1.3 发酵工程及其应用 课件(共36张PPT) 2024-2025学年人教版（2019）高中生物学选择性必修3

(课件网) 青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素，早期只能从青霉菌中提取少量青霉素，价格贵如金。 随着发酵技术的发展，如今一瓶规格160万单位的青霉素注射剂价格只要一元左右。 ？今天用于治疗细菌感染的青霉素是怎样生产的？ 通过发酵工程生产 从社会中来 第3节 发酵工程及其应用 对发酵原理的认识 微生物纯培养技术的建立 密闭式发酵罐的成功设计 严格控制环境条件(温度、pH、 溶解氧压强、营养物、泡沫等) 大规模生产发酵产品 微生物的特定功能 现代工程技术 一 发酵工程的产生 是指利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。 2 发酵工程 1 发酵工程形成的前提条件 选育高产菌种 扩大培养 配制培养基 灭菌 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 二 发酵工程的基本环节 (1)目的： 获得_____ 性状优良的菌种 （2)菌种来源： （3)实例： ①自然界筛选 ②诱变育种 ③基因工程育种 （常规菌） （工程菌） 产柠檬酸量高的黑曲霉 基因工程改造的啤酒酵母 筛选产酸量高的 用来生产柠檬酸； 使用基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵、缩短生产周期； 黑曲霉 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种 1选育菌种 发酵工程与传统发酵技术最大的区别 (1)目的： 获得_____ 更多的菌种 (2)原因： 工业发酵罐的体积大，需要接入的菌种多 (1)在生产实践中，培养基的配方要经过_____才能确定。 反复试验 (1)原因： ①杂菌与菌种之间形成 关系使产量下降 ②杂菌产生的 抑制菌种的生长使产量下降。 （2)对象：_____和_____； 发酵设备 3配制培养基 4灭菌 培养基 种间竞争 代谢物 在青霉素生产过程中如果被杂菌污染了，杂菌分泌青霉素酶将青霉素分解掉。 (2)类型： 。 液体培养基 2 扩大培养 (3)培养基类型:液体培养基 将_____的菌种投放到 中 发酵罐 扩大培养后 —发酵工程的中心环节 5接种 6发酵罐内发酵 谷氨酸的发酵生产，在中性和弱碱性条件下会积累 ； 在酸性条件下则容易生成 和 ； 谷氨酸 谷氨酰胺 N-乙酰谷胺酰胺 操作 目的（原因） 随时检测培养液中微生物数量、产物浓度 了解发酵进程 及时添加必需的营养成分 确保发酵过程高效和稳定 严格控制温度、pH、溶氧量等发酵条件 环境条件会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢物的形成 (1)相关操作及目的(原因) 培养物或营养物质的加入口 观察孔 取样管 温度传感器及控制装置 冷却水进入口 阀门 空气入口 放料管 生物传感器装置 搅拌叶轮 发酵液 冷却夹层 冷却水排出口 pH计 排气管 电动机 抽取样本进行检测 调节罐温 调节罐压 控制溶解氧含量 不断搅拌的目的： ①增加培养液中的溶解氧 ②使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率； ③有助于充分散热； (2)发酵条件及相应的调节和控制方法： (3)现代发酵工程使用的发酵罐的优点： 均有 ， 能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、 罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等 进行 和 ， 还可以进行 ， 使发酵全过程处于 。 计算机控制系统 监测 控制 反馈控制 最佳状态 7分离、提纯产物 发酵产物类型 获得产品的方法 过滤、沉淀等方法 适当的提取、分离和纯化措施 分离、提纯产物的方法措施： 微生物细胞 代谢物 8获得产品 酱油 味精 啤酒 青霉素 根瘤菌 要进行质量检查，合格后才能成为正式产品 能否通过一般的过滤、沉淀等方法将氨基酸从培养液中分离提取出来 判断 不能，氨基酸是小分子物质。 吸附法：利用吸附剂在一定的pH下，使发酵液中的产物吸附在固体吸附剂上，然后改变pH，通过洗脱剂使之解吸下来。 沉淀法：通过改变条件或加入某种沉淀剂，使发酵液中的目的产物生成不溶性颗粒而沉淀析出的过程。 萃取法：将溶剂加入到发酵罐中，根据发酵液中不 ... ...