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1、发 酵 工 程发 酵 工 程 第一章 绪论第一章 绪论 3 绪论 一为什么学 为什么学 发酵工程的意义发酵工程的意义 二 三 四 学什么 学什么 发酵工程的内容发酵工程的内容 怎么学 怎么学 学习建议和考核方式学习建议和考核方式 是什么 是什么 发酵工程的概念和由来发酵工程的概念和由来 4 生物技术体系生物技术体系 生化工程生化工程 酶工程酶工程 细胞工程细胞工程 发酵工程发酵工程 产物 产品产品 产品产品 基因工程基因工程 产品产品 强调过程优 化与控制 强调过程优 化与控制 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 5 发酵工程的地位和作用 意义意义 概念概念
2、 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 发酵工程发酵工程 是生物工程产业 化的关键技术 是生物工程产业 化的关键技术 是生物工程的重 要组成部分 是生物工程的重 要组成部分 6 绪论 一为什么学 为什么学 发酵工程的意义发酵工程的意义 二 三 四 学什么 学什么 发酵工程的内容发酵工程的内容 怎么学 怎么学 学习建议和考核方式学习建议和考核方式 是什么 是什么 发酵工程的概念和由来发酵工程的概念和由来 7 二 发酵工程的概念和由来 发酵和发酵工程的概念发酵和发酵工程的概念1 工业发酵的典型流程 特点和类型工业发酵的典型流程 特点和类型 2 发酵产品的类型发酵产品的类型 3 发酵工业的发展史发
3、酵工业的发展史 4 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 8 1 发酵概念的来源 ferver 发泡 沸腾 发泡 沸腾 fermentation 请看下面现象 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 微生物的微生物的 发酵现象发酵现象 何谓发酵 9 对发酵现象的不同理解 两种角度 能量 产物 发酵是指有机化合物进行无氧代谢发酵是指有机化合物进行无氧代谢释放能量释放能量 的过程 发酵是酵母无氧呼吸 的过程 发酵是酵母无氧呼吸产生能量产生能量的过程的过程 生 物 化 学 家 生 物 化 学 家 工业 微生 物学 家 工业 微生 物学
4、 家 发酵是利用微生物培养来发酵是利用微生物培养来生产产物生产产物的无氧或需 氧的过程 的无氧或需 氧的过程 利用生物细胞利用生物细胞 包括动 植物细胞包括动 植物细胞 培养来培养来生产 产物 生产 产物的所有过程的所有过程 狭 义 广 义 狭 义 广 义 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 10 发酵工程发酵工程是指利用微生物的生长繁殖和 代谢活动来大量生产人们所需产品过程的 理论和工程技术体系 也称微生物工程 是指利用微生物的生长繁殖和 代谢活动来大量生产人们所需产品过程的 理论和工程技术体系 也称微生物工程 发酵工程的概念 意义意义 概念和由来概念和由
5、来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 11 从广义上讲 发酵工程由三部分组成 上游工程 发酵 下游工程 发酵过程控制发酵过程控制 fermentation Process Control 上游工程上游工程 upstream process 下游工程下游工程 downstream process 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 12 UPSTREAM PROCESSES inoculum development 菌种 菌种 media formulation 培养基 培养基 sterilization 杀菌 杀菌 Inoculation 接种 接种
6、FERMENTATION Process Control 上游工程上游工程 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 13 DOWNSTREAM PROCESSES product extraction purification assay 产品提取 纯化 鉴定 产品提取 纯化 鉴定 waste treatment 废物处理 废物处理 by product recovery 副产品回收 副产品回收 FERMENTATION Process Control 下游工程下游工程 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 14 二 发酵工程的
7、概念和由来 发酵和发酵工程的概念发酵和发酵工程的概念1 工业发酵的典型流程 特点和类型工业发酵的典型流程 特点和类型 2 发酵产品的类型发酵产品的类型 3 发酵工业的发展史发酵工业的发展史 4 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 15 2 工业发酵的典型流程 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 16 工业发酵的典型流程 6步 种子扩大培养和发酵生产所需培养基的配制 培养基 发酵罐及其附属设备的灭菌 扩大培养出有活性 适量的纯种 接种入发酵 罐中 控制最适发酵条件 使微生物生长并形成大量 产物 产物提取和精制 获得合格产品
8、回收或处理三废产物 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 17 发酵工程反应过程的特点 常温常压 反应安全 条件简单 可由廉价原料 如淀粉 生产高价值产品 甚至 变废为宝 反应专一性强 代谢产物单一 容易生产复杂的高分子化合物 设备消毒 空气过滤 无菌条件发酵 通过变异和菌种筛选 可以获得高产的优良菌 株并使生产设备得到充分利用 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 成败关键 成败关键 18 工业发酵的类型 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 糖类物质 发酵 石油发酵 废水发酵 等 氨基酸
9、有机酸 抗生素 酒精 维生素 发酵等 固态发酵 液体深层 发酵 分批发酵 连续发酵 补料分批 发酵 需氧发酵 厌氧发酵 兼性厌氧 发酵 氧的 需求 氧的 需求 发酵 原料 发酵 原料 发酵发酵发酵发酵 产物产物产物产物 培养 基 培养 基 工艺工艺工艺工艺 流程流程流程流程 氧的 需求 氧的 需求 19 二 发酵工程的概念和由来 发酵和发酵工程的概念发酵和发酵工程的概念1 工业发酵的典型流程和类型工业发酵的典型流程和类型 2 发酵产品的类型发酵产品的类型 3 发酵工业的发展史发酵工业的发展史 4 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 20 3 发酵工业的产品类
10、型 发酵产品类型发酵产品类型 发酵产品类型发酵产品类型 菌体菌体菌体菌体生物转生物转生物转生物转 化化化化 酶制剂酶制剂酶制剂酶制剂 代谢产代谢产代谢产代谢产 物物物物 发酵产品类型发酵产品类型 发酵产品类型发酵产品类型 菌体菌体菌体菌体菌体菌体菌体菌体菌体菌体菌体菌体生物转生物转生物转生物转 化化化化 生物转生物转生物转生物转 化化化化 生物转生物转生物转生物转 化化化化 酶制剂酶制剂酶制剂酶制剂酶制剂酶制剂酶制剂酶制剂 代谢产代谢产代谢产代谢产 物物物物 代谢产代谢产代谢产代谢产 物物物物 代谢产代谢产代谢产代谢产 物物物物 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考
11、核方式 21 初级代谢产物 在对数生长期产生 细胞 生长繁殖所必需的物质 如氨基酸 核苷酸 蛋白质 核酸 脂类和碳水化合物等 次级代谢产物 在稳定期产生 由初级代 谢的中间体或产物合成 如抗生素 激素等 发酵产品 代谢产物 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 22 发酵产品 代谢产物 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 黄酒 黄酒 是我国是我国最古老最古老的酒种 早在夏 商 周 三代就已经大量生产 的酒种 早在夏 商 周 三代就已经大量生产 23 发酵产品 代谢产物 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式
12、建议和考核方式 白酒白酒 古石磨盘百年窖池 酒海和酒提文物 陶瓷酒坛群 古石磨盘百年窖池 酒海和酒提文物 陶瓷酒坛群 传统白酒酿造传统白酒酿造 25 发酵产品 代谢产物 啤酒啤酒 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 26 发酵产品 代谢产物 食品 食品 酱油 醋 腐乳 面包 酸乳等 酱油 醋 腐乳 面包 酸乳等 酱油和醋酱油和醋早在三千年前便已掌握了发酵的技法 数 千年来一直沿用自然发酵法 直到 早在三千年前便已掌握了发酵的技法 数 千年来一直沿用自然发酵法 直到20世纪后才开 始采用纯种培养培养技术生产 目前设备及酿造方 法逐步实现了现代化 世纪后才开 始
13、采用纯种培养培养技术生产 目前设备及酿造方 法逐步实现了现代化 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 27 发酵产品 代谢产物 抗生素 抗生素 青霉素 头孢霉素 链霉素等 青霉素 头孢霉素 链霉素等 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 28 发酵产品 代谢产物 氨基酸 氨基酸 谷氨酸 赖氨酸等 谷氨酸 赖氨酸等 氨基酸生产设备氨基酸生产设备 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 29 发酵产品 代谢产物 有机溶剂 有机溶剂 酒精 丙酮 丁醇等 酒精 丙酮 丁醇等 1922年年山东溥益酒精厂成
14、 立 为第一个由国人设立的 酒精厂 山东溥益酒精厂成 立 为第一个由国人设立的 酒精厂 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 30 发酵产品 代谢产物 有机酸 有机酸 柠檬酸 葡萄糖酸等 柠檬酸 葡萄糖酸等 柠檬酸发酵设备柠檬酸发酵设备柠檬酸发酵设备柠檬酸发酵设备 柠檬酸柠檬酸 1965年前后由上海酵母厂首先采 用深层发酵法 由 年前后由上海酵母厂首先采 用深层发酵法 由薯干薯干直接发酵 生产柠檬酸 直接发酵 生产柠檬酸 出口量世界第一 出口量世界第一 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 31 发酵产品 微生物菌体 传统菌体
15、发酵工业 面包酵母 菌体蛋白 单细胞蛋白 传统菌体发酵工业 面包酵母 菌体蛋白 单细胞蛋白 面包酵母面包酵母 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 32 发酵产品 微生物菌体 现代菌体发酵工业现代菌体发酵工业 杀虫剂杀虫剂 苏云金杆菌 蜡样芽孢杆菌 侧孢芽孢杆菌 白僵菌 绿僵菌 疫苗 苏云金杆菌 蜡样芽孢杆菌 侧孢芽孢杆菌 白僵菌 绿僵菌 疫苗 芽孢杆菌伴孢晶体芽孢杆菌伴孢晶体 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 33 新的菌体发酵产品新的菌体发酵产品 药用功能菌体药用功能菌体 茯苓菌茯苓菌 茯苓 担子真菌 茯苓 担子真菌
16、灵芝 香菇类灵芝 香菇类 虫草头孢菌虫草头孢菌 发酵产品 微生物菌体 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 虫草头孢菌发酵生产虫草虫草头孢菌发酵生产虫草 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 35 发酵产品 酶制剂 广泛用于医药工业 食品和轻工业 石油化工广泛用于医药工业 食品和轻工业 石油化工 酶试剂盒 医用诊断试剂盒 工业分析试剂盒等酶试剂盒 医用诊断试剂盒 工业分析试剂盒等 药用酶制剂 胆固醇氧化酶 葡萄糖氧化酶等药用酶制剂 胆固醇氧化酶 葡萄糖氧化酶等 食品工业用酶制剂 果胶酶 淀粉酶等食品工业用酶制剂 果胶酶 淀粉酶等 基因重组技术用酶制剂 核酸酶 基因重组技术用酶制剂 核酸酶 nuclease 包括 包括 DNA RNA的内切酶 外切酶 的内切酶 外切酶 DNA限制性内切酶 限制性内切酶 DNA连接酶等 连接酶等 饲料酶制剂 木聚糖酶 饲料酶制剂 木聚糖酶 葡聚糖酶 纤维素酶等葡聚糖酶 纤维素酶等 意义意义 概念和由来概念和由来 内容内容 建议和考核方式建议和考核方式 36 定义 生物细胞或其产生的酶能将一
