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课件网) 第一章 发酵工程 第3节 发酵工程及其应用 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。 青霉素 在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢 过渡 从社会中来 发酵工程的基本环节 一 是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。 1.发酵工程的概念： 随着人们对发酵原理的认识，微生物纯培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的设计成功，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品，发酵工程逐步形成。结合教科书第22～23页内容和发酵罐的示意图，回答下列问题 情境一 (1)发酵工程主要包括哪些环节 (2)发酵工程菌种来源有哪些？你能否举例 (3)为什么要进行扩大培养？ (4)菌种确定之后，培养基的配方如何才能确定？ (5)培养基和发酵设备都必须经过严格的什么处理？为什么？ (6)发酵罐内发酵需要注意哪些问题？ (7)用什么手段对产品进行分离、提纯 【任务1】 接种 灭菌 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 目的: 菌种来源： 实例： 选育菌种 扩大培养 配制培养基 (1)发酵工程主要包括哪些环节 (2)发酵工程菌种来源有哪些？你能否举例 2.发酵工程的基本环节 获得性状优良的菌种。 自然界中筛选、诱变育种或基因工程育种。 筛选产酸量高的黑曲霉用来生产柠檬酸； 使用基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵、缩短生产周期。 (3)为什么要进行扩大培养？ (4)菌种确定之后，培养基的配方如何才能确定？ 目的:获得更多的菌种 原因：工业发酵罐的体积一般较大，因此，需要接入的菌种总体积大 扩大培养的培养基：一般为液体培养基。 选择原料制备培养基（结合菌种代谢特点）；在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定 接种 灭菌 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 选育菌种 扩大培养 配制培养基 2.发酵工程的基本环节 接种 灭菌 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 选育菌种 扩大培养 配制培养基 (5)培养基和发酵设备都必须经过什么处理？为什么？ 培养基和发酵设备 青霉素生产中被杂菌污染，杂菌分泌青霉素酶，将青霉素分解。 对生产环境需进行消毒处理 对通入的空气进行灭菌 ①灭菌原因: ③灭菌对象: ④实例: 所用菌种多是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大降低 ②灭菌目的: 避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量 2.发酵工程的基本环节 接种 灭菌 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 选育菌种 扩大培养 配制培养基 (6)发酵罐内发酵在发酵工程中的地位是什么？需要注意哪些问题？ 随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程； 要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件。 及时添加必需的营养组分， 地位： 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。 ② 注意事项： 2.发酵工程的基本环节 接种 灭菌 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 选育菌种 扩大培养 配制培养基 环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成； ③ 严格控制： 在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸； 在酸性条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺； ④实例———谷氨酸发酵： 2.发酵工程的基本环节 (6)发酵罐内发酵在发酵工程中的地位是什么？需要注意哪些问题？ 接种 灭菌 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 选育菌种 扩大培养 配制培养基 (7)用什么手段对产品进行分离、提纯？ ①微生物细胞本身: 发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥 根据产物的性质 ... ...
