1.3發(fā)酵工程及其應(yīng)用世界上第一個應(yīng)用于臨床的抗生素(主要治療細(xì)菌感染類疾病)早期：從青霉菌中提取得到少量青霉素，價(jià)格貴如金。近現(xiàn)代：利用發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，一瓶青霉素注射劑只要1元左右。青霉素:一、發(fā)酵工程發(fā)酵工程：是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的技術(shù)選育菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(yǎng)基接種二、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)滅菌1.從自然界中篩選2.誘變育種3.基因工程育種等工業(yè)發(fā)酵一般是用液體培養(yǎng)基發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵中心環(huán)節(jié)電動機(jī)排氣管pH計(jì)冷卻水排出口冷卻夾層發(fā)酵液攪拌葉輪生物傳感器裝置空氣入口放料管閥門培養(yǎng)物或營養(yǎng)物質(zhì)的加入口觀察孔取樣管溫度傳感器和控制裝置冷卻水進(jìn)入口發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵

在發(fā)酵過程中，要隨時檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程。還要及時添加必需的營養(yǎng)組分，要嚴(yán)格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件。

環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成。如谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會積累谷氨酸；在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。發(fā)酵罐示意圖二、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)二、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)產(chǎn)品的分離、提純微生物細(xì)胞本身：過濾、沉淀代謝物：據(jù)性質(zhì)進(jìn)行提取、分離和純化三、發(fā)酵工程的特點(diǎn)1.生產(chǎn)條件溫和2.原料來源豐富且價(jià)格低廉3.產(chǎn)物專一4.廢棄物對環(huán)境的污染小和容易處理選育菌種擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(yǎng)基接種二、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)滅菌1.從自然界中篩選2.誘變育種3.基因工程育種等工業(yè)發(fā)酵一般是用液體培養(yǎng)基發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵中心環(huán)節(jié)產(chǎn)品的分離、提純1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用四、發(fā)酵工程的應(yīng)用2.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用

發(fā)酵工程使這些產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高四、發(fā)酵工程的應(yīng)用大豆中蛋白質(zhì)肽和氨基酸醬油淋洗、調(diào)制各種谷物、水果各種酒類1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用黑曲霉釀酒酵母①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程

應(yīng)用實(shí)踐：(1)利用酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵過程中為什么要“先通氣后密封”？“通氣”的目的是使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖；“密封”的目的是使酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。(2)啤酒生產(chǎn)中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)，發(fā)酵后期，如果密封不嚴(yán)，會使啤酒變酸，你知道這是發(fā)生了什么變化嗎？醋酸菌是一種好氧菌，若發(fā)酵罐密封不嚴(yán)，酒精就會在醋酸菌的作用下被氧化產(chǎn)生乙醛，最后變?yōu)榇姿帷?3)與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在工業(yè)啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高?菌種的選育、對原材料的處理、發(fā)酵過程的控制、產(chǎn)品的消毒等。②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑有些食品添加劑不僅可以增加食品的營養(yǎng)，改善食品的口味、色澤和品質(zhì)，有時還可以延長食品的保存期。四、發(fā)酵工程的應(yīng)用添加劑類型舉例酸度調(diào)節(jié)劑L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸增味劑5-肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉著色劑β-胡蘿卜素、紅曲黃色素增稠劑黃原膠、β-環(huán)狀糊精、結(jié)冷膠防腐劑乳酸鏈球菌素、溶菌酶1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用谷氨酸味精一系列處理谷氨酸棒狀桿菌檸檬酸黑曲霉③生產(chǎn)酶制劑a-淀粉酶、β-淀粉酶、果膠酶、氨基肽酶和脂肪酶等。四、發(fā)酵工程的應(yīng)用1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用采用基因工程的方法，將植物或動物的基因轉(zhuǎn)移到微生物中，獲得具有某種藥物生產(chǎn)能力的微生物；直接對菌種進(jìn)行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。四、發(fā)酵工程的應(yīng)用例如：利用工程菌發(fā)酵生產(chǎn)生長激素釋放抑制激素例如：通過誘變的青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素2.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用肢端肥大癥科學(xué)家還利用基因工程，將病原體的

轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)奈⑸锛?xì)胞，獲得的表達(dá)產(chǎn)物就可以

使用。四、發(fā)酵工程的應(yīng)用2.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用抗原基因作為疫苗①生產(chǎn)微生物肥料四、發(fā)酵工程的應(yīng)用利用根瘤菌和固氮菌生產(chǎn)的根瘤菌肥、固氮菌肥3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥生物防治四、發(fā)酵工程的應(yīng)用例：利用蘇云金桿菌防治多種農(nóng)林蟲害；利用白僵菌防治玉米螟和松毛蟲；3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用與傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥不同，微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害。③生產(chǎn)微生物飼料微生物含有豐富的蛋白質(zhì)，如細(xì)菌的蛋白質(zhì)含量占細(xì)胞干重的60%-80%，而且細(xì)菌生長繁殖速度很快。單細(xì)胞蛋白四、發(fā)酵工程的應(yīng)用通過發(fā)酵獲得了大量的

，即單細(xì)胞蛋白；

單細(xì)胞蛋白應(yīng)用——食品添加劑、微生物飼料；

3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用微生物菌體