《生物制药技术教学课件》发酵工程菌种.ppt

发酵工程部分参考资料 教材：生物技术制药 主编 周珮 人民卫生出版社 参考书 (1 )生物制药工艺学 主编 何建勇 人民卫生出版社 (2)微生物工程 主编 焦瑞身 化学工业出版社 (3)生物工艺学 主编 俞俊棠 华东理工大学出版社 （ 4）Biochemical Engineering. Aiba S. University of Tokyo Press (5)Biochemical Engineering and Biotechnology ISBN0444528458 期刊:（1）J. Ferm. Tech (2)中国抗生素杂志 （3）Biotech Bioeng. (4)J. Ferment. Bioeng (5)生物工程学报 发酵工程(fermentation) 复旦大学药学院生物合成教研室 一、发酵（fermentation)的定义： 用生物催化剂（Biocatalyst)使培养物质转变成产品的生物化学反应。** 生物催化剂： 细菌、放线菌、真菌或其解体产物（如酶）和动植物细胞等。 第一节 概 述 UPSTREAM PROCESSES - genetics, cell … - media formulation sterilization - inoculation 上游工程 Fermentation engineering DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification assay - waste treatment byproduct recovery 下游工程 发酵的范畴 1、传统发酵 2、生化和生理学意义的发酵 3、工业上的发酵 传统发酵 最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。 生化和生理学意义的发酵 指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式. 发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。 如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵 泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程包括： 1. 厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。 2. 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。 产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。 发酵工程（微生物工程，发酵技术）: 指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质。 19世纪末：厌氧发酵（酒精、乳酸、发酵食品） 1945年：通气搅拌发酵罐--好氧发酵（青霉素等抗生素） 20世纪50年代：代谢控制发酵（氨基酸、核酸等） 20世纪70年代：固定化酶连续发酵 20世纪80年代：现代发酵工程技术（与基因操作技术相结合） 现在 ： 与电子技术、基因技术等的紧密结合. 二、发酵工程的历史发展 发酵工程是生物技术产业化的基础和关键技术， 是获得生物产品的手段。 无论传统发酵产品，如抗生素、氨基酸等，还是现代基因工程产品，如疫苗、人体蛋白质等，都需要发酵技术进行生产。 三、发酵工程在现代生物技术中的地位和作用 1、生产菌种的选育。 2、发酵条件的优化和控制。 3、反应器的设计 4、产物的分离、提取、精制。 四、发酵工程的主要内容 1、微生物细胞为产物的发酵? 2、酶的发酵：青霉素酰化酶、淀粉酶等。? 3、微生物代谢产物发酵：初级、次级代谢产物? 4、生物转化或修饰化合物的发酵工业? 5、其他? 五、发酵的类型 微生物产物：微生物细胞，酶，药物活性物质，特殊化学物质和食品添加剂? 1、生产微生物细胞物质 定义：是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的的产品的发酵工业，包括单细胞的酵母和藻类、担子菌，生物防治的苏云金杆菌以及人、畜防治疾病用的疫苗等。如香菇、冬虫夏草、茯苓、灵芝等 生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长 稳定期产量最高。? 特点：细胞的生长与产物积累成平行关系 2、微生物酶发酵 酶的特点：易于工业化生产，便于改善工艺提高产量。 分类：胞内酶 和胞外酶 生物合成特点： 需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。? 3、微生物代谢产物发酵 包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级代谢产物。 对数生长期形成的产物是细胞