第章微生物生物技術(shù)ppt課件.ppt

第五章微生物生物技術(shù) 微生物的商業(yè)化生產(chǎn) 在大型醱酵過程中 可供應(yīng)代謝物 蛋白質(zhì) 碳水化合物及脂質(zhì)等有用物質(zhì) 以增加微生物細(xì)胞或生物質(zhì)量的產(chǎn)量 工業(yè)用醱酵槽單細(xì)胞蛋白質(zhì) 圖 食品生物科技 食品生產(chǎn)的近代發(fā)展 專注在品質(zhì) 安全 營養(yǎng)價(jià)值上 更符合環(huán)保的生產(chǎn)程序 更佳的廢棄物處理 生產(chǎn)與處理過程中 更好的食品安全評估 應(yīng)用天然調(diào)味料與色素 應(yīng)用新的酵素與乳化劑 改良醱酵用的種菌及原料 微生物產(chǎn)品 代謝物 初級和次級代謝物 酵素抗生素燃料生物聚合體 圖 表 表 酵素 重組DNA技術(shù)提供了一個(gè)大量生產(chǎn)重要酵素的方法 一個(gè)新確認(rèn)酵素的基因 可植入細(xì)胞內(nèi) 然後利用醱酵法來大量生產(chǎn) 表 抗生素 現(xiàn)有各式各樣的抗生素用來治療細(xì)菌的感染 這些對抗微生物的藥物有不同的作用方式 破壞微生物細(xì)胞之原生質(zhì)膜 抑制細(xì)胞壁的合成 抑制重要代謝物合成 如蛋白質(zhì) 核酸 葉酸等 燃料 地球只蘊(yùn)藏有限的煤礦 石油及天然氣 除非找到替代品 否則資源終究會被用盡 在尋找更乾淨(jìng) 可再生的能源替代品過程中 甲烷 在沼澤及掩埋場中厭氧細(xì)菌產(chǎn)生的天然氣體 和氫氣 燃燒後只產(chǎn)生能量和水 環(huán)境衝擊小 是兩種極具吸引力的替代能源 生物聚合體 Biopolymers 合成聚合物大多來自石油或天然氣的石蠟油部分 是重要的污染物 因?yàn)樗鼈儫o法被生物分解 現(xiàn)今重組DNA技術(shù)提供一個(gè)方法 將合成生物聚合體相關(guān)的基因選殖到微生物中 生產(chǎn)新而有用的聚合物 以避免使用昂貴且有時(shí)具危險(xiǎn)性的化學(xué)生產(chǎn)法 圖 生物轉(zhuǎn)化 生物轉(zhuǎn)化 bioconversions 是指微生物將某一化合物修飾轉(zhuǎn)化成另一結(jié)構(gòu)類似的化合物 微生物可利用環(huán)境中不常見的化合物當(dāng)作反應(yīng)受質(zhì) 而這些物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)化後的產(chǎn)物通常較自然物質(zhì)轉(zhuǎn)化後的產(chǎn)物更為有用 生物科技研究可以生產(chǎn)具更高效能的生物轉(zhuǎn)化細(xì)菌 可將新的酵素途徑轉(zhuǎn)殖入細(xì)菌中 或是修飾原有代謝途徑使得微生物能合成新的具商業(yè)化需求之終產(chǎn)物 圖 微生物與農(nóng)業(yè) 冰核細(xì)菌微生物殺蟲劑生物復(fù)育漏油廢水處理化學(xué)物分解重金屬 圖 圖 微生物殺蟲劑 化學(xué)殺蟲劑的危害被了解以及禁用之後 微生物與昆蟲病毒成為另一個(gè)殺蟲劑來源 這些有機(jī)殺蟲劑與化學(xué)殺蟲不同 它們是由微生物所生產(chǎn)的一種蛋白質(zhì) 例如蘇力菌 bacillusthuringiensis 一旦曝露在陽光 雨水及其他環(huán)境因素下 蛋白質(zhì)即快速分解 它們可產(chǎn)生對特定昆蟲專一性的毒素 而不會危害到人類及野生動物 蘇力菌 bacillusthuringiensis Bt毒素可以保護(hù)作物免於害蟲的侵襲 卻不影響哺乳動物 魚類及鳥類 它已被農(nóng)人 園丁使用長達(dá)三十年之久 而沒有負(fù)面的副作用 圖 圖 圖 桿狀病毒 圖 生物復(fù)育 使用營養(yǎng)物 促進(jìn)原先已存在土壤及水體中的微生物生長 並強(qiáng)化活性 添加氮源與磷源 可加速碳?xì)浠衔锏淖匀环纸?添加新細(xì)菌到污染地點(diǎn) 絕大多數(shù)的生物復(fù)育 使用天然細(xì)菌來清除廢棄物 漏油 圖 廢水處理 原位外 exsitu 自污染位置取出 然後加以處理原位 insitu 在污染現(xiàn)場位置加以處理 有兩種常用的原位法 一為將污染水抽取到地面上 再添加促進(jìn)細(xì)菌活性的營養(yǎng)物質(zhì) 另一為將水及營養(yǎng)物滲濾至污染的士壤中 化學(xué)物分解 未來的發(fā)展將可提供對廢棄物分解及毒性物去除的新解決方法 對非細(xì)胞酵素的分解研究 特別是對土壤與溪流中之水溶性毒性廢棄物 如殺蟲劑 是非常有前景的 圖 石油及礦物回收 石油回收 微生物強(qiáng)化石油回收技術(shù)MEOR 金屬提煉 利用遺傳工程微生物強(qiáng)化金屬萃取效率 生物復(fù)育的未來 污染的預(yù)防 微生物與未來 期待微生