1.3 发酵工程及其应用(共36张PPT)课件-2023-2024学年高二生物(人教版2019选择性必修3）

(课件网) 发酵工程及其应用 从社会中来 青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢？ 01 发酵工程 发酵工程 指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。 大规模生产发酵产品 微生物的特定功能 现代化工程技术 1.什么是发酵工程？ 2.发酵工程的一般流程是什么？ 3.发酵工程能生产哪些产品呢？ 02 发酵工程的基本环节 选育菌种 扩大培养 接种 灭菌 配制培养基 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 发酵工程的基本环节和发酵罐示意图 一、发酵工程的基本环节 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 1.选育菌种 （1）目的：获得性状优良的菌种 （2）菌种来源：a.从自然界中筛选； b.诱变育种或基因工程育种。 （3）实例： 生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。 在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。 一、发酵工程的基本环节 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 2.扩大培养 目的：获得更多的菌种 原因：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。 一、发酵工程的基本环节 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 3.配制培养基 在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 4.灭菌 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。 一、发酵工程的基本环节 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 5.接种 将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中。 6.发酵罐内发酵 发酵工程的中心环节 要求∶ ①随时检测微生物数量、产物浓度; ②及时添加营养、严格控制发酵条件； 为什么要严格控制发酵条件的原因？ ①环境条件会影响微生物的生长繁殖和微生物代谢物的形成； ②有利于使发酵全过程处于最佳状态。 例如谷氨酸发酵： ①在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸; ②在酸性条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺； 一、发酵工程的基本环节 发酵罐内发酵———发酵工程的中心环节 计算机控制系统 温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等 微生物数量、产物浓度 及时添加必需的营养组分 使发酵过程处于最佳状态 监测 控制 检测 微生物的生长繁殖和代谢物的形成 影响 发酵条件 一、发酵工程的基本环节 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 7.分离、提纯产物 如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。 如果产品是代谢物，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。 8.获得产品 发酵工程基本环节分析 微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？ Q1 产物方面 目的产物多，副产物少 设备方面 发酵条件容易控制 菌体方面 菌体生长繁殖力强，耐受力强，抗污染、菌种不易变异、退化 原料方面 来源广，低成本、转化率高 发酵工程基本环节分析 怎么 ... ...