微生物与发酵工程

一、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。二、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*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*棒状杆菌死亡。如果在*生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌*酶，将合成的*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。三、发酵工程的应用1、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*。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。2、在食品工业方面：发酵工程能为人们提供丰富的传统发酵产品。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：*等；色 素：β-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*的单细胞蛋白年产量已达2.0x107t，广泛用于食品加工和饲料中