高三生物微生物与发酵工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 微生物与发酵工程,第三节 发酵工程简介,一、发酵工程生产实例,谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径,葡萄糖,中间产物,a,酮戊二酸,谷 氨 酸,谷氨酸脱氢酶,NH,4,抑 制,只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。,一、发酵工程生产实例,菌种的选择,谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢,?,一、发酵工程生产实例,培养基的选择,成 分,酸碱度,水,无机盐,氮源,碳源,生长因子,豆饼水解液、玉米浆中的水,磷酸二氢钾氧化钾,硫酸镁,尿素,豆饼水解液、玉米浆,生物素,pH,7-8,一、发酵工程生产实例,发酵罐示意图,电动机,pH,检测及,控制装置,培养液,无菌空气,排气口,冷却水出口,冷却水进口,搅拌器,加料口,放料口,二、发酵工程概念,采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程中的一种新技术。,三、发酵工程的内容,发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：,菌种的选育,培养基的配置,灭菌,扩大培养和接种,发酵过程,分离提纯,1,、菌种的选育,选育的方法：,从自然界中先分离出相应的菌种；,利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种；,利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。,举例：,可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结合，形成重组,DNA,，再把重组,DNA,导入大肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛素的菌种。,2,、培养基的配置,培养基配置的原则：,根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。,配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的,PH,。,培养基的营养要协调，以利于产物的合成。,培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。,举例：,发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以及乙醇醋酸等石化产品代替粮食来配制培养基。,3,、灭菌,灭菌的原因：,在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。,举例：,如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。,4,、扩大培养和接种,扩大培养：,扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体,接种：,有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？,接种过程中要注意防止杂菌污染,5,、发酵过程,发酵产物：,发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。,发酵进程,在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物。,发酵条件,发酵生产中温度、,pH,、溶氧量等对发酵过程有重大影响。,6,、分离提纯,发酵产物不同，分离提纯的方法会有所不同，产物分离、提纯的一般方法是：,代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法。,菌体本身：过滤、沉淀。,从自然界分离的菌种,产 品,基因工程,诱变育种,诱变育种,生产用菌种,扩大培养,原 料,微生物菌体,代谢产物,分离提纯,发酵罐,发酵条件控制,接种,培养基配置,灭菌,四、发酵工程的应用,在医药方面：,发酵工程能生产人们所需的药品。例如：通过青霉发酵能生产青霉素。,通过发酵工程能生产基因药品。例如：将合成的人的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞内构建成“工程菌”，再通过培养“工程菌”即可获得人的胰岛素。,四、发酵工程的应用,在食品工业方面：,发酵工程能为人们提供丰富优质的传统发酵产品。如：生产呻酒，果酒等。,发酵工程能生产各种食品添加剂。例如,酸味剂：柠檬酸、乳酸等；鲜味剂：谷氨酸等；色 素：,-,胡萝卜素等；甜味剂：高果糖浆等。,发酵工程能为解决人类粮食短缺问题开辟新途径。例如：通过发酵可获得大量的微生物菌体,单细胞蛋白。,20,世纪,80,年代中期全世界的单细胞蛋白年产量已达,2.0 x10,7,t,，广泛用于食品加工和饲料中。,qq,红包群,qq,红包群,vag71wdv,拿出来耿老爹托他带的书信，说：,“,耿兄弟托俺捎书信回来。他和娃娃们都很好，叫你放心！,”,郭氏刚接过书信，耿兰和妞儿就喘着气跑回来了。刘氏提着半篮子水果，裴氏抱着一颗西瓜也紧跟着进了堂屋。郭氏说：,“,俺这里西瓜和水果多着呢！你们看俺，都不晓得怎么招待这位张大哥了！,”,郭氏说着，把书信放在桌子上就要去切西瓜洗水果。耿兰赶快踮起脚，伸出小手把书信摸到了手里。只见她把书信拿下来之后，先是双手捧在面前仔细地看了看，然后又努起小嘴儿亲一亲，让张老乡看着眼眶直发热。他伸手拦住准备切西瓜洗水果的郭氏，说：,“,弟妹别忙，你听俺说话。这个女娃就是耿兰了？和她姐姐长得可真像哇！,”“,你见着她姐姐和哥哥们了？,”“,见着了，都见着了。这样吧，耿兄弟还惦念着他的老岳父和老岳母呢！要不咱们去老人家那里再细说？,”“,好好好，咱们去，咱们去。俺爹娘也老在念叨他们呢！,”,大家出来，郭氏锁了院门儿。耿兰拿着爹爹捎回来的书信，蹦蹦跳跳往姥娘家去了。郭氏回头对刘氏和裴氏说：,“,那俺们先去俺娘家啦！,”,妞儿也要跟着去，被刘氏拉住了，说：,“,俺们和你爹，你哥哥他们一会儿再去！,”,刘氏和裴氏站在路边高兴地挥手道别。刘氏说：,“,俺们大家一会子都过去和这位张大哥叙话啊！,”,裴氏说：,“,你们快去哇，俺们大家伙儿吃罢饭再去叙话！这位张大哥，真是辛苦了呢！,”,很快就到郭氏娘家了。耿兰一跑进姥娘家的院门儿就高举着爹爹捎回来的书信喊起来：,“,姥娘姥爷，俺爹捎书信回来啦！,”,两位老人正在院子里翻晒粮食，猛然间听到耿兰高兴的喊叫声，倒不知道说什么好了。俩老人都愣愣地停下手来，几乎同时脱口问道：,“,什么？你爹捎书信回来啦？,”,耿兰把书信举到姥爷的面前，撒着娇说：,“,姥爷，你快读给俺听嘛！,”,郭氏和张老乡也进来了。郭氏强忍着激动，声音颤抖地说：,“,爹，娘，这位张大哥捎回书信来了！,”,张老乡赶忙拱手施礼，说：,“,大伯大婶好！耿兄弟在外，很惦念二位老人家呢。,”,大家忙不迭地把张老乡让到屋里坐下。郭氏娘高兴地有些语无伦次了，嘴里直说：,“,哎呀，这，这，真辛苦这位大侄子了快，锅里有新熬的绿豆汤，俺给你盛一碗喝哇。别看这，已经中秋时节了，但今年儿这秋老虎忒厉害哩。你走远路，一定渴坏了！,”,郭氏说：,“,娘你坐，俺去给张大哥盛绿豆汤。,”,说着话，张老乡从随身带的褡裢两头各取出来一小瓷瓶上好的米酒，说：,“,这是耿兄弟特地为两位老人家买得米酒！,”,原来，这位张老乡是个特别细心的人。那天听耿老爹提到岳父母时的歉意，老乡已经看在眼里。但他知道，此趟回家路途遥远，除了一封书信之外，耿老爹是绝对不会开口请他给家里捎带任何东西的。于是，他就从自己给爹,