微生物工程微生物工程概论

微生物工程微生物工程概论第1页/共22页第一节微生物工程的概念及意义一、发酵的概念发酵（fermentation）：最初是来源于拉丁语ferver即“发泡”、“沸涌”之意。指酵母作用于果汁或发芽谷物时产生二氧化碳的现象巴斯德在探讨了酵母酒精发酵的生理意义后，认为发酵是酵母在无氧状态下的呼吸过程，是生物获得能量的一种方式第2页/共22页近代，好气微生物的代谢作用，氧是必需的，也并不伴随起泡、沸涌现象。如：醋酸菌的醋酸发酵及其它的有机酸发酵。发酵的定义不断完善，广义的发酵定义为第3页/共22页发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体本身，或其代谢产物的过程。第4页/共22页二、微生物工程是渗透有工程学的微生物学，是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合，具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。第5页/共22页三、微生物工程的优越性生物工程用语于工业化生产的主要是微生物微生物的五大特殊本领：比表面积、转化能力、繁殖速度、变异与适应性、分布范围第6页/共22页第二节

微生物工程的发展简史

一、传统的微生物发酵技术——天然发酵不知什么是微生物，却在生活实践中利用自然的发酵现象来生产食品。酒：丑妻近地家中宝酱：正月可作、肉酱清酱家庭作坊式生产，时常被染杂菌困扰，不能控制。第7页/共22页二、第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立纯培养技术：用培养基培养纯的微生物。第8页/共22页1、1680年，荷兰人库克，发明显微镜，观察到微生物2、1857年，法国的巴斯德指出发酵现象是由微小生命体进行的化学反应。发明了著名的低温灭菌法，3、1905年，德国的柯赫，发明了固体培养基，开创了认为控制发酵的新时代，使天然发酵转为纯培养，污染现象减少第9页/共22页三、第二代微生物发酵技术——深层培养技术抗生素：是生物，包括微生物、植物和动物在其生命活动中产生，并能在低浓度下有选择的抑制或杀灭其它微生物或肿瘤细胞的有机物质第10页/共22页通气搅拌技术1929年，英国弗莱明首先发现青霉素：培养葡萄球菌的平板污染一个酶菌，酶菌周围有一个亮圈，该霉菌为点青霉第11页/共22页四、第三代微生物发酵技术——微生物工程运用现代生物技术DNA重组和原生质体融合技术，有控制有目的的进行生产产品。第12页/共22页如：生长素：4.5升发酵液=6.5万脑垂体提取量疫苗：作为抗原，激发提内产生抗体病毒（蛋白和核酸）：起抗原作用的是蛋白质，分离控制病毒蛋白质合成的基因，转至大肠杆菌中繁殖，分离纯化蛋白质纯体（易保藏，副作用小，效率高）第13页/共22页第三节微生物工程的应用

一、微生物工程在食品工业中的应用1、食品加工：单细胞蛋白(singlecellprotein)：Scp：单细胞蛋白(singlecellprotein)：是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白第14页/共22页2、含醇饮料：酒类3、发酵乳制品：酸奶、干酪等4、调味品和发酵食品：酱、酱油、醋、面包、泡菜5、食品添加剂：面包酵母、柠檬酸6、甜味剂：葡萄糖、果糖浆第15页/共22页二、微生物工程在医药卫生中的应用1、抗生素：微生物次级代谢产生2、氨基酸：输液、临床治疗3、维生素：微生物次级代谢产生4、甾体激素：可的松、地塞米松5、治疗用酶：驱除坏死组织、助消化、化血栓6、酶抑制剂：治疗糖尿病、高血压7、生物制品：疫苗第16页/共22页三、微生物工程在轻工业中的应用

1、糖酶：淀粉酶、糖化酶、2、蛋白酶：酸、碱、中性蛋白酶3、果胶酶：水解果胶物质、用于果胶澄清4、脂肪酶：将脂肪分解为脂肪酸、甘油第17页/共22页四、微生物工程在化工能源产品中的应用

1、醇及有机溶剂：乙醇、丙酮、2、有机酸：醋酸、丙酸、乳酸、丁酸3、多糖：右旋糖苷、黄原胶、海藻酸4、烷烃：甲烷5、清洁能源：氢气、微生物燃料电池第18页/共22页五、微生物工程在农业中的应用

1、生物农药：生物杀虫剂、杀菌剂2、生物除草剂：利用杂草的病原微生物3、生物增产剂：固氮菌、钾细菌、磷细菌4、食用和药用真菌：蘑菇、香菇、猴头菌、银耳第19页/共22页六、微生物工程在环境保护中的应用

第20页/共22页七、微生