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1、 认 识 实 习 报 告学 院 生物与制药工程学院 专 业 生物工程类 班 级 学 号 姓 名 起讫日期 11 月 18 日到 12 月 8 日 2013 年 12 月南京工业大学认识实习报告- 1 -1 实习目的认识实习是高等学校培养方案的重要组成部分，也是本科基础理论教学和专业技术课程教育之间重要的连接和实践环节。在学生基本完成基础理论课程学习的三年级，转入专业课程教育之前，带领学生进入专业相关的生产企业、研究单位进行认识实习，使学生对本专业相关技术、生产工艺、设备和分析仪器有初步感性认识，激发学生对专业技术的热爱和兴趣，有利于专业课程的学习和理解掌握。 2 实习地点和时间时间：2012
2、年 11 月 19 日-12 月 7 日 地点：国家生化工程技术研究中心（中心科研楼、江苏天凯生物科技有限公司、南京圣诺生物科技事业有限公司）3 实习内容3.1 江苏生物科技有限责任公司3.1.1 公司简介江苏天凯生物科技有限公司是一家集科研、开发、生产、销售于一体的现代化高新技术企业。公司主要利用生物技术从事长链多不饱和脂肪酸的研发与生产，技术力量雄厚，生产工艺先进，检测手段完备，产品质量可靠。主要产品包括 DHA 精油、DHA 微胶囊粉、DHA 胶囊，在研产品包括 AA、GLA、EPA，公司依托江苏省工业生物技术创新中心，技术来源与南京工业大学代谢工程实验室，有雄厚的科研实力，是产学研结合
3、的技术输出窗口和孵化基地。 公司现有厂房面积 2358 平米，设备总投资 1500 万元，拥有独立的技术研究中心和中试基地。建立了从菌种发酵到成品的全套中试线，包括超净实验室、全自动控制发酵罐、产物后提取及精制、产品分析检测等中试系统，配备仪器优良精确，实验条件优越，拥有达世界先进水平的中试装备，能独立进行重大课题的研究与开发。天凯与高校科研机构紧密合作，利用海洋微藻生产的 DHA 微藻油已进入产业化，利用真菌生产的 AA（花生四烯酸）项目已进入中试阶段，目前公司正致力于开发微生物生产其他长链多不饱和脂肪酸（GLA、EPA、DPA 等）产品，努力将公司建成国内外脂肪酸专业型生产企业。 生物与制
4、药工程学院- 2 -3.1.2 产品介绍3.1.2.1 海洋微藻 DHA3.1.2.1.1DHA 背景介绍DHA，又称二十二碳六烯酸，俗称“脑黄金”，属 -3 系列长链多不饱和脂肪酸。国内外的众多研究已证明 DHA 是婴幼儿生长发育过程中不可缺少的成长因子，对婴幼儿脑部和视力发育具有显著功效。DHA 也是成年人的保健元素，具有多种功效：降血脂、血压和胆固醇，预防动脉硬化；减少血栓形成，预防冠心病；预防老年痴呆；保护视网膜，改善视力；抗癌、抑制肿瘤；防治糖尿病、抗炎症、延缓衰老等。DHA （docosahexaenoic acid,22 碳 6 烯酸）几乎只能来源于海洋食物，如海洋微藻、海鱼、海
5、洋动物、鱼油和鳕鱼肝油等。DHA 不是海洋鱼类自己合成的，而是通过食物链获取的，而海洋微藻才是 DHA 的真正合成者，有些微藻具有较高的富集能力，占其细胞干重的 40%为脂肪，一些微藻粗脂肪的 2030%为不饱和脂肪酸。3.1.2.1.2 微藻 DHA 的前景及展望DHA 对不同年龄阶段的人群都有着积极的保健功效。相对于鱼油DHA，微藻 DHA 不含鱼腥味、无海洋污染、不破坏生态环境，生物利用率高，因而有着更为广阔的市场应用前景。微藻 DHA 功能性食品南京工业大学认识实习报告- 3 -在推动人类健康的同时也带来理想的经济效益和社会效益，是保健品和食品行业未来的发展趋势，微藻 DHA 时代已经
6、来临！3.1.2.1.3 DHA 在国内的发展中国微藻 DHA 的工业化生产始于 2002 年，经过近 10 年的发展，截止到 2011 年 7 月，国内共有 15 家活跃的微藻 DHA 生产商，总产能达到了 1,475t/a，产量已从 2007 年的 503 吨增加到了 2010 年的946 吨。由于 DHA 行业毛利润超过 75%，高利润的吸引，越来越多的公司计划扩大生产或进入该行业。目前中国 DHA 的消费仍然有限，这是由于应用领域和高价格的限制。2010 年 DHA 总消费量 2260 吨，与此同时，DHA 市场容量已达3700 吨。DHA 主要用于配方食品和保健品两大消费领域。配方食
7、品占 DHA 总消费量的 67%，其中婴幼儿配方奶粉中的应用最多，此外DHA 还应用于婴儿米粉和孕妇奶粉，以及儿童乳饮料中。食用油是一个新兴的终端用途。由于微藻 DHA 较高的品质及良好的口味，受到的重视日益加深。尽管中国的 DHA 行业发展迅速，但与一些发达国家相比，仍处于发展初期，因此中国的 DHA 的产业拥有足够的发展空间。随着国内消费者健康意识的不断提升以及购买力的提高，国内 DHA 的需求将进一步增加，未来五年 DHA 行业将保持高速发展。31.3 生产工艺3.1.3.1 从微藻中获得 DHA生物与制药工程学院- 4 -目前从海洋微藻中提取多不饱和脂肪酸的工艺还处于实验室阶段，目前主
8、要采取以下的步骤：藻体收集冷冻干燥脂肪酸萃取脂肪酸转酯化 分离纯化。3.1.3.2 发酵过程的组成除某些转化过程外，典型的发酵过程可以划分成六个基本组成部分：（1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定；（2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；（3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产的容器中；（4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；（5）产物萃取和精制；（6）过程中排出的废弃物的处理。六个部分之间的关系如图所示。研究和发展计划，总是围绕着就逐步改善发酵的全面效益而进行的。在建立发酵过程以前，首先要分离出产生菌，并改良菌种，使所产生的产物符合工业要求。然后测定培养的需求，设计包
9、括提取过程在内的工厂。以后的发展计划，包括连续不断的改良菌种、培养基和提取过程3.1.3.3 发酵过程示意图南京工业大学认识实习报告- 5 -3.1.3.4 发酵生产的条件（1）某种适宜的微生物（2）保证或控制微生物进行代谢的各种条件（培养基组成，温度，溶氧 pH 等）（3）进行微生物发酵的设备（4）提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法和设备 3.1.3.4 发酵后期酒精回收工业生产中常常采用下图所示的流程进行操作。连续精馏装置主要包括精馏塔，蒸馏釜（或称再沸器）等。精馏塔常采用板式塔，也可采用填料塔。加料板以上的塔段，称为精馏段；加料板以下的塔段（包括加料板），称为提馏段。连续精馏装置在操作
10、过程中连续加料，塔顶塔底连续出料，故是一稳定操作过程。生物与制药工程学院- 6 -图 3 简易回收塔（1）塔板的作用塔板的作用是提供气液分离的场所；每一块塔板是一个混合分离器，并且足够多的板数可使各组分较完全分离。因此每一块塔板是一个混合分离器，经过若干块塔板上的传质后（塔板数足够多），即可达到对溶液中各组分进行较完全分离的目的。（2）回流的作用回流的主要作用就是提供不平衡的汽液两相，而构成汽液两相接触传质的必要条件。注意：工业用精馏塔内由于塔顶的液相回流和塔底的汽相回流，为每块塔板提供了汽、液来源。3.1.4 影响微藻培养生产 DHA 的理化因素3.1.4.1 物理因素影响微藻生长生产 DH
11、A 的物理因素有光照、温度、溶氧量、盐度、pH 值等。（1）光照：脂肪酸的合成具有藻种的特异性。南京工业大学认识实习报告- 7 -（2）温度：不同的温度对藻细胞的生长具有较大的影响。随温度的升高，藻细胞的代谢和呼吸作用加快，生长速率增大。而随温度的减低，藻细胞的代谢和呼吸作用降低。细胞内的多不饱和脂肪酸累积量逐渐增大，DHA 含量也逐渐增大。（3）盐度：盐度对微藻脂肪酸组成的影响因种而异。一般来说，在高盐浓度下，多不饱和脂肪酸的含量下降。而在适宜的盐度时，DHA 含量随着盐度的升高而增大。（4）溶氧量：在脂肪酸的代谢途径中，分子氧参与脂肪酸的去饱和过程是多不饱和脂肪酸合成过程的限制因子，微藻发
12、酵生产 DHA的含量也受氧浓度的影响。一般来说，高浓度的溶氧中生产的 DHA含量大于低浓度中的 DHA 含量。（5）pH 值：不同的微藻都有其适宜的 pH 值。它不仅影响了微藻细胞内外的离子平衡，也影响了藻细胞膜的通透性。此外，培养周期、培养密度、保存方式也对微藻生产 DHA 有影响。3.1.4.2 化学因素（1）碳氮比：培养基中的氮源组成主要影响微藻细胞内饱和及不饱和脂肪酸的比例，当培养基中 C/ N 比升高时，Chlorellasorokiniana 细胞内多不饱和脂肪酸的含量增大。同时培养基的碳、氮源的选择也影响了微藻生产 DHA 的产量，这表现为不同的藻种对碳、氮源有不同的适应性。（2
13、）氯化钠：在海洋藻类中，钠离子的作用主要是调节细胞生长中生物与制药工程学院- 8 -胞内外的渗透压。在高盐浓度下，藻细胞的细胞膜的流动性和渗透压降低，多不饱和脂肪酸含量下降，DHA 的含量也下降，而低盐度下时 DHA 的含量较高。3.1.5 微藻生产 DHA 的方式（1）自养方式对光合自养的微藻进行研究，发现一些光合自养微藻能产生 DHA。如光甲藻和隐甲藻中，DHA 是磷脂酰胆碱的主要成分，特别是隐甲藻体内，将近总脂肪酸的 50%的成分为 DHA。人们也已经从海藻中发现 DHA，含量占总脂肪酸的 12%36%。光合自养微藻的大规模培养多采用开放式池、封闭式池和封闭式光合生物反应器系统进行培养。
14、（2）异养方式与自养培养方式相比，其具有培养过程无需光照，减少能量；可具有较大的培养密度，可提高底物的转化率，缩短了发酵周期;能控制温度、溶氧等培养参数。目前，已经成功地进行了隐甲藻异养及混养的研究。3.2 南京圣诺实业有限公司3.2.1 公司简介南京圣诺实业有限公司由国家生化工程技术研究中心、南京工业大学、奥索公司投资创办。生产基地位于风景秀丽的南京工业大学江浦校区内，生产车间严格按照 GMP 标准建造，是国家生化中心在生物工程制药技术领域产品中试基地、南京工业大学生物与制药南京工业大学认识实习报告- 9 -工程学院教学基地。公司依托国家生化工程技术研究中心和南京工业大学雄厚的科研实力，致力
15、于将国际尖端生物科学技术与医药工程技术相结合，以健康产业为主导，不断开发“三高” （ 高科技含量、高功效、高专业性）的产品，建设“科技航母”；并借助奥索集团公司在全国先进、丰富的市场营销经验和优秀的营销团队，在国家重点科研机构和广大消费者之间架起一座健康的桥梁；努力打造以科研为龙头的科研、生产、销售一体化的现代企业。3.2.2GMP 理论介绍“GMP”是英文 Good Manufacturing Practice 的缩写，中文的意思是“良好作业规范” ，或是“优良制造标准” ，是一种特别注重在生产过程中实施对产品质量与卫生安全的自主性管理制度。它是一套适用于制药、食品等行业的强制性标准，要求企业从原料、人员、设施设备、生产过程、包装运输、质量控制等方面按国家有关法规达到卫生质量要求，形成一套可操作的作业规范帮助企业改善企业卫生环境，及时发现生产过程中存在的问题，加以改善。22.33.2.3.1 FDP（1，6-二磷酸果糖系列金属盐 ）3.2.3.1.1 FDP 背景介绍FDP 是 1,6-二磷酸果糖（英文名称 Fructose 1,6-diphosphate）的英文缩写，是生物体细胞内糖代谢的一种中间产物，纯 F
