发酵工程的研究状况和进展.ppt

Klicken Sie,um das Format des Titel-Masters zu bearbeiten.,Klicken Sie,um die Textformatierung des Masters zu bearbeiten.,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,*,发酵工程的研究状况和进展,陈 坚江南大学,jchen,1,发酵工程的研究状况,2,生物质原料,化学品,精细化学品,大宗化学品,食品添加剂,生物塑料,溶剂,酚类,粘合剂,脂肪酸,碳黑、颜料,燃料、香料、墨水,洗涤剂,生物能源,生物酒精,生物柴油,甲醇,氢气,沼气,工业生物技术主要部分,-,发酵工程,3,发酵：生物,反应过程,上游,加工过程,加工过程,下游,成本经济学,原料,的生物,具有,应用价值,目的产物,大规模,工艺开发,传统诱变、分子生物学、组学,发酵工程,广义的概念：生物学,(,微生物学、生物化学,),和工程学,(,化学工程,),结合,t,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0,1,2,3,E,q,s,/h,-,1,t,/h,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0,10,20,30,40,50,60,1,2,3,F,q,p,/h,0,0.2,0.4,0.6,0.8,m,/h,-,1,1,2,3,-,1,D,狭义的发酵概念：微生物培养和代谢过程,微生物生长,底物消耗,产物生成,4,获得应用价值的微生物,反应器及过程放大,发酵过程优化和控制,发酵工程研究,发酵产物分离提取,5,发酵工程的关键问题和工程意义,微生物能够积累最大目的产物,(,产量,),的,条件,是什么？,高产量,便于产品分离提取,关键问题,1,工程意义,1,相关,：,微生物生理、遗传特性和营养、环境因素,6,条件确定,过程优化,初始条件,过程分析,过程强化,发酵优化的研究思想：发酵是一个过程,9,基于细胞表观特性进行优化,0,4,8,12,16,t,/h,d,(DCW)/(g/L),A,0,20,40,60,80,100,120,140,t,/h,r,(Glucose)/(g/L),B,0,20,40,60,80,0,10,20,30,40,50,60,70,80,t,/h,r,(Pyruvate)/(g/L),C,基于细胞内部分析进行优化,高产量,高底物转化率,高生产强度,优化策略,在理论和技术上有突破,在工业生产中能广泛应用,显著提高发酵过程的经济性和科学性,研究方法,10,1,基于微生物反应原理的培养环境优化技术,优化,微生物生长的物理和化学环境,保证,微生物生长处于最适条件,基本思想,奠定基础,基于,底物运输、生化反应、产物排出,确定,不同环境条件对微生物生长和代谢产物分布的影响,Prod.Distribution,发酵优化,11,培养基组成的优化技术,发酵环境条件的优化技术,确定培养基组分的最小用量，避免底物的过量或不足,减少副产物的形成，使底物转化率明显提高,对关键物质的浓度及其供给方式进行优化，使目标产物产量明显提高,分析不同环境条件下微生物的生理学,目的,内容,12,2,基于微生物代谢特性的分阶段培养技术,研究思想,控制环境条件在最适合细胞生长或最适合产物合成的水平,。,目的,分析,不同,T,、,pH,、,RPM,、,DO,发酵过程的动力学参数,(,，,q,p,，,q,s,),流变学参数的变化特性,分阶段控制策略,提出,分阶段,T,、,pH,、,RPM,、,DO,发酵优化,13,利用,分阶段培养技术还可以将细胞生长期和产物形成期人为分开,，从而实现优化发酵过程的目的。,T,，,pH,DO,RPM,14,3,基于反应动力学和人工智能的优化和控制技术,研究思想,建立动力学模型，求解参数并评价其适用性,对发酵进程和产量指标进行预测,Model,Form,Monod,Constant yield,u=,u,max,s/(K m+s),Y,x/s,=Y,0,Substrate inhibition,Constant yield,u=,u,max,s/(K,m,+s+s,2,/K,i,),Y,x/s,=Y,0,Substrate inhibition,Variable yield,u=,u,max,s(1-,T.s)/(K,m,+s+s,2,/K,i,),Y,x/s,=Y,0,(1-T.s)/(1+R.s+G.s,2,),Substrate and product inhibition,Inhibitions,Constants yields,u=,u,max,s/(K,m,+s+s,2,/K,i,),u=,u,max,o,(1-P/P,m,),q,p,=alpha.u+beta,alpha,beta and Y,p/s,以数学模型为基础的优化,优化发酵过程,发酵优化,15,以生理模型为基础的优化,采用人工神经网络、专家系统、模糊逻辑控制技术,对发酵过程进行在线状态预测和模式识别,自适应最优化控制系统的开发、计算机模拟和实际应用,16,4,基于代谢通量分析的过程优化技术,研究思想,参,考,已知的生化反应计量关系、代谢途径、生理、特征，,构建,、合成不同产物的,代谢网络,。,利用,代谢通量分析方法，,计算,得出胞内,各条代谢途径的通量变化,。,发酵优化,17,分析,不同发酵产品合成途径中,主要代谢节点的性质,，结合发酵过程中胞内能量代谢情况，,提出,一系列发酵,优化策略,。,目的,18,长期胁迫可遗传性的应答（遗传变异）,短期胁迫不可遗传性的应答（生理性的,),Pyruvate,NAD+,NADH,ADP,ATP,ethanol,Anaerobic,Aerobic,Mitochondrion,ATP,环境压力或胁迫,饥饿、高温、高压、机械剪切、冷冻、强酸、强碱、高渗透压（高盐）、活性氧、有毒化学物质等等,细胞结构、基因转录和蛋白表达的临时改变，酶原的激活以及代谢途径的临时调整等,5,基于,环境胁迫条件下微生物生理应答的过程优化技术,发酵优化,19,研究一些重要的工业微生物的抗胁迫因子及其抗胁迫机制，考察环境胁迫条件下特定微生物蛋白转录和代谢途径变化，,采用不同环境胁迫手段或措施对微生物的生长或代谢进行调控，促进微生物生长或大量合成目的产物。,学术思想,20,学术思想,6,基于微生物代谢的辅因子调控的过程优化技术,Cofactors,Metal ions,NADH/NAD,+,NADPH/NADP,+,ATP/ADP/AMP,CoA/Acetyl-CoA,Vitamins,发酵优化,研究辅因子形式及其浓度在物质代谢和信号传递途径中控制代谢流方向和流量分配的作用机制、物质流和辅因子流的变化规律，对微生物的生长或代谢进行调控，,促进微生物合成目的产物的代谢流的最大化和快速化。,21,蛋白质组学,组学,Discovery-driven,转录组学,代谢组学,通量组学,DNA,芯片技术,二维电泳,/,质谱技术,多维色谱,/,质谱技术,同位素,-,核磁共振技术,计算生物学,基因组模型化技术,实验生物科学,Hypothesis-driven,分子遗传学,分子微生物学,蛋白质工程,结构生物学,代谢工程,重组,DNA,技术,蛋白质结晶及,晶体衍射技术,酶的定向,进化技术,高通量,筛选技术,微生物生理学,反向代谢,工程技术,细胞功能认识,和优化,生物学知识和技术,发酵工程的未来,22,工程学方法和规律,工业生物,过程,细胞群体效应,生化、生理特性分析,物质和能量传递模型,过程放大原理和策略,发酵优化,系统全局优化与集成,过程优化,细胞群体效应调控的直接放大,生物,/,化学方法级联的系统优化,多产物联产目标的全局调控,发现和认识,创新技术和方法,集成,优化,细胞,群体,单元,过程,系统,优化,反应,/,分离单元耦合集成,生物,/,化学级联方法,多目标联产方法,耦合技术,基于生理特性的直接放大,过程集成,发酵工程的未来,23,发酵工程研究举例,24,举例,1,：丙酮酸发酵,Glucose,Pyruvate,Alanine,Acetaldehyde,Ethanol,Citrate,OAA,-KG,AcCoA,Pyruvate,OAA,PDH,(B,1,NA),PDC,(B,1,),PT,(B,6,),PC,(Bio),B,1,：硫胺素,NA,：烟酸,Bio,：生物素,B,6,：吡哆醛,Glucose,Pyruvate,光滑球拟酵母中丙酮酸代谢途径,如何得到丙酮酸高产量发酵？,-,菌株选育和培养条件优化,X,X,X,X,选育自身不能合成维生素的酵母,(,维生素缺陷型,),控制培养基中维生素浓度,Li Y,，,Chen J,，,Lun S.Appl.Microbiol.Biotechnol.2001,55,:680-685,57,:471-479.,Li Y,Chen J,Liang D,Lun S-Y.J.Biotechnol.2000,81,:27-34,25,t,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0,1,2,3,E,q,s,/h,-,1,t,/h,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0,10,20,30,40,50,60,1,2,3,F,q,p,/h,0,0.2,0.4,0.6,0.8,m,/h,-,1,1,2,3,-,1,D,动力学分析,高,溶氧,下，丙酮酸转化率较高，但生产强度,(,葡萄糖消耗速度,),较低,低溶氧下，葡萄糖消耗速度加快，然而丙酮酸产率却明显下降,代谢网络分析,DO=10%,DO=85%,PEP,到,Pyr,的通量增加了,20%,，丙酮酸进一步代谢的通量下降了,63.3%,高溶氧下转化率高的原因,如何提高丙酮酸发酵的转化率和生产强度？,-,分阶段溶氧控制,辅因子分析,总,ATP,下降,31.4%,NADH,下降,18.6%,生产强度,(,葡萄糖消耗速度,),59,低溶氧生产强度高的原因,DO=10%,DO=85%,Liming Liu,*Jian Chen.Journal of Biotechnology,2006,126,(2):173-185,Li-Ming Liu,*Jian Chen.FEMS Yeast Research,2006,6,:11171129,26,高产量,(89.4 g/L),高产率,(0.636 g/g),高生产强度,(1.95 g/(L,h),确定分阶段供氧模式,:,发酵,0-16 h,控制,k,L,a,为,450 h,-1,，,16 h,后将,k,L,a,降低至20,0 h,-1,碳平衡分析,前,16 h,较高溶氧有利于碳流合成细胞；,采用单一高或低供氧模式，不能同时达到高转化率和高生产强度！,16 h,后耗氧速率恒定，碳流转向合成丙酮酸,结果,如何提高丙酮酸发酵的转化率和生产强度,?-,分阶段溶氧控制,分阶段溶氧控制！如何分阶段？,Liming Liu,*Jian Chen.Biotechnology and Bioengineering,2007,97,(4):825-832,Liming Liu,*Jian Chen.Journal of Biotechnology,2006,126,(2):173-185,27,PC,(Bio),OAA,Glucose,Acetate,AcCoA,PDH bypass,Pyruvate,Acetaldehyde,Ethanol,PDC,(B,1,),Pyruvate,PDH,(B,1,),AcCoA,Citrate,OAA,-KG,10 g/L,59g/L,A,Glucose,Pyruvate,Acetaldehyde,Ethanol,PDC,(B,1,),PC,(Bio),OAA,Pyruvate,PDH,(B,1,),AcCoA,Citrate,OAA,-KG,Acetate,AcCoA,PDH bypass,14 g/L,53 g/L,B,如何使酵母从积累丙酮酸转向积累,-,酮戊二酸,辅因子调控,打开丙酮酸脱氢酶系,(PDH),途径,打开丙酮酸羧化酶,(PC),途径,28,L Liu,Y Li,Z Shi,G Du,*J Chen.Metabolic Engineering,2007,9(1),:21-29,Glucose,Pyruvate,Acetaldehyde,Ethanol,PDC,(B,1,),PC,(Bio),OAA,Pyruvate,PDH,(B,1,),AcCoA,Citrate,OAA,-KG,Acetate,AcCoA,PDH bypass,21 g/L,48g/L,C,Glucose,Pyruvate,Acetaldehyde,Ethanol,PDC,(B,1,),PC,(Bio),OAA,Pyruvate,PDH,(B,1,),AcCoA,Citrate,OAA,-KG,Acetate,AcCoA,PDH bypass,44 g/L,22 g/L,CaCO,3,D,从积累丙酮酸转向积累,-,酮戊二酸,同时打开,添加,Ca2+,离子，,PC,活性受,Ca2+,所激活,29,举例,2,：,维生素,C,发酵微生物的功能优化与调控,我国是世界最大的维生素,C,生产国和出口国，,2008,年生产,85000,吨，产值,40,亿，占世界市场,90,小菌,(,氧化葡萄糖杆菌,G.oxydans,),大菌,(,巨大芽孢杆菌,B.megaterium,),关键科学问题：维生素,C,发酵微生物的功能关系,Glu,Vc,现况：维生素,C,两步发酵工艺,小菌单独培养生长、产酸困难,大菌本身不产酸，促进小菌生长和产酸,团队承担的国家,863,重点项目和国家支撑项目,与南开大学功能基因组学中心、国内最大,Vc,生产企业合作,实现组学技术解决发酵工业长期问题的典型,30,基因组测序步骤,鸟枪法测序,提取基因组,DNA,打断基因组,DNA,基因文库构建,大规模测序,罗氏,GSFLX,高通量基因组测序,衔接子连接,单链,DNA,与磁珠结合,油滴中,PCR,反应,序列拼接,测序反应,填补缺口,基因组注释,代谢途径分析,小菌测序,大菌测序,代谢途径分析,代谢途径分析,从代谢途径角度解析两菌关系,31,氧化葡萄糖酸杆菌中心代谢途径分析,缺失编码琥珀酸盐脱氢酶的基因，柠檬酸循环不完全,无编码磷酸烯醇式丙酮酸合成酶，不能通过糖异生生产,C6,G.oxydans,基因组含编码氧化戊糖磷酸途径和,D,途径的全部酶基因,缺失编码磷酸果糖激酶的基因，糖酵解途径不完全,32,蛋白质组学,小菌单独发酵时胞内蛋白表达,大菌存在时小菌胞内蛋白表达,功能蛋白确定，研究大菌影响小菌产酸的机制,K.Vulgar,B.megaterium,33,发酵优化,明确大菌调控小菌的作用方式,阐释大小菌之间的功能关系,发展调控小菌生理功能的策略,提高糖酸转化率,提高,VC,产量,提高生产强度,基因测序,功能蛋白,产物解析,3-,磷酸甘油醛,丙酮酸,葡萄糖,TCA,循环,大菌特定的代谢途径,L-,山梨酮,2-,酮基,-L-,古龙酸,L-,山梨糖,2-,酮基,-L-,古龙酸生产途径,Vc,目标,1,：确定微生物之间的功能关系，提高效能,目标,2,：构建,Vc,一步发酵菌株，实现重大创新,举例,2,：,维生素,C,发酵微生物的功能优化与调控,34,棉织物化学前处理工艺,Singeing,Desizing,Scouring,Bleaching,退浆,淀粉、,PVA,精练,角质、果胶,漂白,H,2,O,2,化学品,/,高温,化学品,/,高温,化学品,/,高温,四种酶发酵与应用的系统控制优化,效果：,提高质量,节省能源,减少排放,国内外：加酶处理工艺,本课题：全生物处理工艺,效益：,发酵产值,5,亿,节能能耗,15,亿,环境效益,30,亿,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,Singeing,Desizing,Scouring,Bleaching,退浆,淀粉、,PVA,精练,角质、果胶,漂白,H,2,O,2,淀粉酶,/PVA,酶,角质酶,/,果胶酶,过氧化氢酶,棉织物生物前处理工艺,35,高产菌株选育,产酶微生物筛选,菌株鉴定和遗传改造,分子克隆和工程菌构建,发酵过程研究,酶的分离与纯化,培养基和条件确定,发酵过程优化策略,过程放大和工业化,分段控制,流加发酵,低成本,放大技术,分离与纯化方法,酶的基本性质,工业化提取技术,诱导胁迫,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,36,酶制剂应用,酶应用特性和作用机理,复合酶和酶组分复配,过程模拟和最佳条件,应用效果评价,应用效果比较研究,经济学评价,环境效益分析,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,37,野生菌筛选与发酵,提取高纯度天然蛋白,电泳,主要斑点,N,端测序,或肽指纹术分析,N,端序列,/,肽段分,子量数据库查询,获得基因,N,端测序,设计核苷酸探针杂交,获得基因,生物数据库查询,同源序列,保守序列分析,设计引物扩增,相关序列片断,获得基因,若出发菌基因组序列为已知,若出发菌基因组序列未知,Thermobifida fusca,角质酶,角质酶高产菌的构建,细菌来源角质酶编码基因目前在国内外未有报道,酶制剂基因鉴定流程,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,38,Purification step,Total protein(mg),Total activity(U),Specific activity(U/mg),Purification fold,Yield(%),Crude enzyme,234.9,12294,52.34,1,100,(NH,4,),2,SO,4,fractionation,46.4,5205.2,112.18,2.14,42.34,Phenyl HP,Sepharose FF,4.75,1521.24,320.26,6.12,12.37,DEAE Sepharose FF,2.86,1140.91,398.60,7.61,9.28,Table I Summary of purification of wild-type cutinase from,T.fusca,天然嗜热子囊菌角质酶的纯化,通过硫酸铵沉淀、疏水色谱、阴离子交换色谱从嗜热子囊菌发酵液中分离纯化得到电泳纯天然角质酶,角质酶高产菌的构建,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,39,肽指纹图谱鉴定角质酶基因,对电泳纯天然角质酶进行肽指纹图谱分析，通过数据库比对，得到角质酶的编码基因,(Tfu_0883),角质酶高产菌的构建,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,40,Tfu_0883,的克隆、表达和纯化,通过基因工程手段使角质酶基因在大肠杆菌中高效表达，工程菌发酵液酶活达,180 U/mL,，是野生菌产酶的,9.4,倍。,重组,Tfu0883,具有角质酶活性,pET-20b(+),pelB as signal peptide,C-terminal His-tag,E.coli,BL21(DE3)Rossetta,Ammonia sulfate precipitation,Ni-column,角质酶高产菌的构建,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,41,调控,PGL,发酵过程中底物甘油的浓度和诱导物甲醇的浓度，实现,PGL,的高产量和高生产强度,图,2-3,甲醇和菌体浓度的比值对,PGL,产量、,生产强度和单位细胞生产,PGL,的能力的影响,PGL/100 PGL productivity,PGL production per cell1000,前期研究结果举例：,甲醇和菌体浓度比值的影响,底物流加,研究目标,流加策略,甲醇流加：控制甲醇流 速，将甲醇和菌体浓度比值维持在,0.165 g/g,左右,甘油流加：细胞快速生长，达高密度；,重组,P.pastoris,高密度发酵生产,PGL,的底物流加策略和温度诱导,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,42,菌体生长阶段的甘油流加策略,细胞干重在,63 h,达到,122 g/L,细胞干重在,33 h,达到,140 g/L,DO-stat,指数,流加,重组,P.pastoris,高密度发酵生产,PGL,的底物流加策略和温度诱导,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,43,诱导阶段的甲醇流加策略,图,2-6,甲醇流加控制下的发酵过程曲线,DCW PGL Methanol,Feeding rate ,qs,1000 DO,诱导前期,(08 h),以,2 ml/h,的速,度逐步提高甲醇流加速度，使,培养液中甲醇浓度接近,20 g/L,；,(2),诱导中期,(890 h),将甲醇流加,速度控制在,9.7,mL/h,以维持体,系中甲醇浓度为,20 g/L,；,诱导后期,(90 h,以后,),，,DO,上升，,将流速维持在,2,mL/h,。,成功将甲醇与菌体浓度比例控制,0.1630.171 g/g,。发酵结束时,PGL,酶活达到,430 U/mL,，生产强度达到,4.34 U/mL/h,。,重组,P.pastoris,高密度发酵生产,PGL,的底物流加策略和温度诱导,举例,3,：,染整关键酶制剂的发酵与应用技术,44,举例,4,：透明质酸发酵过程优化与控制,透明质酸三级结构,优良理化性质：粘弹性 高保湿性 生物相容性,食品添加剂,关节炎治疗,化妆美容,高粘度和低溶氧传递速率是,HA,发酵过程的重要瓶颈,乳酸对细胞生长和,HA,合成有着较强的抑制作用,细胞生长和,HA,合成之间存在对碳源和关键辅因子的竞争,HA,发酵存在问题,45,透明质酸发酵过程的混合与传质特性优化研究,问题,(),高粘度和低溶氧传递速率是,HA,发酵过程的重要瓶颈,溶氧水平,表观黏度,有效搅拌区域体积,溶氧传递系数,有效搅拌区域模型,有效搅拌区域控制模型的混合与传质动力学,(Va=1,）,剪切力对菌体形态影响,理想,HA,发酵模式：低剪切、高传质、高溶氧,46,降解透明质酸提高发酵过程的混合及传质效率,问题,(),高粘度和低溶氧传递速率是,HA,发酵过程的重要瓶颈,酶法降解,HA,提高混合与传质效率,氧化还原降解,HA,提高混合与传质效率,FT-IR,分析结果,过氧化氢,/,抗坏血酸氧化还原降解,HA,氧化还原降解,HA,没有破坏其基本结构单元,HA,氧化还原降解对,HA,发酵的影响,添加,H,2,O,2,/,抗坏血酸对流体力学影响,47,Transglutaminase,(TGase,Protein glutamine-glutamyltransferase,EC 2.3.2.13),举例,5,：,Transglutaminase:Activation Mechanism and Fermentation Optimization,通过,N-(-,谷酰胺,),赖氨酸键交联蛋白质,催化蛋白质中,Gln,的,-,羧酰胺基与伯胺间发生转移反应,蛋白质脱酰胺作用,通过形成脂键共价连接蛋白质和脂肪酸的长链,-,羟基,目前唯一商业化并大规模生产的可在蛋白质间形成共价交联的酶制剂,48,Activation Mechanism of Transglutaminase,Pre-Pro-TGase,Secreted from cells,folding,Pro-TGase,Inhibitor(TAPI),Inhibition,Protease-inhibitor complexs,activation,Serine Protease,MetalloProtease,TGase,Pro-region(AAs),+,Dongxu Zhang,Jing Wu,Miao Wang,Guocheng Du,Jian Chen.Journal of Agricultural and Food Chemistry.2008(in press).DIO:10.1021/jf8008519,Dongxu Zhang,Miao Wang,Guocheng Du,Qingxin Zhao,Jing Wu,Jian Chen.Journal of Agricultural and Food Chemistry.2008,56(9):34033408.,TAPI:surfactant protein,举例,5,：,Transglutaminase:Activation Mechanism and Fermentation Optimization,49,根据该,TGase,活化模型：在发酵过程的产酶初期,:,*,添加,10 mg/mL,的,CTAB,，使发酵过程酶活提高,21.8%,；,*,添加,1000 U/mL,的胰蛋白酶，使发酵过程酶活提高,31.2%,。,举例,5,：,Transglutaminase:Activation Mechanism and Fermentation Optimization,50,Transglutaminase Fermentation,Determine of,culture medium,by Analysis of amino acid metabolism using mass balances,Amino acid metabolic anylysis of,Streptomyces Mobaraense,Guoliang Yan,Guocheng Du,Yin Li,Jian Chen,Jianjing Zhong.Process Biochemistry.2005,40:963-968.,M.Y.Zheng,Guocheng Du,J.Chen.Enzyme and Microbial Technology,，,2002,，,31(4):477-481,.,Two-stage pH and agitation speed control strategy for TGase fermentation.,DO1,DO2,DO2,DO1,pH1,pH2,举例,5,：,Transglutaminase:Activation Mechanism and Fermentation Optimization,51,举例,6,：,益生菌干预食品中生物毒素的机理与过程控制,某些益生菌可以吸附毒素，形成菌体,-,毒素复合体，当微生物形成复合体后，较易与毒素一起排出体外，减少毒素在肠道的吸收，从而降低毒素的危害。,食品污染有微囊藻毒素,(MC),具有强烈的肝毒性和肿瘤促进作用,菌体毒素复合体排出,生物毒素广泛存在于污染的主产粮食作物、动植物性食品和生活饮用水中。,研究背景,52,吸附动力学模型,细胞结构,吸附结合位点,益生菌对生物毒素的吸附过程模型解析及作用机制评价,代谢指纹,代谢网络,2D,电泳,生物芯片,益生菌干预生物,毒素的代谢过程解析及调控,TIM,绩效评价,动物实验,高危人群实验,益生菌干预生物毒素的绩效关系评价,益生菌的表面分子结构及其毒素吸附与转化功能分子改造,表面分子毒素吸附作用解析,毒素转化代谢解析,表面修饰及分子改造,举例,6,：,益生菌干预食品中生物毒素的机理与过程控制,研究方法,53,总体目标：系统控制与优化,发酵,酶转化,分离提取,一级加工,主产物,副产物,.,分离浓缩,发酵,酶转化,分离提取,产物,1,产物,2,.,二级加工,有机废物,(,废水,),厌氧酸化,好氧发酵,产物,1,产物,2,三级加工,原料,两级发酵资源化过程技术,举例,7,：多级生物转化实现多产品联产,54,甘油,二羟基丙酮,1,3-,丙二醇,1,3-,丙二醇,二羟基丙酮,副产物：甘油,分离浓缩,二级生物转化,主产物：生物柴油,。,。,多产物联产,一级生物转化,举例,6,：多级生物转化实现多产品联产,55,初始微生物群落富集,有机成分的合理组合,生态因子的调控,种群或群落选择性抑制剂,适宜的预处理技术,有机废物,利用有机酸菌种构建,代谢途径分析,发酵过程优化,环境条件控制,纯培养发酵技术,混合培养发酵技术,厌氧酸化,好氧发酵,生化产品,举例,6,：多级生物转化实现多产品联产,56,谢谢！,57,