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1、微生物课程报告第二季微生物发酵与应用指导老师：XXX小组成员：XXXXXXXXXX农资（本硕）10-1班第三小组微生物课程报告 微生物发酵工程概况微生物发酵工程概况1 1 微生物发酵工程流程微生物发酵工程流程2 2 微生物发酵工程应用微生物发酵工程应用3 3 总结4 4目录（contents）微生物课程报告1 微生物发酵工程概况微生物发酵工程概况 生物工程和技术被认为是2 l世纪的主导技术,作为新技术革命的标志之一,已受到世界各国的普遍重视。生物工程将为解决人类所面临 的环境、资源、人口、能源 、粮食等危机和压力提供最有希望的解决途径。 发酵工程和化学工业、医药、食 品、能源、环境保护和农牧业
2、等许多领域关系密切，它的开发具有很大 的经济效益。 微生物课程报告2 2 微生物发酵工程流程微生物发酵工程流程总体流程图：总体流程图：总体流程图：总体流程图：培养基配制培养基配制从自然界分离的菌种从自然界分离的菌种诱变育种诱变育种基因工程基因工程细胞工程细胞工程生产用菌种生产用菌种扩大培养扩大培养接种接种发酵罐发酵罐发酵条件控制发酵条件控制分离分离提纯提纯微生物菌体微生物菌体代谢产物代谢产物产品产品原料原料灭菌灭菌微生物课程报告菌菌种种的的选选育育：准备工作准备工作文献调查和策略研究文献调查和策略研究研究方案设计研究方案设计建立快捷准确的测定方法建立快捷准确的测定方法采集标本（以生态和环境为依
3、据）采集标本（以生态和环境为依据）富集培养富集培养富集培养（以投其所好，取其所抗为原则）富集培养（以投其所好，取其所抗为原则）第一平板分离第一平板分离原种斜面原种斜面第二次富集培养第二次富集培养第二次平板分离第二次平板分离原种斜面原种斜面菌种初筛菌种初筛菌种复筛菌种复筛较优菌种斜面（较优菌种斜面（13株）株）性能鉴定性能鉴定菌种保藏菌种保藏平板或摇瓶发酵初筛（平板或摇瓶发酵初筛（1株株1瓶）瓶）第三次平板分离第三次平板分离原种斜面原种斜面菌株摇瓶发酵复筛（菌株摇瓶发酵复筛（1株株35瓶）瓶）第四次平板分离第四次平板分离原种斜面原种斜面菌种摇瓶发酵复筛（菌种摇瓶发酵复筛（1株株35瓶）瓶）诱变育
4、种出发菌株诱变育种出发菌株毒性试验毒性试验生产性能考验生产性能考验完善工艺条件完善工艺条件微生物课程报告3 微生物发酵工程的应用微生物发酵工程的应用微生物发酵与食品微生物发酵与食品微生物发酵与农业微生物发酵与农业微生物发酵与医药微生物发酵与医药微生物课程报告3.1 微生物发酵在医药领域微生物发酵在医药领域微生物种类多、数量大、个体小、新陈代谢能力强、生长微生物种类多、数量大、个体小、新陈代谢能力强、生长旺、繁殖速度快，广泛应用于制药工业中。旺、繁殖速度快，广泛应用于制药工业中。利用利用“工程菌工程菌”作为制药工业的发酵产生菌可生产出更多作为制药工业的发酵产生菌可生产出更多低成本、高质量的药物，
5、使得微生物在制药工业中的应用低成本、高质量的药物，使得微生物在制药工业中的应用前景更加广阔。前景更加广阔。抗生素、维生素、氨基酸、酶及酶抑制剂以及微生态制剂抗生素、维生素、氨基酸、酶及酶抑制剂以及微生态制剂都有是利用微生物发酵制成的。都有是利用微生物发酵制成的。微生物课程报告抗生素：是生物在其生命活动过程中所产生的，抗生素：是生物在其生命活动过程中所产生的，能在低微浓度下有选择地抑制或影响他种生物能在低微浓度下有选择地抑制或影响他种生物功能的有机物质。功能的有机物质。、抗生素、抗生素很早以前，人们就发现某些微生物对另外一些微生物的很早以前，人们就发现某些微生物对另外一些微生物的生长繁殖有抑制作
6、用，把这种现象称为抗生。随着科学生长繁殖有抑制作用，把这种现象称为抗生。随着科学的发展，人们终于揭示出抗生现象的本质，从某些微生的发展，人们终于揭示出抗生现象的本质，从某些微生物体内找到了具有抗生作用的物质，并把这种物质称为物体内找到了具有抗生作用的物质，并把这种物质称为抗生素，如青霉菌产生的青霉素，灰色链丝菌产生的链抗生素，如青霉菌产生的青霉素，灰色链丝菌产生的链霉素都有明显的抗菌作用。霉素都有明显的抗菌作用。微生物课程报告根据抗生素的作用机制分类：5.抑制生物能作用抑制生物能作用的抗生素：抗霉素、短杆菌肽的抗生素：抗霉素、短杆菌肽4.抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成的抗生素：链霉素、四环素等的
7、抗生素：链霉素、四环素等3.抑制核酸合成抑制核酸合成的抗生素：丝裂霉素的抗生素：丝裂霉素C等等2.影响细胞膜功能影响细胞膜功能的抗生素：多黏菌素等的抗生素：多黏菌素等1.抑制细胞壁合成抑制细胞壁合成的抗生素：青霉素、环丝氨酸的抗生素：青霉素、环丝氨酸微生物课程报告根据抗生素的生物来源分类：1细菌产生的抗生素：细菌产生的抗生素：多黏菌素和短杆菌多黏菌素和短杆菌肽等肽等2放线菌产生的抗生放线菌产生的抗生素：链霉素、四环素：链霉素、四环素等素等33.真菌产生的抗生真菌产生的抗生素：青霉素和头孢素：青霉素和头孢霉素等、霉素等、44.植物和动物产生植物和动物产生的抗生素：蒜素、的抗生素：蒜素、鱼素等。鱼
8、素等。1细菌产生的细菌产生的抗抗生素：多黏菌素和生素：多黏菌素和短杆菌肽等短杆菌肽等2放线菌产生放线菌产生的的抗生素：链霉素、抗生素：链霉素、四环素等四环素等3真菌产生真菌产生的抗的抗生素：青霉素和头生素：青霉素和头孢霉素等、孢霉素等、4植物和动物植物和动物产产生的抗生素：蒜素、生的抗生素：蒜素、鱼素等。鱼素等。微生物课程报告抗生素种抗生素种类类产生菌产生菌化学结构化学结构作用对象作用对象作用机制作用机制青霉素青霉素真菌产生真菌产生内酰胺内酰胺类类抗抗G+G+细菌的细菌的影响细胞壁合成影响细胞壁合成链霉素链霉素放线菌产生放线菌产生氨基糖甙类氨基糖甙类抗抗G G细菌细菌影响蛋白质合成影响蛋白质合
9、成红霉素红霉素放线菌产生放线菌产生大环内酯类大环内酯类抗抗G+G+细菌的细菌的影响蛋白质合成影响蛋白质合成多粘菌素多粘菌素细菌产生细菌产生多肽类多肽类抗抗G G细菌细菌影响细胞膜通透性影响细胞膜通透性四环素四环素放线菌产生放线菌产生四环素类四环素类抗病毒抗病毒影响蛋白质合成影响蛋白质合成灰黄霉素灰黄霉素真菌产生真菌产生多烯类多烯类抗真菌、病毒抗真菌、病毒影响核酸合成影响核酸合成微生物课程报告谷氨酸是制造味精的原料，味精就是谷氨酸钠盐。另外，谷氨酸是制造味精的原料，味精就是谷氨酸钠盐。另外，谷氨酸在医疗上可以用于肝昏迷、神经衰弱、配制营养谷氨酸在医疗上可以用于肝昏迷、神经衰弱、配制营养注射液等。
10、注射液等。谷氨酸产生菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属和节杆菌属，谷氨酸产生菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属和节杆菌属，谷氨酸产生菌的共同特点是革兰氏阳性短杆菌，无鞭毛，谷氨酸产生菌的共同特点是革兰氏阳性短杆菌，无鞭毛，无芽胞，生长需要适量生物素，而且需要氧气，也就是无芽胞，生长需要适量生物素，而且需要氧气，也就是说都是需氧菌。说都是需氧菌。氨基酸氨基酸维生素维生素（1）谷氨酸）谷氨酸（2）赖氨酸）赖氨酸（1）维生素）维生素C（2）维生素维生素B2（3）维生素维生素B12微生物课程报告3.2 微生物发酵与食品工业微生物发酵与食品工业每天每天每天每天的味的味的味的味道道道道风风风风味味味味小小小小吃吃吃吃
11、有益有益有益有益饮品饮品饮品饮品酒香酒香酒香酒香不怕不怕不怕不怕巷子巷子巷子巷子深深深深舌尖上的中国中西中西中西中西主食主食主食主食微生物课程报告每天的味道每天的味道酱油酱油酱油酱油醋醋醋醋味精味精味精味精酱油生产以酱油生产以大豆大豆为主为主要原料，在要原料，在好氧好氧条件条件下，利用产生蛋白酶下，利用产生蛋白酶的的霉菌霉菌，进行发酵。，进行发酵。经淋洗、调制成酱油经淋洗、调制成酱油著名的食醋仍以著名的食醋仍以糯米、糯米、大米、高梁等大米、高梁等粮食粮食原原料为主料为主，经蒸煮、糖，经蒸煮、糖化、发酵、化、发酵、 接醋酸接醋酸菌菌种、陈酿等过程菌菌种、陈酿等过程制得制得葡萄糖经糖酵解和单葡萄糖
12、经糖酵解和单磷酸已糖支路两种途磷酸已糖支路两种途径生成丙酮酸，在径生成丙酮酸，在谷谷氨酸脱氢酶的作用下氨酸脱氢酶的作用下，在在NH4+存在时存在时生成生成L谷氨酸。谷氨酸。微生物课程报告中西主食：馒头与面包中西主食：馒头与面包西方：面包西方：面包西方：面包西方：面包由面粉经过酵母菌由面粉经过酵母菌由面粉经过酵母菌由面粉经过酵母菌发酵后制成的发酵后制成的发酵后制成的发酵后制成的中国：馒头中国：馒头中国：馒头中国：馒头不仅如此，发酵过程中不仅如此，发酵过程中还能产生热量，使面团还能产生热量，使面团发热；过量的二氧化碳发热；过量的二氧化碳与水结合产生碳酸，所与水结合产生碳酸，所以面团会发酸。为了使以
13、面团会发酸。为了使蒸出来的馒头不酸，我蒸出来的馒头不酸，我们需要向面团中加入少们需要向面团中加入少量苏打，把多余的酸中量苏打，把多余的酸中和掉。和掉。微生物课程报告酒香不怕巷子深酒香不怕巷子深白酒白酒白酒白酒葡萄酒葡萄酒葡萄酒葡萄酒啤酒啤酒啤酒啤酒酿酒的微生物主要是酿酒的微生物主要是酵母酵母。除此之外，还。除此之外，还有多种霉菌和细菌参有多种霉菌和细菌参与。利用酵母在缺氧与。利用酵母在缺氧的条件下把糖发酵成的条件下把糖发酵成酒精。酒精。把葡萄洗净，洗净的把葡萄洗净，洗净的葡萄放进干净的容器葡萄放进干净的容器捏碎，放适量白糖，捏碎，放适量白糖，搅拌均匀；最后盖紧搅拌均匀；最后盖紧瓶盖，自然发酵瓶
14、盖，自然发酵25天天后，过滤。后，过滤。（酵母菌）（酵母菌）啤酒以啤酒以大麦芽、啤酒大麦芽、啤酒花花、水为、水为主要原料主要原料，经经酵母发酵酵母发酵酿造而成酿造而成的饱含二氧化碳的的饱含二氧化碳的低低度酒。度酒。微生物课程报告 发酵方法对泡菜质量的影响：发酵方法对泡菜质量的影响：1 自然发酵自然发酵 控制环境条件使乳酸菌在发酵过程中成为优势菌控制环境条件使乳酸菌在发酵过程中成为优势菌, , 抑制其它微生物的活动是泡菜发酵成功的关键。抑制其它微生物的活动是泡菜发酵成功的关键。2 2 纯种发酵纯种发酵纯种发酵并非单靠接入的菌来完成发酵全过程, 而是通过增强发酵体系中乳酸菌种群优势来调整微生物种群
15、结构, 形成有利于乳酸菌生长的环境, 使蔬菜上种类丰富的乳酸菌得以大量繁殖。3 3 直投式乳酸菌发酵剂直投式乳酸菌发酵剂 将高浓度的菌悬浮液添加抗冻保护剂后冻, 再于真空条件下升华干燥, 制成目前常用的干燥粉末状固体发酵剂、 冻干浓缩发酵剂。微生物课程报告3.3 微生物发酵在农业上的应用：微生物发酵在农业上的应用：1 12 23生物固氮生物固氮生产生物农药生产生物农药生产微生物饲料生产微生物饲料作用：提高土壤肥力，供应植物生长所需的氮素。分类：共生性的固氮微生物，如根瘤菌；二是非共生性的固氮微生物，如固氮菌和蓝绿藻。特点：以生物群治生物群，以虫治虫、以菌治虫、以菌治病。减少农药用量，节约成本，
16、保护环境，可以广泛用于绿色食品、有机食品的生产，提高农作物的品质和经济效益运用有益微生物秸秆等进行生物发酵处理后，添加一定营养物质等复合制成。作用：含有较多的有益微生物制剂，能提高饲料的消化吸收率和营养价值；饲料中的有益微生物还能杀死病原菌，增强免疫力，防病治病。在目前能源紧张，人口、粮食及污染问题日益严重的情况下，发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分之一，得到越来越广泛的应用，尤其是近年来微生物发酵在农业生产上的应用，为农业生产带来了更多的经济效益。微生物课程报告4 微生物发酵工程展望微生物发酵工程展望 发酵工程技术在今后10年内的重点发展方向为：1、基因工程及细胞杂交技术基因工程及细胞杂交技术在微生物育种上的应用，将使发酵用菌种达到前所未有的水平；2、生物反应器技术生物反应器技术及生物分离技术的相应进步将消除发酵工业放大的某些神秘特征；3、应用物理微生物数据库、发酵动力学、发酵传递力学应用物理微生物数据库、发酵动力学、发酵传递力学，将使人们能够清楚地描述与使用微生物的适当环境和有关的生物学行为，从而能最佳地、理性化地进行工业发酵设计与生产。微生物课程报告微生物课程报告
