微生物發(fā)酵技術(shù)在植物保護(hù)上的應(yīng)用

微生物發(fā)酵技術(shù)在植物保護(hù)上的應(yīng)用第1頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六目錄什么是發(fā)酵、釀造發(fā)酵工業(yè)的微生物技術(shù)發(fā)展史發(fā)酵工業(yè)的工程技術(shù)發(fā)展史發(fā)酵與釀造的研究對(duì)象微生物發(fā)酵工業(yè)所用菌種微生物發(fā)酵的基本特征第2頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六發(fā)酵的英文Fermentation是從拉丁語(yǔ)ferver即“翻騰”、“沸涌”、“發(fā)泡”而來(lái)；因?yàn)榘l(fā)酵有鼓泡和類(lèi)似翻騰、沸涌的現(xiàn)象。如中國(guó)的黃酒、歐洲的beer就以起泡現(xiàn)象作為判斷發(fā)酵進(jìn)程的標(biāo)志。根據(jù)以往的觀念，人們通常把食品發(fā)酵作為整個(gè)發(fā)酵工業(yè)的分支。一、什么是發(fā)酵、釀造第3頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六發(fā)酵技術(shù)是生物技術(shù)中最早發(fā)展和應(yīng)用的食品加工技術(shù)之一。許多傳統(tǒng)的發(fā)酵食品，如酒、豆豉、甜醬、豆瓣醬、酸乳、面包、火腿、腌菜、腐乳以及干酪等。隨著分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的快速發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與DNA重組技術(shù)、細(xì)胞(動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞)融合技術(shù)結(jié)合，已成為現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)及工程的主要特征。

第4頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六廣義——利用微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體或其他代謝產(chǎn)物的過(guò)程。狹義——厭氧微生物或兼性厭氧微生物在無(wú)氧條件下進(jìn)行能量代謝并獲得能量的一種方式。發(fā)酵工業(yè)：（巴斯德）經(jīng)純種培養(yǎng)和提煉精制獲得的成分單純、無(wú)風(fēng)味要求的產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程叫發(fā)酵工業(yè)。如酒精、抗生素、檸檬酸、氨基酸、酶、維生素、某些色素等。1、發(fā)酵及發(fā)酵工業(yè)第5頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、釀造(brewing)和釀造工業(yè)釀造(brewing)：我國(guó)人們對(duì)對(duì)一些特定產(chǎn)品發(fā)酵生產(chǎn)的特殊稱(chēng)法，是未知的混合微生物區(qū)系參與的一種自然發(fā)酵。釀造工業(yè)：經(jīng)自然培養(yǎng)、不需提煉精制、產(chǎn)品由復(fù)雜成分構(gòu)成并對(duì)風(fēng)味有特殊要求的食品或調(diào)味品的生產(chǎn)過(guò)程。如黃酒、白酒、清酒、葡萄酒、醬油、醋、腐乳、豆豉、面醬等。第6頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1676年列文虎克（Leewenhoch）1836—1837年Larkutzing1856—1857年P(guān)asteur1870年P(guān)asteur1880年科赫（RobertKoch）1897年，Buchner（布赫納）1928年，F(xiàn)leming1940年，F(xiàn)lorery和Chain1945年，抗生素工業(yè)二、發(fā)酵工業(yè)的微生物技術(shù)發(fā)展史第7頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六列文虎克（Leewenhoch,1632-1723）——微生物形態(tài)學(xué)發(fā)展階段荷蘭業(yè)余科學(xué)家，1676年，用自磨鏡片創(chuàng)造了一架能放大266倍的原始顯微鏡一生制作了419臺(tái)顯微鏡；發(fā)表論文400余篇，375篇寄往英國(guó)皇家學(xué)會(huì)發(fā)表。第8頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第9頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六AnthnoyvanLeeuwenhoek與他的顯微鏡AnthnoyvanLeeuwenhoek1684年寄給皇家協(xié)會(huì)信的部分內(nèi)容第10頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Larkutzing1836-1837年Larkutzing發(fā)現(xiàn)在啤酒的發(fā)酵中存在活的生物體，但并未發(fā)現(xiàn)發(fā)酵與微生物的關(guān)系。第11頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六不同時(shí)期觀察到的酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)第12頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

徹底否定了自然發(fā)生說(shuō)證實(shí)發(fā)酵由微生物引起

巴斯德的功績(jī)免疫學(xué)—預(yù)防接種發(fā)明巴氏消毒法第13頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)菌營(yíng)養(yǎng)液出現(xiàn)微生物無(wú)菌營(yíng)養(yǎng)液無(wú)生命出現(xiàn)加熱無(wú)菌營(yíng)養(yǎng)液無(wú)生命出現(xiàn)巴斯德的雁頸瓶實(shí)驗(yàn)第14頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六結(jié)論發(fā)酵是由微生物進(jìn)行的一種化學(xué)變化，不同類(lèi)型的發(fā)酵是由形態(tài)可以區(qū)別的各種特殊的微生物所引起的。1870年，Pasteur發(fā)現(xiàn)了微生物之間有相互抑制的作用。即拮抗作用。其間1804年，法國(guó)廚師阿卑特（Appert）發(fā)明了瓶裝罐頭）第15頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六巴斯德發(fā)現(xiàn)免疫現(xiàn)象↑動(dòng)物實(shí)驗(yàn)↓人體實(shí)驗(yàn)幾星期后42-43oC下培養(yǎng)的老齡炭疽菌獲免疫力37oC下培養(yǎng)的新鮮炭疽菌病犬延髓（幾代減毒）被瘋狗嚴(yán)重咬傷的9歲男童第16頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六科赫的功績(jī)證實(shí)炭疽病因—炭疽桿菌發(fā)現(xiàn)結(jié)核病原菌—結(jié)核桿菌科赫法則發(fā)明培養(yǎng)基并用其純化微生物等一系列研究方法的創(chuàng)立第17頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六劃線(xiàn)法獲得單菌落

科赫定理圖示單菌落第18頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六結(jié)論1880年，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)稀釋把多種微生物分離開(kāi)來(lái)，建立了單種微生物的分離和純培養(yǎng)技術(shù)。建立了研究的微生物一系列方法，把早年在馬鈴薯塊上的培養(yǎng)技術(shù)改為明膠平板（1881）和

瓊脂平板（1882）顯微鏡技術(shù)：包括細(xì)菌鞭毛在內(nèi)的許多染色方法、懸滴培養(yǎng)法以及顯微攝影技術(shù)。利用平板分離方法找到并分離許多傳染病的病源菌（炭疽、結(jié)核、鏈球、）1884年提出了科赫法則（Koch’sostulates）：病原微生物存在與病體而非健康體；可純培養(yǎng)；純培養(yǎng)物接種后染病；可重新分離再培養(yǎng)。第19頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六奠基人巴斯德·路易斯(1822-1895)微生物奠基人Koch,robert(1843-1910)細(xì)菌學(xué)奠基人第20頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(JosephLister,1827~1912)首創(chuàng)用石炭酸噴灑手術(shù)室和煮沸手術(shù)用具以防術(shù)后感染，為防腐、消毒，以及無(wú)菌操作奠定了基礎(chǔ)。第21頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Buchner（布赫納）1897年，Buchner（布赫納）闡明了發(fā)酵的化學(xué)本質(zhì)。即發(fā)酵是由酶引起的一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)：酵母菌細(xì)胞用石英砂磨碎制成酵母汁（應(yīng)用于醫(yī)學(xué)）+白砂糖（防腐）意外發(fā)現(xiàn)發(fā)酵這是無(wú)生物細(xì)胞體系發(fā)酵的最初例子。第22頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Fleming1928年，F(xiàn)leming發(fā)現(xiàn)了青霉素，開(kāi)創(chuàng)了好氣性發(fā)酵工程，建立了通風(fēng)攪拌技術(shù)。弗萊明(1881～1995)英國(guó)細(xì)菌學(xué)家1928年，F(xiàn)leming將其命名為：青霉素第23頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六霉菌菌落周?chē)霈F(xiàn)抑制萄

葡球菌生長(zhǎng)的抑制現(xiàn)象產(chǎn)黃青霉菌落細(xì)菌生長(zhǎng)抑制區(qū)域正常細(xì)菌生長(zhǎng)區(qū)域---抗生素的發(fā)現(xiàn)第24頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1940年，F(xiàn)lorery和Chain：碘黃青霉基中得到了純品青霉素，繼而放線(xiàn)菌——鏈霉素，金、土、卡那、紅、新、慶大……..等相繼發(fā)現(xiàn)。1984年達(dá)9000多種。1945年，抗生素工業(yè)（發(fā)酵工業(yè)正式興起）Florery和Chain第25頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六J.D.Waston,H.F.C.Crick

發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋模型分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期）第26頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Watson和Crick1956年，Watson和

Crick發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，為微生物遺傳學(xué)及育種技術(shù)的研究帶來(lái)極大發(fā)展。第27頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期）特點(diǎn)微生物學(xué)成為十分熱門(mén)的前沿基礎(chǔ)學(xué)科微生物成為生物學(xué)研究中的最主要對(duì)象生物工程中，發(fā)酵工程是最成熟的應(yīng)用技術(shù)Cncnc-micro第28頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六氨基酸生產(chǎn)菌種1956年，日本的士下祝郎利用發(fā)酵法制造出了Glu。至今22種氨基酸用發(fā)酵法生產(chǎn)，其中18種直接發(fā)酵，4種用酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)。第29頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)——微生物純種分離培養(yǎng)技術(shù)建立自然發(fā)酵時(shí)期：知其然而不知其所以然，如厭氣性——酒類(lèi)，好氣性——醋。微生物純種分離培養(yǎng)技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了人為控制微生物時(shí)代，減少了腐敗現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了無(wú)菌操作；發(fā)明了簡(jiǎn)便的密封式發(fā)酵罐；人工控制條件，提高發(fā)酵效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。三、發(fā)酵工業(yè)的工程技術(shù)發(fā)展史第30頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六20世紀(jì)40年代，由于二戰(zhàn)暴發(fā)，刺激了抗生素發(fā)酵工業(yè)的興起，成功建立起深層通氣培養(yǎng)法及整套工藝，包括向發(fā)酵罐內(nèi)通入大量無(wú)菌空氣、通過(guò)攪拌使空氣分布均勻、培養(yǎng)基的滅菌和無(wú)菌接種、通氧量、pH、培養(yǎng)物供給等均已解決，刺激了有機(jī)酸、酶制劑、維生素、激素等的大規(guī)模生產(chǎn)。第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)——通氣攪拌的好氧發(fā)酵工程技術(shù)建立（深層液態(tài)發(fā)酵）第31頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六以動(dòng)態(tài)生物化學(xué)和遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，將微生物進(jìn)行人工誘變，選育高產(chǎn)菌株，實(shí)現(xiàn)有選擇地大量生產(chǎn)目的產(chǎn)物。該技術(shù)先在氨基酸生產(chǎn)上獲得成功，而后在核苷酸、有機(jī)酸、抗生素等其它產(chǎn)品中得到應(yīng)用。第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)——人工誘變育種和代謝控制發(fā)酵工程技術(shù)的建立第32頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

發(fā)酵罐的大型化、多樣化、連續(xù)化和自動(dòng)化方面有了極大發(fā)展。發(fā)酵過(guò)程的基本參數(shù)包括T、Ph、罐壓、溶O2、Eh、空氣流量、泡沫、CO2含量等均可自動(dòng)記錄和控制。（在線(xiàn)測(cè)試探頭等）

——發(fā)酵與釀造技術(shù)的第四個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)第四個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)——發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、發(fā)酵的連續(xù)化自動(dòng)化工程技術(shù)的建立第33頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

針對(duì)單純發(fā)酵法的缺陷，利用發(fā)酵法生產(chǎn)前體，用化學(xué)合成法得到終產(chǎn)品或反之。如Amyno法生產(chǎn)醬油?！l(fā)酵與釀造技術(shù)的第五個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)第五個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)——微生物生物合成和化學(xué)反應(yīng)合成相結(jié)合工程技術(shù)的建立第34頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六DNA重組技術(shù)大大推動(dòng)了發(fā)酵與釀造技術(shù)的發(fā)展細(xì)胞融合技術(shù)：基因體外重組與克隆的工程菌株構(gòu)建生物反應(yīng)器：反應(yīng)罐等設(shè)備、昆蟲(chóng)軀體、動(dòng)物細(xì)胞乳腺、植物細(xì)胞的根莖果實(shí)。DNA重組技術(shù)第35頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六盡管如此，食品發(fā)酵與釀造仍然有許多難以解決的實(shí)際問(wèn)題，例如許多工程方面的研究經(jīng)驗(yàn)還不足，還沒(méi)有歸納為系統(tǒng)的理論，許多產(chǎn)品的發(fā)酵過(guò)程中的問(wèn)題尚難以解決，很多問(wèn)題有待研究探討。難以解決的實(shí)際問(wèn)題第36頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、按產(chǎn)業(yè)部門(mén)來(lái)分：釀酒工業(yè)傳統(tǒng)釀造工業(yè)有機(jī)酸發(fā)酵工業(yè)酶制劑發(fā)酵工業(yè)：淀粉酶中95%以上為霉菌、細(xì)菌淀粉酶氨基酸發(fā)酵工業(yè)功能性食品生產(chǎn)工業(yè)：低聚糖、真菌多糖、紅曲等食品添加劑生產(chǎn)工業(yè)：黃原膠、海藻糖菌體制造工業(yè)：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白、酵母等維生素發(fā)酵工業(yè)：Vc、VB2、VB12核苷酸發(fā)酵工業(yè)：ATP、IMP、GMP四、發(fā)酵與釀造的研究對(duì)象第37頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、按產(chǎn)品性質(zhì)來(lái)分：代謝產(chǎn)物發(fā)酵：產(chǎn)品包括初級(jí)代謝產(chǎn)物、中間代謝產(chǎn)物、次級(jí)代謝產(chǎn)物。

1、初級(jí)代謝產(chǎn)物：微生物生長(zhǎng)不同階段產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期形成的產(chǎn)物往往是細(xì)胞自身生長(zhǎng)所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、糖類(lèi)等。

2、次級(jí)代謝產(chǎn)物：微生物細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期，有些微生物合成的在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期不能合成的特定功能的產(chǎn)物，如抗生素、生物堿、細(xì)菌毒素、植物生長(zhǎng)因子等。第38頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六微生物酶發(fā)酵

酶普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物中。因?yàn)槲⑸锓N類(lèi)多、產(chǎn)酶的品種多、生產(chǎn)容易和成本低等特點(diǎn)，所以目前工業(yè)應(yīng)用的酶大多來(lái)自微生物發(fā)酵微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵

微生物的轉(zhuǎn)化是利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)物?？蛇M(jìn)行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括：脫氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫水反應(yīng)、縮合反應(yīng)、氨化反應(yīng)、脫氨反應(yīng)等。2、按產(chǎn)品性質(zhì)來(lái)分：第39頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六微生物菌體發(fā)酵是以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。用于面包制作的酵母發(fā)酵及用于人類(lèi)或動(dòng)物食品的微生物菌體蛋白發(fā)酵是比較傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè)。新的菌體發(fā)酵可用來(lái)生產(chǎn)藥用真菌，如香菇菌、依賴(lài)蟲(chóng)蛹而生存的冬蟲(chóng)夏草菌、與天麻共存的密環(huán)菌等藥用菌。香菇、云芝）生物工程細(xì)胞的發(fā)酵

是指利用生物工程技術(shù)所獲得的細(xì)胞，如DNA重組的“工程菌”，細(xì)胞融合所得的“雜交”細(xì)胞等進(jìn)行培養(yǎng)的新型發(fā)酵。此類(lèi)發(fā)酵的產(chǎn)物多種多樣，如用基因工程菌生產(chǎn)胰島素、干擾素等。2、按產(chǎn)品性質(zhì)來(lái)分：第40頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六優(yōu)良的微生物菌種是發(fā)酵工業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，微生物資源非常豐富，廣泛分布于土壤、水和空氣中，尤以土壤中為最多1.從微生物分類(lèi)學(xué)的角度把所需菌種分為：細(xì)菌類(lèi)如短桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌等；酵母菌如啤酒酵母、酒精酵母、漢遜酵母和假絲酵母等；霉菌如黃曲霉、紅曲霉、青霉菌和赤霉菌等；放線(xiàn)菌如各種抗生素，鏈、慶大等。2.作為工業(yè)微生物發(fā)酵使用的菌種，通常有以下特點(diǎn)：(1)具有穩(wěn)定的遺傳學(xué)特性。(2)微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成對(duì)于基質(zhì)沒(méi)有嚴(yán)格的要求。(3)生長(zhǎng)條件易于滿(mǎn)足。(4)具有較高的各種酶活力。（5）對(duì)于包含體，要求在細(xì)胞破碎是不易破碎，而在目的產(chǎn)物的分離提出時(shí)，則易破碎。五、微生物發(fā)酵工業(yè)所用菌種第41頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.微生物發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)典型的化工過(guò)程。2.微生物發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)典型的代謝控制發(fā)酵。3.微生物發(fā)酵工業(yè)又是一個(gè)有別于化工過(guò)程的一個(gè)工業(yè)。微生物發(fā)酵主要有以下幾個(gè)特征：（1）反應(yīng)條件溫和。通常由于微生物的生理特性，要求溫度為30℃～40℃、pH值中性偏酸性如酵母、霉菌、放線(xiàn)菌的發(fā)酵和pH值中性偏堿性如細(xì)菌的發(fā)酵。（2）無(wú)菌發(fā)酵，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程要求無(wú)菌。培養(yǎng)基無(wú)菌、空氣無(wú)菌、補(bǔ)料和取樣要求無(wú)菌操作、某些工程菌，其尾氣也要求進(jìn)行無(wú)菌處理。（3）非連續(xù)性生產(chǎn)。微生物的生理特性決定了發(fā)酵過(guò)程的非連續(xù)性，大部分的工業(yè)發(fā)酵是以間歇操作為基礎(chǔ)進(jìn)行的，目前可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的是啤酒的連續(xù)化生產(chǎn)。六、微生物發(fā)酵的基本特征第42頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六微生物發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用醫(yī)藥工業(yè)（胰島素、乙肝疫苗、干擾素）食品工業(yè)（飲料、酒類(lèi)、氨基酸）能源工業(yè)（尋找新能源）化學(xué)工業(yè)冶金工業(yè)（分離、濃縮和提純有用金屬）農(nóng)業(yè)（生物固氮、微生物農(nóng)藥、飼料等）環(huán)境保護(hù)（降解污染物）第43頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第44頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)（一）工業(yè)發(fā)酵的工藝流程

生物發(fā)酵工藝多種多樣，但基本上包括菌種的選育、菌種培養(yǎng)基的配制、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過(guò)程下游處理即分離提純等幾個(gè)過(guò)程。找到合適的菌種是發(fā)酵工程的前提。人們最初是從自然界尋找所需要的菌種，如谷氨酸發(fā)酵時(shí)常用菌有谷氨酸棒狀桿菌等。但這種方法得到的菌種，產(chǎn)量一般都比較低。20世紀(jì)40年代，微生物學(xué)家開(kāi)始用紫外線(xiàn)、激光、化學(xué)誘變劑等處理菌種，使菌種產(chǎn)生突變，以篩選出符合要求的優(yōu)良菌種。隨著細(xì)胞工程、基因工程等技術(shù)的日益成熟，科學(xué)家開(kāi)始構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌，用它們進(jìn)行發(fā)酵，甚至能生產(chǎn)出一般微生物所不能生產(chǎn)的產(chǎn)品。

一、菌種的選育第45頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)中，需要將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)大培養(yǎng)，讓它們達(dá)到一定數(shù)量以后，再進(jìn)行接種。二、菌種培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基是選擇出的菌種生活的環(huán)境，對(duì)菌種有多方面的影響，所以至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)才能確定。另外，發(fā)酵工程中所用的菌種多要求是純培養(yǎng)的，即整個(gè)發(fā)酵過(guò)程不能混有雜菌，否則將導(dǎo)致產(chǎn)量大大下降，甚至得不到產(chǎn)品。例如，如果青霉素生產(chǎn)過(guò)程中污染了雜菌，這些雜菌會(huì)分泌青霉素酶，將形成的青霉素分解掉。因此，培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌。三、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種第46頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六發(fā)酵過(guò)程一般是在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行的，發(fā)酵罐是一種圓柱形的容器，容量從幾升到幾百萬(wàn)升，罐上除有通氣、攪拌、接種、加料、冷卻等裝置外，還有對(duì)溫度、pH、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件進(jìn)行檢測(cè)和控制的裝置。發(fā)酵過(guò)程中環(huán)境條件的變化，不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成。為了使發(fā)酵過(guò)程能順利進(jìn)行，要隨時(shí)取樣，檢測(cè)培養(yǎng)液中的細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度，同時(shí)還要及時(shí)為發(fā)酵菌提供必需的營(yíng)養(yǎng)，并嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件。四、發(fā)酵過(guò)程第47頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六發(fā)酵結(jié)束后，要對(duì)發(fā)酵液或生物細(xì)胞進(jìn)行分離和提取精制，將發(fā)酵產(chǎn)物制成合乎要求的產(chǎn)品。對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品的要求不同，分離提純的方法也相應(yīng)有些區(qū)別。利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有菌種代謝產(chǎn)物和菌種本身（如酵母菌和細(xì)菌）兩大類(lèi)，如果產(chǎn)品是菌種，分離方法一般是通過(guò)過(guò)濾、沉淀從培養(yǎng)液中分離出；如果產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物，則采用蒸餾、萃取、離子交換等方法提取。分離提純（層析分離等）后的產(chǎn)品，還要經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查合格后，才能成為正式產(chǎn)品。五、分離提純第48頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六工藝流程第49頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（二）發(fā)酵的操作方式分批發(fā)酵：營(yíng)養(yǎng)物和菌種一次性加入進(jìn)行培養(yǎng)，直到結(jié)束放出，中間除空氣進(jìn)入和尾氣排出，與外界沒(méi)有物料交換。缺點(diǎn)：總生產(chǎn)力不高連續(xù)發(fā)酵：以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時(shí)以相同的速度流出培養(yǎng)液，使發(fā)酵罐內(nèi)液量維持穩(wěn)定，微生物在穩(wěn)定狀態(tài)下生長(zhǎng)。補(bǔ)料分批發(fā)酵：又稱(chēng)半連續(xù)發(fā)酵。是指在微生物分批發(fā)酵中，以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)補(bǔ)加一定物料的培養(yǎng)技術(shù)。（生產(chǎn)效率最高）第50頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（三）發(fā)酵工藝控制為了能對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行必要的控制，需對(duì)有關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行定期取樣測(cè)定或進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。直接參數(shù)：可直接采用特定的傳感器檢測(cè)的參數(shù)，如溫度、壓力、攪拌功率、轉(zhuǎn)速、泡沫、pH值、溶解氧基質(zhì)濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度等；間接參數(shù)：需根據(jù)一些直接檢測(cè)出來(lái)的參數(shù)，借助于電腦計(jì)算和特定的數(shù)學(xué)模型才能得到的參數(shù)，如細(xì)胞生長(zhǎng)速率、產(chǎn)物合成速率和呼吸熵等。第51頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（四）發(fā)酵過(guò)程中的檢測(cè)發(fā)酵過(guò)程中必須檢測(cè)糖、氮、無(wú)機(jī)鹽的消耗、pH值、排氣組成。菌絲量和產(chǎn)物積累狀況等，目的在于控制這些參數(shù)，使之達(dá)到最佳水平，以便獲得最大產(chǎn)量。第52頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第三節(jié)發(fā)酵技術(shù)在植物保護(hù)上的應(yīng)用殺蟲(chóng)微生物的發(fā)酵生產(chǎn)殺菌微生物的發(fā)酵生產(chǎn)除草微生物的選育和發(fā)酵生產(chǎn)第53頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、殺蟲(chóng)微生物的發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌殺蟲(chóng)劑蘇云金芽孢桿菌

伴孢晶體是蘇云金芽孢桿菌賴(lài)以殺蟲(chóng)的主要毒素，又稱(chēng)δ-內(nèi)毒素。它是一種蛋白質(zhì)晶體，當(dāng)敏感性昆蟲(chóng)吞食這種晶體后，在其堿性腸道中晶體被水解成毒性肽，產(chǎn)生毒性。幼蟲(chóng)表現(xiàn)為停止取食，麻痹，進(jìn)而破壞中腸的上皮細(xì)胞，腸道內(nèi)含物滲入血腔，pH下降，幼蟲(chóng)全身癱瘓，得敗血癥而死亡。第54頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六對(duì)伴孢晶體毒素敏感的昆蟲(chóng)種類(lèi)主要有鱗翅目、雙翅目和鞘翅目的部分昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)。蘇云金桿菌的有些變種還能產(chǎn)生水溶性的β-外毒素，又稱(chēng)熱穩(wěn)定性外毒素，對(duì)很多目的昆蟲(chóng)有毒性。第55頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第56頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵生產(chǎn)蘇云金芽孢桿菌菌劑的生產(chǎn)常采用液體發(fā)酵或半固體發(fā)酵法。（自學(xué)）第57頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六真菌殺蟲(chóng)劑

殺蟲(chóng)真菌的種類(lèi)很多，在發(fā)展成為生物殺蟲(chóng)劑的長(zhǎng)期努力中，迄今已成為商品的僅有白僵菌和綠僵菌。白僵菌用于防治松毛蟲(chóng)、玉米螟效果好，尤其是用于防治松毛蟲(chóng)，白僵菌可作為環(huán)境因子，持續(xù)多年控制松毛蟲(chóng)的危害。第58頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期六球孢白僵菌(Beauveriabassiana)的菌絲長(zhǎng)出金龜甲尸體表面球孢白僵菌殺死松毛蟲(chóng)、蝗蟲(chóng)和家蠶松毛蟲(chóng)