微生物工程微生物工程概論

微生物工程微生物工程概論第1頁(yè)/共22頁(yè)第一節(jié)微生物工程的概念及意義一、發(fā)酵的概念發(fā)酵（fermentation）：最初是來(lái)源于拉丁語(yǔ)ferver即“發(fā)泡”、“沸涌”之意。指酵母作用于果汁或發(fā)芽谷物時(shí)產(chǎn)生二氧化碳的現(xiàn)象巴斯德在探討了酵母酒精發(fā)酵的生理意義后，認(rèn)為發(fā)酵是酵母在無(wú)氧狀態(tài)下的呼吸過(guò)程，是生物獲得能量的一種方式第2頁(yè)/共22頁(yè)近代，好氣微生物的代謝作用，氧是必需的，也并不伴隨起泡、沸涌現(xiàn)象。如：醋酸菌的醋酸發(fā)酵及其它的有機(jī)酸發(fā)酵。發(fā)酵的定義不斷完善，廣義的發(fā)酵定義為第3頁(yè)/共22頁(yè)發(fā)酵：借助微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)，來(lái)制備微生物菌體本身，或其代謝產(chǎn)物的過(guò)程。第4頁(yè)/共22頁(yè)二、微生物工程是滲透有工程學(xué)的微生物學(xué)，是傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)與基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程等相結(jié)合，具體包括菌種選育、菌體生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的發(fā)酵以及微生物機(jī)能的利用等。第5頁(yè)/共22頁(yè)三、微生物工程的優(yōu)越性生物工程用語(yǔ)于工業(yè)化生產(chǎn)的主要是微生物微生物的五大特殊本領(lǐng)：比表面積、轉(zhuǎn)化能力、繁殖速度、變異與適應(yīng)性、分布范圍第6頁(yè)/共22頁(yè)第二節(jié)

微生物工程的發(fā)展簡(jiǎn)史

一、傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵技術(shù)——天然發(fā)酵不知什么是微生物，卻在生活實(shí)踐中利用自然的發(fā)酵現(xiàn)象來(lái)生產(chǎn)食品。酒：丑妻近地家中寶醬：正月可作、肉醬清醬家庭作坊式生產(chǎn)，時(shí)常被染雜菌困擾，不能控制。第7頁(yè)/共22頁(yè)二、第一代微生物發(fā)酵技術(shù)——純培養(yǎng)技術(shù)的建立純培養(yǎng)技術(shù)：用培養(yǎng)基培養(yǎng)純的微生物。第8頁(yè)/共22頁(yè)1、1680年，荷蘭人庫(kù)克，發(fā)明顯微鏡，觀察到微生物2、1857年，法國(guó)的巴斯德指出發(fā)酵現(xiàn)象是由微小生命體進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。發(fā)明了著名的低溫滅菌法，3、1905年，德國(guó)的柯赫，發(fā)明了固體培養(yǎng)基，開創(chuàng)了認(rèn)為控制發(fā)酵的新時(shí)代，使天然發(fā)酵轉(zhuǎn)為純培養(yǎng)，污染現(xiàn)象減少第9頁(yè)/共22頁(yè)三、第二代微生物發(fā)酵技術(shù)——深層培養(yǎng)技術(shù)抗生素：是生物，包括微生物、植物和動(dòng)物在其生命活動(dòng)中產(chǎn)生，并能在低濃度下有選擇的抑制或殺滅其它微生物或腫瘤細(xì)胞的有機(jī)物質(zhì)第10頁(yè)/共22頁(yè)通氣攪拌技術(shù)1929年，英國(guó)弗萊明首先發(fā)現(xiàn)青霉素：培養(yǎng)葡萄球菌的平板污染一個(gè)酶菌，酶菌周圍有一個(gè)亮圈，該霉菌為點(diǎn)青霉第11頁(yè)/共22頁(yè)四、第三代微生物發(fā)酵技術(shù)——微生物工程運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)DNA重組和原生質(zhì)體融合技術(shù)，有控制有目的的進(jìn)行生產(chǎn)產(chǎn)品。第12頁(yè)/共22頁(yè)如：生長(zhǎng)素：4.5升發(fā)酵液=6.5萬(wàn)腦垂體提取量疫苗：作為抗原，激發(fā)提內(nèi)產(chǎn)生抗體病毒（蛋白和核酸）：起抗原作用的是蛋白質(zhì)，分離控制病毒蛋白質(zhì)合成的基因，轉(zhuǎn)至大腸桿菌中繁殖，分離純化蛋白質(zhì)純體（易保藏，副作用小，效率高）第13頁(yè)/共22頁(yè)第三節(jié)微生物工程的應(yīng)用

一、微生物工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用1、食品加工：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白(singlecellprotein)：Scp：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白(singlecellprotein)：是通過(guò)培養(yǎng)單細(xì)胞生物而獲得的菌體蛋白第14頁(yè)/共22頁(yè)2、含醇飲料：酒類3、發(fā)酵乳制品：酸奶、干酪等4、調(diào)味品和發(fā)酵食品：醬、醬油、醋、面包、泡菜5、食品添加劑：面包酵母、檸檬酸6、甜味劑：葡萄糖、果糖漿第15頁(yè)/共22頁(yè)二、微生物工程在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用1、抗生素：微生物次級(jí)代謝產(chǎn)生2、氨基酸：輸液、臨床治療3、維生素：微生物次級(jí)代謝產(chǎn)生4、甾體激素：可的松、地塞米松5、治療用酶：驅(qū)除壞死組織、助消化、化血栓6、酶抑制劑：治療糖尿病、高血壓7、生物制品：疫苗第16頁(yè)/共22頁(yè)三、微生物工程在輕工業(yè)中的應(yīng)用

1、糖酶：淀粉酶、糖化酶、2、蛋白酶：酸、堿、中性蛋白酶3、果膠酶：水解果膠物質(zhì)、用于果膠澄清4、脂肪酶：將脂肪分解為脂肪酸、甘油第17頁(yè)/共22頁(yè)四、微生物工程在化工能源產(chǎn)品中的應(yīng)用

1、醇及有機(jī)溶劑：乙醇、丙酮、2、有機(jī)酸：醋酸、丙酸、乳酸、丁酸3、多糖：右旋糖苷、黃原膠、海藻酸4、烷烴：甲烷5、清潔能源：氫氣、微生物燃料電池第18頁(yè)/共22頁(yè)五、微生物工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

1、生物農(nóng)藥：生物殺蟲劑、殺菌劑2、生物除草劑：利用雜草的病原微生物3、生物增產(chǎn)劑：固氮菌、鉀細(xì)菌、磷細(xì)菌4、食用和藥用真菌：蘑菇、香菇、猴頭菌、銀耳第19頁(yè)/共22頁(yè)六、微生物工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

第20頁(yè)/共22頁(yè)七、微生