1.3发酵工程及其应用 课件（37张1个视频）-2025-2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3

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，价格贵如金。 在工业上，青霉素是怎样生产的？ 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，一瓶规格160万单位青霉素注射剂的价格只要1元左右 第一章 发酵工程 第3节 发酵工程及其应用 对发酵原理的认识 微生物纯培养技术建立 密闭式发酵罐成功设计 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 现代工程技术 微生物的特定功能 发酵工程 发酵工程是指利用 的特定功能，通过 技术， 生产对 有用的产品。它涉及菌种的 和 、 产物的 和 等方面。 微生物 现代工程 规模化 人类 选育 培养 分离 提纯 一、发酵工程的基本环节 01 菌种的选育 02 扩大培养 03 培养基的配制 04 灭菌 接种 05 06 发酵 1.选育菌种 (1)目的: 获得 . 性状优良的菌种 (2)菌种来源： 、 或 . 自然界中筛选 诱变育种 基因工程育种 (3)菌种选育的重要性(意义): 优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。 (4)实例: 筛选 用来生产柠檬酸； 产酸量高的黑曲霉 使用 ，加速发酵、缩短生产周期。 基因工程改造的啤酒酵母 07 产品的分离、 提纯 08 获得 产品 一、发酵工程的基本环节 01 02 03 04 菌种的选育 扩大培养 培养基的配制 灭菌 接种 05 06 07 08 发酵 2.扩大培养 (1)目的: 增加 ，缩短生产周期 菌种数量 (2)原因： 工业发酵罐体积 （几十 ~ 几百m3） 接入的菌种总体积 （几 ~ 几十m3） (3)扩大培养的培养基： 一般为 . 液体培养基 怎样对菌种进行扩大培养？ 将培养到增长速率最快时期的菌体分开，再进行培养。 产品的分离、 提纯 获得 产品 一、发酵工程的基本环节 01 02 03 04 菌种的选育 扩大培养 培养基的配制 灭菌 接种 05 06 07 08 发酵 3.培养基的配制 (1)配制要求: ①在菌种确定之后，（结合 ）选择原料制备培养基； 菌种代谢特点 ③在生产实践中，培养基的配方要经过 才能确定 （即不断优化培养基）； 反复试验 ②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面 的营养要求，并为微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成。 ④应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。 产品的分离、 提纯 获得 产品 一、发酵工程的基本环节 01 02 03 04 菌种的选育 扩大培养 培养基的配制 灭菌 接种 05 06 07 08 发酵 4.灭菌 (1)灭菌原因: 发酵工程种所用的菌种大多是 ， 一旦有杂菌污染，可能导致产量大大降低。 单一菌种 (2)灭菌目的： 避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量 培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌 在青霉素生产过程中混入杂菌，这些杂菌会分泌青霉素酶，分解青霉素。 在谷氨酸发酵过程中混入放线菌，则放线菌分泌的抗生素会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。 产品的分离、 提纯 获得 产品 一、发酵工程的基本环节 01 02 03 04 菌种的选育 扩大培养 培养基的配制 灭菌 接种 05 06 07 08 发酵 5.接种: 将扩大培养后的菌种投放到 中。 发酵罐 电动机D1 排气管C3 pH计B3 冷却水排出口C2 冷却夹层 发酵液 搅拌叶轮D2 生物传感器装置B4 空气入口A4 放料管A2 A3阀门 A1培养物或营养物质的加入口 B1观察孔 B2取样管 B5温度传感器和控制装置 C1冷却水进入口 {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}装置编号 主要用途 A1-A3 A4 B1-B5 C1、C2 C3 D1、D2 控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养 控制溶解氧 通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，B2处抽取样品进一步检测 通过控制冷水流速调节罐温 调节罐压 电机带动叶轮转动进行 ... ...