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1、微生物与发酵工程微生物与生物工程系2008-31第一章 发酵工程概述 2第一节 发酵工程的概念3一、发酵的定义发酵的传统概念原始概念生物学概念发酵的现代概念利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。4二、发酵工程的概念及特点发酵工程的概念发酵工程是利用微生物或其他生物细胞，在特定的生物反应器内生产某种特定的产品的工业化生产过程和技术体系。微生物工业发酵的基本过程分为上游、中游和下游技术。56二、发酵工程的概念及特点发酵工程技术的特点发酵工程主体微生物的特点遗传方面：基因组小、变异速度快生理方面：代谢速度快、营养要求简单、抗逆性强、代谢产物多样发酵工程技

2、术特点与传统酿造相比工业化的生产过程（设备、工艺、菌种）原料和产品大大丰富7二、发酵工程的概念及特点发酵工程技术的特点发酵工程反应过程的特点与化学工程相比核心过程是生物学过程而非化学过程（系统性、间接控制性、非线性）条件温和、特别注重生产过程的无菌8三、发酵工程的产品类型利用微生物的代谢产物食品类：酒类产品、各种发酵食品化工类：有机酸、醇类及其他有机物产品生化类：氨基酸、核苷酸、酶制剂、抗生素及其他生化制剂微生物细胞本身（食用、药用）利用微生物的代谢过程（污水处理、细菌沥滤）9第二节 发酵工业发展简史10一、天然发酵阶段（约公元前3000年17世纪后半叶）二、纯培养技术建立（ 17世纪后半叶2

3、0世纪初）三、深层通气搅拌发酵技术建立（ 20世纪40年代）四、代谢控制发酵技术建立（ 20世纪50年代）五、开拓发酵原料时期（ 20世纪60年代）六、基因工程时期（ 20世纪70年代以后）发酵工业发展简史11第一个转折点：纯培养技术建立第二个转折点：深层通气搅拌发酵技术建立第三个转折点：代谢控制发酵技术建立12EndThanks!13发酵工业历史悠久，起源于发酵食品的生产，尤其是酒类，生产规模很小，人们依靠经验生产，发酵理论还没有建立。猪形灰陶鬶大汶口文化时期酒器黄陶鬶公元前3000年左右的陶制酒器 14微生物学上的一系列重大进展，尤其是显微镜的发明和纯培养技术的建立大大推动了发酵理论的进展

4、，而第一次世界大战则在客观上促成了某些发酵产品的真正工业化生产。15以二战为契机引发了青霉素为龙头的抗生素工业的发展，新的发酵设备和工艺得以应用。16在战后世界经济飞速发展的背景下，发酵工业要进一步提高产量，改造菌种成为一种新的思路，这导致了以代谢控制发酵技术为龙头的氨基酸发酵工业的发展。葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天门冬氨酸天冬氨酸半醛赖氨酸高丝氨酸异亮氨酸甲硫氨酸黄色短杆菌的赖氨酸生物合成途径1760年代许多国家开发微生物菌体作为饲料蛋白添加剂，这导致了石油微生物的开发以及SCP生产的工业化。英国帝国化学公司SCP生产罐有30层楼高，达100m，罐容近3500m3。Imperial Chemical Industries 18随着70年代后现代生物技术的突飞猛进，发酵工业也进入了一个崭新的阶段。直到现在，基因工程等新的

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