生物医药绪论

生物医药绪论第1页/共29页课程任务及内容发酵工程的沿革与进展微生物发酵类型发酵培养方法与过程

第一章绪论

第2页/共29页一.课程任务及内容工艺？

产品的生产过程，必须按照一定的规范标准来实施，这一规范标准称之为工艺。包括生产过程过程中所采取的技术步骤和操作流程。

第3页/共29页2.《发酵工艺原理》与《发酵工程》课程内容（前者是“1，2，2”）发酵工程一条主线：发酵工艺过程两个基础：生物学基础工程学基础四个层次：初级代谢次级代谢基因工程产物动植物细胞培养第4页/共29页发酵工程和其他学科的关系？

基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程第5页/共29页课程的目的和任务

通过课堂讲授与实践教学相结合的方式，促使学生掌握发酵工艺的基本原理、技术和方法，为学生将来进入研究生阶段的课题研究、进入发酵及相关行业工作以及新产品开发打下基础。第6页/共29页课程的基本内容：

重点掌握：菌种诱变和筛选、培养基的配制、灭菌与除菌、生产菌种的制备和保藏、发酵过程的控制、发酵动力学、微生物代谢产物的生物合成与调控、

一般掌握：发酵过程检测与自控、发酵的实验室研究和中试及放大、发酵过程经济学第7页/共29页如何学习这门课程？第8页/共29页二.发酵工程的沿革与进展发酵

巴斯德：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形式。现代发酵：利用微生物的生命活动来制造产品的过程。第9页/共29页发酵工程

发酵工程（微生物工程，发酵技术），是指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。发酵工程是“研究利用微生物的工业，即微生物参与的工艺过程”。第10页/共29页发酵工程的发展历史古代发酵

特点：只知现象，不知本质

主要产品：酿酒、制醋、制酱、制奶酪

第11页/共29页近代发酵—纯培养技术的建立特点：天然发酵向纯种发酵转变(第一次技术转折)

主要产品：酒精、丙酮、丁醇、甘油

巴斯德，科赫第12页/共29页1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。第13页/共29页微生物的发现法国人巴斯德（LouisPasteur）（1822～1895）德国人柯赫（RobertKoch）（1843～1910）第14页/共29页现代发酵—发酵工程通气搅拌发酵(第二次技术转折)

特点：搅拌培养的好气性发酵

关键：无菌空气的制备，通风搅拌发酵

主要产品：青霉素、激素、酶制剂、有机酸

第15页/共29页代谢控制发酵特点：从DNA分子水平上控制(无定向诱变)微生物代谢途径，进行合理代谢

主要产品：氨基酸、核苷酸第16页/共29页基因工程发酵(技术革命)

特点：

可定向改造生物基因，按人们的意志生产产品

主要产品：人生长素、干扰素、疫苗第17页/共29页第18页/共29页第19页/共29页三.微生物发酵类型微生物菌体发酵

目的：获得微生物菌体细胞

酵母和藻类、担子菌，举例……苏云金芽杆菌、疫苗等

特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长稳定期产量最高。第20页/共29页微生物酶发酵目的：获得酶制剂和酶调节剂

青霉素酰化酶、糖苷酶抑制剂血管紧张素转化酶抑制剂氨肽酶抑制剂

特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。第21页/共29页微生物代谢产物发酵

初级代谢产物：对数生长期形成的，细胞自身生长所必需的代谢产物。无种属特异性

次级代谢产物：在稳定期所产生的自身生长非必需代谢产物。微量、特殊活性、明显种属特异性第22页/共29页微生物的生物转化

定义：是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位(基团)的作用，使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物

实质：利用微生物代谢过程中的某一酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能集团产物的生物化学反应。二步发酵法生产维生素C第23页/共29页基因工程发酵动、植物细胞培养第24页/共29页四.发酵培养方法与过程表面发酵培养

固体表面发酵培养：投资小、设备少、简单易行、适于小型化生产液体深层发酵培养

微生物细胞在液体深层中进行纯种培养的过程第25页/共29页液体深层发酵培养流程空气空气净化处理碳源、氮源、无机盐等营养物质灭菌保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵产物分离纯化成品第26页/共29页主要教学参考书

1）《工业微生物学》，岑沛霖、蔡谨编著等，2000年6月，化学工业出版社；

2）《微生物工程》，曹军卫、马辉文编著，2002年8月，科学出版社；

3）《生物技术制药》，熊宗贵主编等，1999年9月，高等教育出版社；

4）《发酵工艺教程》，党建章，2003年8月，中国轻工业出版社；

第27页/共29页5）《发酵工厂工艺设计概论》，吴思方，2002年10月，中国轻工业出版社；

6）《代谢