种、代谢工程育种、基因定向育种、基因组改组。
【填】8.我国已是发酵工业大国,但不是发酵强国。
【判】9.发酵产业的差距:【解】a.工业生产菌种的技术水平较差b.发酵工业相对落后。
c.产品科技含量低,产品浓度低、能耗高、污染大。
d.装备水平落后。
第二章微生物菌种制备原理与技术1.发酵工业常用的微生物主要有:细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。
【填】细菌、放线菌偏碱7~7.5;霉菌和酵母偏酸4.5~6.2.自然界分离筛选目的菌株的一般步骤和方法:【解】a.含微生物样品的采集b.含微生物样品的富集培养c.微生物的分离d.野生型目的菌株的筛选f.野生型目的菌株的菌株鉴定3.菌种退化:生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株,由于进行移接传代或保藏之后,群体中某些生理特征和形态特性逐渐减退或完全丧失的现象。
【名】4.工业微生物菌种的保藏方法:斜面保藏法(1~3个月)、液体石蜡油保藏法、冷冻干燥保藏法、真空干燥法、液氮超低温保藏法、工程菌的保藏。