1.3 发酵工程及其应用 学案（含答案）

第3节　发酵工程及其应用 学习目标: 1.概述发酵工程的一般流程 2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类所需产品 3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值 学习内容： 一、发酵工程的基本环节 1.发酵工程一般包括 ， ， ， ， 等方面。 (1)配制培养基：结合 特点配制培养基 (2) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量 (3)选育菌种：菌种的三个来源: ， ， (4) ：快速增加菌种数量 (5) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量 (6)发酵罐内发酵： a.监测并控制温度、pH、 、罐压等发酵条件使发酵全过程处于最佳状态 b.随时检测培养液中 、 等,以了解发酵进程,还要及时添加必需的营养组分等。 (7)分离、提纯产物： a.若发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用 、 等方法将菌体分离、干燥 b.若发酵产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品 2.发酵罐 (1)温度、pH、溶解氧是影响代谢途径的重要因素。应根据代谢途径控制发酵条件，如谷氨酸发酵过程需要 供应，在 性条件下会积累谷氨酸；在 性条件下则容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。 (2)传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯，而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。 (3)发酵生产排出的气体和废弃物 （能不能）直接排放到外界环境中。　 (4)培养基和发酵设备都必须经过严格的 。 (5) 的控制直接影响发酵产品的质和量。 (6)发酵工程可大批量生产发酵产品，降低相应的生产成本和使用成本。　 二、发酵工程的应用 1.在食品工业上的应用 (1)生产 产品,如酱油、各种酒、醋等 (2)生产食品添加剂，如柠檬酸、 (加工成味精)等 (3)生产 :如淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶等 2.在医药工业上的应用 (1)生产抗生素,如诱变青霉菌得到高产菌株用于生产 (2)结合 工程培育能够生产动植物激素的“工程菌" ,用来生产激素 (3)结合基因工程生产疫苗等 3.在农牧业上的应用 (1)生产 :利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构,促进植株生长常见的有根瘤菌肥、固氧菌肥等 (2)生产 :利用微生物或其代谢物来防治病虫害.如利用苏云金杆菌产生毒蛋白来防治多种农林虫害 (3)生产 ：如用单细胞蛋白制成的微生物饲料,能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高,在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力 4.在其他方面的应用 (1)对解决资源短缺与环境污染问题有重要意义,如利用纤维废料发酵生产 等能源物质 (2)一些极端微生物的应用,如利用嗜热菌、嗜盐菌来生产洗涤剂,嗜低温菌有助于提高 产品的产量 三、课堂练习 1.下列有关发酵工程应用的叙述，正确的是(　　) A.发酵完成后分离出的菌体均可作为动物饲料 B.发酵工程不能用于传统发酵食品的生产 C.利用基因工程选育的菌种可用于酶制剂、疫苗、激素等的生产 D.将发酵液中的微生物分离出来就是微生物肥料，可大大增进土壤肥力 2．发酵工程广泛应用于多个行业，下列有关叙述错误的是(　　) A．黑曲霉可作为酿制酱油、生产柠檬酸的菌种 B．啤酒酿制终止后，可得到啤酒、单细胞蛋白等产品 C．用纤维废料发酵得到酒精，可减少环境污染、减缓能源短缺问题 D．用液体培养基可大规模生产新冠病毒减毒疫苗 3．目前发酵工程在医药工业上的应用还没有实现的是(　　) A．生产抗生素 B．生产免疫调节剂 C．生产激素 D．生产紫杉醇 答案 一、1.菌种的选育 扩大培养 培养基的配制、灭菌 接种 发酵 产品的分离、提纯 (1)菌种的代谢 (2)灭菌 (3)从自然界中筛选 透变育种 基因工程育种 (4)扩大培养 (5)接种 (6)a.溶解氧b.微生物数量 产物浓度 (7) a.过滤 沉淀 2. 排气管 ... ...