1、第五章 發酵工程Fermentation Engineering2002.10.29評說發酵：數千年前，釀酒、制醋。指借助微生物的發酵作用大量生成和積累特定代謝產物的過程。發酵工程：基因工程、細胞工程、酶工程等組成生物工程。一、CONCEPT1、DEFINITION采用現代工程技術手段，來利用生物，主要是微生物的某些生理功能為人類生產有用的生物產品，或者直接用微生物參與和控制某些生產過程的一種新的技術?！拔⑸锕こ獭?、形成歷史20世紀初：生產化工原料，如乙醇、丙酮、甘油等。二戰期間：真菌大規模生產青霉素等抗生素藥品。20c60：氨基酸、SCP和核酸等工業的建立，標志著人類已經能控制微生物發酵

2、生產達到新的水平。20c70：生物技術的發展，現代發酵技術新階段。二、發酵工程的基本原理、內容和過程1、基本原理單一菌種或多菌種在培養基中純培養的過程。菌種：可以是人工改造的，如通過誘變育種、基因工程、細胞工程等方法培育的。2、內容：1）優良菌種的選育技術2）工程菌的生產繁殖技術3）利用工程菌發酵生產所需產品的技術4）利用微生物控制或參與工業生產的技術5）由基因工程、細胞工程培育新菌種的技術，以及研制由微生物固定化制成的生物反應器、新型發酵裝置、生物傳感器和使用電腦控制的自動化連續發酵設備的技術等。3、發酵過程第一階段：發酵原料的預處理原料：薯類、谷物等，豐富、易得。處理：粉碎、蒸煮、水解（為

3、葡萄糖）等。第二階段：發酵過程的準備1）無菌消毒：包括原料、水和環境等。原料：高壓滅菌，121-30。2）菌種的制備菌種的活化（斜面培養或液體培養）-種子罐發酵-大罐發酵-一般的發酵工藝第三階段：發酵過程厭氧發酵：酒精，啤酒，丙酮，乳酸等。好氧發酵：味精，赤霉素，土霉素等。第四階段：產品的分離與純化發酵液進行過濾、離心，去除固體雜質，采用吸附法、溶媒萃取法、離子交換法、沉淀法或蒸餾法等，提煉目標產品。三、發酵工程在現代食品工業中的應用制造抗菌素及其他藥物；啤酒、酒精、氨基酸、酶制劑、合算、維生素等；SCP；食品色素等。1、發酵工程生產食品色素1、1 紅曲色素“江南人造紅酒，色味兩絕”-紅曲宋應

4、星的“天工開物”和李時珍的“本草綱目”記載了紅曲的性質和藥用價值。菌種：紅曲霉菌方法：固體發酵和液體發酵固體發酵工藝：大米-浸洗-瀝干-蒸料-冷卻-接種-堆積升溫-上花培養-浸水-透心培養-出曲-干燥-成品性質：醇溶性，易溶于水，與水溶性蛋白、多肽、氨基酸作用，形成水溶性復合物。在中性條件下耐光性強。100C穩定，色調不隨pH變化而變化。不受金屬離子的影響應用于淹制魚、肉等防腐和著色；火腿、香腸、醬類、米糕等著色?？刹糠痔娲鷣喯跛猁}作發色劑。1.2 -胡蘿卜素20.80起，鹽生杜氏藻在以色列、澳大利亞工業化生產，要求強烈光照，海水含鹽10%以上，生產能力10mg/m2/d。1990，巴西Nat

5、tell等用甘蔗汁發酵培養紅酵母，2.5mg/g（干）。1989，張素琴等采用分枝桿菌菌種，在最適條件下發酵6天，生成280mg/L。三泡布拉霉菌：工業化生產菌種，LAB 33.5mg/L。2、DHA和EPADHA：22：6EPA：20：51988，Shimizu等，被孢霉是生產EPA的潛在來源，12度可積累EPA15%以上。1993，Molina Grima金鞭藻在20度，pH8，可大量產生，15.26mg/L。采用基因工程改造菌株，增加產量。核酸食品爭論的幾個問題核酸食品是否有：抗癌提高免疫能力抗衰老幫助愈后恢復人體需要補充核酸嗎？核酸很難被人體吸收核酸是生物大分子，不能為人體直接吸收核酸在腸道中將被降解成糖、核苷、酸等，然后被細胞吸收被吸收后的降解產物，可在細胞內重新作為核酸原料參與核酸合成被分解的核酸作為原料，既可以補充到人類需要的正常核酸，也可