課用發(fā)酵工程第一章緒論ppt課件-文庫吧資料
2024-09-24 20:23本頁面
【正文】 輕工業(yè)、石油化工 ? 酶試劑盒：醫(yī)用診斷試劑盒、工業(yè)分析試劑盒等 ? 藥用酶制劑：膽固醇氧化酶，葡萄糖氧化酶等 ? 食品工業(yè)用酶制劑：果膠酶，淀粉酶等 ? 基因重組技術用酶制劑：核酸酶（ nuclease），包括DNA、 RNA的內(nèi)切酶、外切酶， DNA限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶等。 ? 菌種是關鍵。 ? 能夠?qū)Ｒ恍缘睾透叨冗x擇性地對某些較為復雜的 化合物進行特定部位的生物轉(zhuǎn)化修飾。 ? 可用較廉價原料生產(chǎn)較高價值產(chǎn)品。 開拓新的發(fā)酵原料時期 基因工程階段（現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)新階段） ? 主要標志 基因工程產(chǎn)品生產(chǎn)以及基因工程技術應用 ? 世界上已批準上市的基因工程藥物有幾十種，如：胰島素、人生長激素等。因而，單細胞蛋白不是一種純 蛋白質(zhì) ，而是由蛋白質(zhì)、 脂肪 、碳水化合物、核酸及不是蛋白質(zhì)的含氮化合物、維生素和無機化合物等混合物組成的細胞質(zhì)團 。 ? 它在六十年代出現(xiàn)后，打破了幾個世紀以來以發(fā)酵工業(yè)一向以碳水化合物為原料的傳統(tǒng)，對節(jié)約糧食，開發(fā)利用石油資源意義重大，受到世界各國的高度重視 。 ? 代謝控制發(fā)酵技術：應用生物化學的代謝知識和遺傳學理論，選育微生物突變株，從而調(diào)控微生物代謝，大量積累目標發(fā)酵產(chǎn)物。 ? 無菌空氣、培養(yǎng)基滅菌、無污染接種、大 型發(fā)酵罐的密封與抗污染設計解決了耗氧 發(fā)酵中的雜菌污染問題。 ? 第一次世界大戰(zhàn)， Weizmann 發(fā)明了丙酮 丁醇發(fā)酵，建立了真正的 無雜菌發(fā)酵 。 近年來，以現(xiàn)代生物技術和過程工程技術為基礎的 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)突飛猛進。 分離和純化產(chǎn)品。一般發(fā)酵罐幾升、幾百升 傳統(tǒng)大型發(fā)酵工 業(yè)的中央控制 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè) 的中央控制 3. 發(fā)酵工程在生物技術中的地位 ? 生物技術：應用自然科學和工程學的原理，依靠生物及其細胞的催化作用，將物料進行加工以提供產(chǎn)品或為社會服務的技術。 強調(diào) 現(xiàn)代生物技術 、 控制技術 和 裝備技術在 傳統(tǒng)與現(xiàn)代 發(fā)酵工業(yè)領域的集成應用 。 該技術體系主要包括菌種選育與保藏 、 菌種擴大生產(chǎn) 、 代謝產(chǎn)物的生物合成與分離純化制備等技術集成 。 對發(fā)酵現(xiàn)象的不同理解 －－兩種角度（能量、產(chǎn)物） 發(fā)酵是指有機化合物進行無氧代謝 釋放能量 的過程 厭氧發(fā)酵是厭氧菌借助氧化 還原反應 釋放能量 的過程 發(fā)酵是酵母無氧呼吸 產(chǎn)生能量 的過程 需氧發(fā)酵是好氧生物在受到分子態(tài)氧短缺限制時的不 完全氧化 釋放能量 的過程 生 物 化 學 家 生物化學家看待微生物發(fā)酵過程： 工業(yè) 微生 物學 家 利用生物細胞（包括動、植物細胞）培養(yǎng)來 生產(chǎn)產(chǎn)物 的所有過程（需氧過程、細胞工程） 發(fā)酵是利用微生物培養(yǎng)來 生產(chǎn)產(chǎn)物 的無氧或需氧的任何過程 側(cè)重產(chǎn)品的生產(chǎn)： 發(fā)酵工程的內(nèi)容 ? 有嚴格的無菌生長環(huán)境：包括發(fā)酵開始采用高溫高壓對發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發(fā)酵過程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術； ? 在發(fā)酵過程根據(jù)細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術； ? 種子培養(yǎng)和生產(chǎn)培養(yǎng)的不同的工藝技術； ? 在進行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前，必須在實驗室規(guī)模小的發(fā)酵罐進行大量的實驗，得到產(chǎn)物形成的動力學模型，并根據(jù)這個模型設計中試的發(fā)酵要求，最后從中試數(shù)據(jù)再設計更大規(guī)模的動力學模型； ? 由于生物反應的復雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規(guī)模生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)許多問題，這就是發(fā)酵工程工藝放大問題。 指有機物經(jīng)徹底或不徹底氧化，所脫下來的電子最后傳給外源的無機氧化物 (個別是有機氧化物 )并釋放較少能量。 發(fā)酵工程 改造物種 商品生產(chǎn) 常規(guī)菌（或常規(guī)細胞株） 工程菌（或工程細胞株） ① 基因工程 ②細胞工程 大量產(chǎn)品 ③ 發(fā)酵工程 ④酶工程 ⑤生物反應器工程 經(jīng)濟效益 社會效益 生態(tài)效益 1. 發(fā)酵工程的概念 何謂發(fā)酵 ？ ferver： 發(fā)泡、沸騰 fermentation 它描述酵母作用于果汁或麥芽汁浸出液時的現(xiàn)象。 ? 這里所指的 生物 ，包括來自自然界微生物、基因重組微生物與各種來源的動物與植物細胞。 ? 包括酶的發(fā)酵生產(chǎn)、酶的分離純化、酶的結(jié)構(gòu)改造及分子修飾、酶的細胞固定化、酶的應用等方面。
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