湖北工程学院：人教版《高中生物》课程选修3技术与工程教学资源（PPT课件）第一章 1.3发酵工程及其应用（课件）

2021 第3节发酵工程及应用

2021 第3节 发酵工程及应用

青霉素 世界上第一个应用于临床的抗生素。 迁射用青图时 160

课堂篇探究学习 世界上第一个应用于临床的抗生素。 青霉素

与社会的联系 脂肪酶 前品裤职游期分解前含量99%， 壶吸面因其留a定的怀f力 商天油 华前福配 如四 16o 厨邦酱油 言品 青露素

与社会的联系

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青露素，它的价格贵如金。 随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青鸳素步入了 产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素 安制用海■ 注射剂的价格只要1元左右。那么，在工业上，青露素究 160 竞是怎样生产的呢？ 青霉素

1.发酵工程的形成 人们对发酵原理的认识 密闭式发酵 微生物纯培 罐的设计成 养技术的建 功 立 发酵工程形成

1.发酵工程的形成 微生物纯培 养技术的建 立 密闭式发酵 罐的设计成 功 人们对发酵原理的认识 发酵工程形成

2.发酵工程的基本环节 选 在自然界中筛选或 工业发酵罐体积大，1 通过诱变育种、基 大 接入的菌种多，发 因工程育种等方式 种 酵前要对菌种扩大 获得优良菌种 培养 种 配 菌种确定后，要选 发酵工程使用的菌种多为 单一菌种。一旦有杂菌污： 择原料制备培养基。 染，可能导致产量大大降 配方往往要反复试 菌 低。培养基和发酵设备均 基 验才能确定 需严格灭菌

2.发酵工程的基本环节 选 育 菌 种 配 制 培 养 基 接 种 灭 菌 扩 大 培 养 在自然界中筛选或 通过诱变育种、基 因工程育种等方式 获得优良菌种 菌种确定后，要选 择原料制备培养基。 配方往往要反复试 验才能确定 工业发酵罐体积大， 接入的菌种多，发 酵前要对菌种扩大 培养 发酵工程使用的菌种多为 单一菌种。一旦有杂菌污 染，可能导致产量大大降 低。培养基和发酵设备均 需严格灭菌 学科网原创

2.发酵工程的基本环节 电动机 排气管 pH计 培养物或蓄养物质的 知入▣ 发酵罐内发 接种 中 真媒孔 酵 环节 取料管 冷却水掉出 口 在发酵过程中，要随时检测培 冷抑夹层 养液中的微生物数量、产物浓 发感液 度等，以了解发酵进程。还要 ■度传感警和控 制爽置 损钟叶轮 及时添加必需的营养组分，要 严格控制温度、pH和溶解氧等 数代频 清每水进入 发酵条件。环境条件不仅会影 响微生物的生长繁殖，而且会 影响微生物代谢物的形成。 如谷氨酸的发酵生产：在中性 空气入可 ◆ 和弱碱性条件下会积累谷氨 酸；在酸性条件下则容易形成 谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。， 放料管 发酵罐示意图

电动机 排气管 pH 计 冷却水排出 口 冷却夹层 发酵液 搅拌叶轮 生物传感器 装置 空气入口 放料管 阀门 培养物或营养物质的 加入口 观察孔 取样管 温度传感器和控 制装置 冷却水进入 口 接种 发酵罐内发 酵 2.发酵工程的基本环节 中心 环节 在发酵过程中，要随时检测培 养液中的微生物数量、产物浓 度等，以了解发酵进程。还要 及时添加必需的营养组分，要 严格控制温度、pH和溶解氧等 发酵条件。环境条件不仅会影 响微生物的生长繁殖，而且会 影响微生物代谢物的形成。 如谷氨酸的发酵生产：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形成 谷氨酰胺和N -乙酰谷氨酰胺。 发酵罐示意图

2.发酵工程的基本环节 发酵罐内发 酵 如果发酵产品是微生物 1 细胞本身，可在发酵结 分离、提 束之后，采用过滤、沉 纯 淀等方法将菌体分离和 产物 干燥，即可得到产品。 如果产品是代谢物，可 根据产物的性质采取适 当的提取、分离和纯化 1 措施来获得产品。 获得产品

分离、提 纯 产物 获得产品 2.发酵工程的基本环节 发酵罐内发 酵 如果发酵产品是微生物 细胞本身，可在发酵结 束之后，采用过滤、沉 淀等方法将菌体分离和 干燥，即可得到产品。 如果产品是代谢物，可 根据产物的性质采取适 当的提取、分离和纯化 措施来获得产品

2.发酵工程的基本环节 一般包括：蓝种的选育， 扩大培养， 培养基的配制、灭菌， 选育菌种：可以从自然界中筛选，也 接种、发酵 扩大培养 可通过诱变育种或基因工程获得 产品的分离、提纯等方面。 灭菌：不能有杂菌污染。如 发酵罐内发酵：发酵工程的中心环节。在了 在青霉素生产过程中如果污 解发酵进程的同时，还要控制发酵条件。如 接种← 染了杂菌，某些杂菌会分泌 环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而 青霉素酶将青霉素分解掉 且会影响微生物代谢物的形成 环节 分离、提纯产物： (1)若产品是微生物本身，可采用过滤、沉淀等方法： 获得产品 (②)若产品是代谢物，可根据产物性质采取适当的措施

2.发酵工程的基本环节 选育菌种:可以从自然界中筛选,也 可通过诱变育种或基因工程获得 扩大培养 发酵罐内发酵:发酵工程的中心环节。在了 解发酵进程的同时,还要控制发酵条件。如 环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而 且会影响微生物代谢物的形成 接种 灭菌:不能有杂菌污染。如 在青霉素生产过程中如果污 染了杂菌,某些杂菌会分泌 青霉素酶将青霉素分解掉 分离、提纯产物: (1)若产品是微生物本身,可采用过滤、沉淀等方法; (2)若产品是代谢物,可根据产物性质采取适当的措施 获得产品 中心 环节 一般包括：菌种的选育， 扩大培养， 培养基的配制、灭菌， 接种、发酵， 产品的分离、提纯等方面

3.各环节需要注意的地方 环节 目的 菌种选育 性状优良菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种或基因工程育种获得。 扩大培养 工业发酵罐体积大，接种菌种总体积大。发酵前需对菌种扩大培养。 培养基的配制 选原料制备培养基。生产实践中，培养基配方要经过反复实验才能确定。 灭菌 发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染影响产量，培养基和设备需严格灭菌 发酵工程的中心环节，发酵过程中，要随时检测培养液中微生物数量、产品浓度等，以了 接种 解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、PH和溶解氯等发酵条件。环 境条件不仅影响微生物生长繁殖，还影响微生物代谢物的形成。 发酵罐发酵 现代发酵工程的大型发酵罐有计算机控制系统，能对温度、P州、溶解氯、罐压、通气量、搅 拌、泡沫和营养进行监测和控制。还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 产品的分离、提纯 如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束后，采用过滤、沉淀方法将菌体分离和干 燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可据产物性质采取适当提取、分离纯化措施来获 得产品

3.各环节需要注意的地方 环节 目的 性状优良菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种或基因工程育种获得。 工业发酵罐体积大，接种菌种总体积大。发酵前需对菌种扩大培养。 选原料制备培养基。生产实践中，培养基配方要经过反复实验才能确定。 发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染影响产量，培养基和设备需严格灭菌 现代发酵工程的大型发酵罐有计算机控制系统，能对温度、PH、溶解氧、罐压、通气量、搅 拌、泡沫和营养进行监测和控制。还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 发酵工程的中心环节，发酵过程中，要随时检测培养液中微生物数量、产品浓度等，以了 解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件。环 境条件不仅影响微生物生长繁殖，还影响微生物代谢物的形成。 如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束后，采用过滤、沉淀方法将菌体分离和干 燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可据产物性质采取适当提取、分离纯化措施来获 得产品