發(fā)酵工藝學(xué)緒論

1、 發(fā)酵工藝學(xué)主講：王同陽73056696wty6696sina.第一篇 發(fā)酵原理.第一章 緒 論.主要講述內(nèi)容第一節(jié) 概述第二節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)品的類型第三節(jié) 發(fā)酵工程的位置第四節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的開展史.第一節(jié) 概述一、根本概念1.發(fā)酵Fermentation傳統(tǒng)發(fā)酵：“發(fā)酵Fermentation一詞是拉丁語“沸騰fervere的派生詞，它描畫酵母作用于果汁或麥芽浸出液時產(chǎn)生氣泡的景象。或者指酒的消費(fèi)過程。.生物化學(xué)或生理學(xué)上的發(fā)酵狹義： 指微生物在無氧條件下，分解各種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式。 如 葡萄糖 酒精能量; 丙酮酸 乳酸能量。. 工業(yè)上所稱的發(fā)酵廣義： 借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活

2、動來制備微生物菌體本身，或其直接代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物的過程。 包括： 厭氧培育的消費(fèi)過程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等， 通氣有氧培育的消費(fèi)過程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等的消費(fèi)。 產(chǎn)品既有細(xì)胞代謝產(chǎn)物，也包括菌體細(xì)胞、酶等。.2.發(fā)酵工程Fermentation Engineering運(yùn)用微生物學(xué)等相關(guān)的自然科學(xué)以及工程學(xué)原理，利用微生物等生物細(xì)胞進(jìn)展酶促轉(zhuǎn)化，將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品或提供社會性效力的一門科學(xué)。利用生物細(xì)胞的某種特性，經(jīng)過現(xiàn)代化工程技術(shù)手段進(jìn)展工業(yè)規(guī)?；M(fèi)的技術(shù)。公認(rèn).3.發(fā)酵工業(yè)Fermentation Industry 是指利用生物的生命活動產(chǎn)生的酶，將無機(jī)或有機(jī)原料進(jìn)展酶加工

3、(生物化學(xué)反響過程，獲得產(chǎn)品的工業(yè)。 經(jīng)純種培育和提煉精制獲得的成分單純、無風(fēng)味要求的產(chǎn)品的消費(fèi)過程。如酒精、抗生素、檸檬酸、氨基酸、酶、維生素、某些色素等。 經(jīng)自然培育、不需提煉精制、產(chǎn)品由復(fù)雜成分構(gòu)成并對風(fēng)味有特殊要求的食品或調(diào)味品的消費(fèi)過程。如黃酒、白酒、清酒、葡萄酒、醬油、醋、腐乳、豆豉、面醬等。釀造(brewing)：我國人們對一些特定產(chǎn)品發(fā)酵消費(fèi)的特殊稱法，是未知的混合微生物區(qū)系參與的一種自然發(fā)酵。發(fā)酵工業(yè)：釀造工業(yè)：.發(fā)酵消費(fèi)的條件某種適宜的微生物保證或控制微生物進(jìn)展代謝的各種條件培育基組成、溫度、溶氧、pH等 進(jìn)展微生物發(fā)酵的設(shè)備提取菌體或代謝產(chǎn)物，精制成產(chǎn)品的方法和設(shè)備.二、

4、發(fā)酵工程的特點(diǎn) 與化學(xué)工程相比1.平安簡單：發(fā)酵過程通常是在常溫常壓下進(jìn)展，反響平安，要求條件簡單、溫暖 。2.原料廣泛：發(fā)酵所用的原料簡單粗放。通常以淀粉質(zhì)、糖蜜或其他農(nóng)副產(chǎn)品為主，只需參與少量的有機(jī)和無機(jī)氮源就可進(jìn)展反響。另外，可以利用礦產(chǎn)資源、石油、廢水和廢物等作為發(fā)酵的原料。.3.反響專注：發(fā)酵過程是經(jīng)過生物體的自動調(diào)理方式來完成的，因此多個反響就象一個反響一樣，因此可以得到較為單一的代謝產(chǎn)物，可在單一設(shè)備發(fā)酵罐中進(jìn)展。4.易受污染：由于發(fā)酵培育基營養(yǎng)豐富，各種來源的微生物都很容易生長，發(fā)酵過程中對雜菌污染的防治至關(guān)重要。.5.代謝多樣：由于各種各樣生物體代謝方式、代謝過程的多樣化，以

5、及生物體化學(xué)反響的高度選擇性，可以專注性地和高度選擇性地對復(fù)雜的化合物進(jìn)展特定部位的氧化、復(fù)原等反響；也能容易地產(chǎn)生比較復(fù)雜的高分子化合物如酶等。6.菌種選育：菌種是進(jìn)展發(fā)酵的根本要素，高產(chǎn)的優(yōu)良菌株即可使消費(fèi)設(shè)備得到充分利用，也是發(fā)明顯著經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，還可以獲得按常規(guī)方法難以消費(fèi)的產(chǎn)品。因此，自始至終都要進(jìn)展菌種的選育和優(yōu)化任務(wù)。7.投資少，見效快，效益高：可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。.三、發(fā)酵的類型 1.按發(fā)酵原料來區(qū)分 糖類物質(zhì)發(fā)酵 石油發(fā)酵 廢水發(fā)酵 2.按發(fā)酵方式來區(qū)分固態(tài)發(fā)酵 液體發(fā)酵 根據(jù)物料堆放的厚薄分為: 薄層發(fā)酵 ： 木盤或葦簾，12cm 厚層發(fā)酵 ： 深槽或池，30cm以上

6、，接種后通氣根據(jù)培育液的深淺分 外表培育法 深層培育法.3.按發(fā)酵產(chǎn)物區(qū)分 氨基酸發(fā)酵有機(jī)酸發(fā)酵抗生素發(fā)酵酒精發(fā)酵維生素發(fā)酵酶制劑發(fā)酵 .4.按發(fā)酵工藝流程區(qū)分 分零售酵延續(xù)發(fā)酵流加發(fā)酵 5.按發(fā)酵過程中對氧的不同需求來分 厭氧發(fā)酵 通風(fēng)發(fā)酵 需不斷通入無菌空氣 如：利用黑曲霉發(fā)酵消費(fèi)檸檬酸 利用棒桿菌發(fā)酵消費(fèi)谷氨酸 利用黃單胞菌消費(fèi)黃原膠 抗生素發(fā)酵消費(fèi) 不需供氧 如：乳酸桿菌的乳酸發(fā)酵 梭狀芽孢桿菌的丙酮丁醇發(fā)酵.四、發(fā)酵工程的組成部分.四部分組成1.菌種選育及擴(kuò)展培育2.原料預(yù)處置及培育基的制備3.發(fā)酵設(shè)備及反響條件的選擇4.產(chǎn)品的分別與純化提取和精制.Fermentation engi

7、neering上游工程UPSTREAM PROCESSESFERMENTATIONProcess Control下游工程DOWNSTREAM PROCESSES發(fā)酵工程組成從廣義上講，由三部分組成： 上游工程、發(fā)酵過程、下游工程.上游工程UPSTREAM PROCESSES- genetics, cell - inoculum development media formulation sterilization- inoculationFERMENTATIONProcess Control.FERMENTATIONProcess Control下游工程 DOWNSTREAM PROCESSE

8、S- product extraction, purification & assay- waste treatmentby product recovery.五.發(fā)酵工業(yè)范圍研討對象按部門分：1. 釀酒工業(yè)(啤酒、葡萄酒、白酒等)2.食品工業(yè)(醬、醬油、醋、腐乳、面包、酸乳等)3.有機(jī)溶劑發(fā)酵工業(yè)(酒精、丙酮、丁醇等)4.抗生素發(fā)酵工業(yè)(青霉素、鏈霉素、土霉素等)5.有機(jī)酸發(fā)酵工業(yè)(檸檬酸、葡萄糖酸等)6.酶制劑發(fā)酵工業(yè)(淀粉酶、蛋白酶等)7. 氨基酸發(fā)酵工業(yè)(谷氨酸，賴氨酸等).8. 核苷酸類物質(zhì)發(fā)酵工業(yè)(肌苷酸、肌苷等)9. 維生素發(fā)酵工業(yè)(維生素C、維生素B等)10.生理活性物質(zhì)發(fā)酵工

9、業(yè)(激素、赤霉素等)11.微生物菌體蛋青絲酵工業(yè)(酵母、單細(xì)胞蛋白等)12.微生物環(huán)境凈化工業(yè)(利用微生物處置廢水、污水等)13.生物能工業(yè)(沼氣、纖維素等天然原料發(fā)酵消費(fèi)酒精、乙烯等，能源物質(zhì))14.微生物冶金工業(yè)(利用微生物探礦、冶金、石油脫硫等). 按產(chǎn)品類型分1、以微生物細(xì)胞為產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)2、以微生物代謝產(chǎn)物為產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)3、以微生物酶為產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)4、生物轉(zhuǎn)化或修飾化合物的發(fā)酵工業(yè)5、微生物廢水處置和其他.六、發(fā)酵工業(yè)特征發(fā)酵過程中離不開微生物的作用1、發(fā)酵原料的選擇及預(yù)處置 原料不同處置方法也有所差別。淀粉利用前需變成糊精或葡萄糖。 方法：酸水解高壓、耐酸、酶水解法。糖蜜加熱

10、殺菌和用水沖稀，也可加酸處置后再補(bǔ)充無機(jī)鹽。碳?xì)浠衔铮菏兔撓炓欢s分的石油經(jīng)冷卻脫蠟而獲得的凝固點(diǎn)在-10的油，參與適量無機(jī)鹽進(jìn)展接種發(fā)酵。.2、微生物菌種的選育及擴(kuò)展培育菌種：已有的優(yōu)良消費(fèi)菌種和選育的新菌種擴(kuò)展培育：“量3、發(fā)酵設(shè)備選擇及工藝條件控制：常溫、常壓。4、發(fā)酵產(chǎn)物的分別、提取5、發(fā)酵廢物的回收和利用.第二節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)品的類型.一、菌體工業(yè)消費(fèi)的微生物體，可分為二種：1.供制備面包等用的酵母；2.作為人類或動物的食物的微生物細(xì)胞SCP 。以獲得微生物菌體細(xì)胞為目的產(chǎn)品，包括單細(xì)胞的酵母和藻類、擔(dān)子菌冬蟲夏草、茯苓，生物防治的蘇云金桿菌以及人、畜防治疾病用的疫苗等。特點(diǎn)：細(xì)胞的生

11、長與產(chǎn)物積累成平行關(guān)系，生長速率最大時期也是產(chǎn)物合成速率最高階段，生長穩(wěn)定期產(chǎn)量最高。.二、微生物的酶 工業(yè)上，可由植物、動物和微生物消費(fèi)酶。與植物或動物相比，微生物的酶可以用發(fā)酵技術(shù)大量消費(fèi)，而且改良微生物的消費(fèi)才干也方便得多。各種酶制劑糖化酶、蛋白酶、脂肪酶、氨基?；傅?三、微生物代謝產(chǎn)物 1.代謝產(chǎn)物的類別 經(jīng)過微生物的代謝活動產(chǎn)生、細(xì)胞本身生長和繁衍所必需的物質(zhì)，稱為初級代謝產(chǎn)物或中間代謝產(chǎn)物。氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、維生素、脂類和碳水化合物等。 在微生物生長緩慢或停頓生長時期即穩(wěn)定期所產(chǎn)生的，來自于中間代謝產(chǎn)物和初級代謝產(chǎn)物。如抗生素、生物堿、細(xì)菌毒素、植物生長因子、色素等。 初級

12、代謝產(chǎn)物： 次級代謝產(chǎn)物：.初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物的異同.四、生物轉(zhuǎn)化定義：利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶，作用于一些化合物 外源化合物的特定部位或基團(tuán)，使它轉(zhuǎn)化成化學(xué) 構(gòu)造類似，并具有更大經(jīng)濟(jì)價值的化合物的生化反響。 最終產(chǎn)物并不是微生物細(xì)胞利用營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)細(xì)胞代謝產(chǎn)生，而是微生物細(xì)胞的酶或酶系作用于底物的某一部位，進(jìn)展特定部位的化學(xué)反響而構(gòu)成。轉(zhuǎn)化反響：催化脫氫、氧化、羥化、縮合、脫羧、氨化、脫氨化或同分異構(gòu)作用。反響最顯著的特點(diǎn)是特異性強(qiáng)，包括反響特異性、構(gòu)造位置特異性、立體特異性。.甾體化合物類固醇： 含環(huán)戊烷多氫菲核的化合物。 甾族激素：分腎上腺皮質(zhì)激素和性激素；重要的生理調(diào)理作用，

13、在臨床上廣泛用于治療過敏性皮炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、紅斑狼瘡、支氣管哮喘等。 化學(xué)轉(zhuǎn)化：步驟繁多、得率低、價錢昂貴Savett, 576kg脫氧膽酸，30多步反響，兩年938mg醋酸可的松 生物轉(zhuǎn)化：高效、收率高 1952年，Munrry等，黑根霉，僅1步就將孕酮11位上導(dǎo)入一個羥基，使從孕酮合成皮質(zhì)酮只需3步，這樣才使可的松問世發(fā)酵工業(yè)中最重要的生物轉(zhuǎn)化是：甾體轉(zhuǎn)化即把甾體化合物轉(zhuǎn)化為甾族激素.利用微生物消除環(huán)境污染利用微生物發(fā)酵堅(jiān)持生態(tài)平衡，如生物固氮肥料，生物殺蟲劑等。微生物濕法冶金，如細(xì)菌浸礦，即利用細(xì)菌對礦物或礦石中有用的金屬浸出回收的過程。細(xì)菌浸出的金屬有Cu、U、Co、Ni、Mn、Z

14、n、Pb等10余種，但大規(guī)模消費(fèi)的只需銅和鈾。利用基因工程菌株開辟發(fā)酵工程新領(lǐng)域。五、微生物特殊機(jī)能的利用.微生物分解生物體的排泄物及尸體嫌氣發(fā)酵法：指在嫌氣情況下利用分解碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪的微生物，將有機(jī)廢棄物分解為可溶性物質(zhì)，進(jìn)而經(jīng)過產(chǎn)酸菌和甲烷細(xì)菌的作用再分解為甲烷和CO2。好氣發(fā)酵活性污泥法：指在曝氣情況下，用某些能降解有機(jī)物質(zhì)的細(xì)菌和某些原蟲的混合物(活性污泥)對工業(yè)或生活污水進(jìn)展處置。 在化學(xué)工業(yè)和環(huán)境維護(hù)等方面，發(fā)酵工程能發(fā)揚(yáng)獨(dú)持的作用 如：利用微生物來處置工業(yè)廢水或含毒廢液，乃至構(gòu)建超級細(xì)菌，處置大面積的海面石油污染等。 .噴灑工程菌去除石油污染.微生物與環(huán)保微生物處置腈

15、綸廢水的塔式濾池.第三節(jié) 發(fā)酵工程的位置1. 生物工程重要的組成部分中心 發(fā)酵工程( Fermentation engineering) 酶工程 (蛋白質(zhì)工程) (Enzyme engineering & Protein engineering) 基因工程 ( Genetic engineering) 細(xì)胞工程 ( Cell engineering )2. 生物工程中其他技術(shù)產(chǎn)業(yè)化表達(dá)的重要手段 基因工程菌 動植物細(xì)胞培育3. 生命科學(xué)研討的對象或載體相互浸透自成體系.位置基因工程細(xì)胞工程酶工程發(fā)酵工程.生物工程廣義：運(yùn)用生物科學(xué)知識和工程學(xué)原理，開發(fā)利用生物資料為人類提供產(chǎn)品和社會效力的工程

16、技術(shù)。狹義：以基因工程為中心的現(xiàn)代生物技術(shù)的總稱。義務(wù)：研發(fā)最適宜的工藝道路和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化消費(fèi)。生物技術(shù)廣義：運(yùn)用自然科學(xué)和工程學(xué)原理，依托生物催化劑的作用將物料進(jìn)展加工以提供產(chǎn)品或?yàn)樯鐣ЯΦ募夹g(shù)。國際經(jīng)濟(jì)協(xié)作與開展組織，1982狹義：DNA新技術(shù)、分子生物和繁衍技術(shù)運(yùn)用。涉及各種不同技術(shù)，如動植物基因操作和轉(zhuǎn)基因、DNA分類和克隆。WFO,2000年關(guān)于生物技術(shù)的聲明特點(diǎn)：多學(xué)科綜合性科學(xué)技術(shù)生物催化劑參與最終目的：生物反響過程，包括工業(yè)消費(fèi)過程和社會效力?；蚬こ蹋河纸羞z傳工程、基因克隆，利用基因體外重組技術(shù)，構(gòu)建出新的菌株，培育出新的動植物種類或使其具有優(yōu)良性狀。如工程菌消費(fèi)胰島素

17、。細(xì)胞工程：在細(xì)胞程度上改造細(xì)胞遺傳構(gòu)造，從而培育具有新性狀的生物個體或細(xì)胞群體。包括細(xì)胞交融技術(shù)、細(xì)胞重構(gòu)技術(shù)、組織培育技術(shù)。酶工程：研討酶分別、提純及利用酶進(jìn)展化學(xué)轉(zhuǎn)化，合成各種產(chǎn)物或到達(dá)人類所需社會目的的工程科學(xué)。包括酶的開發(fā)、消費(fèi)、提純、修飾、固定化、運(yùn)用、酶反響器開發(fā)。生化工程：指生化反響器、生物傳感器，產(chǎn)品分別、提取純化等。生物分別工程：又叫下游技術(shù)或下游工程，即產(chǎn)品分別純化及產(chǎn)品后處置加工成型。.第四節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的開展史一、國外發(fā)酵工業(yè)的開展概略1.發(fā)酵工業(yè)開展的階段：天然發(fā)酵階段古代1900年純培育技術(shù)的建立1905年通氣攪拌發(fā)酵技術(shù)的建立1940年代謝控制發(fā)酵技術(shù)1957年開

18、辟發(fā)酵原料時期1960年基因工程階段1979.1第一個階段1900年以前產(chǎn)品只限于含酒精飲料、醋、干酪 4000-3000BCwine、rice wine、beer、Cheese古埃及曾經(jīng)能釀造啤酒 4000BCBeer，古埃及 蘇美爾人啤酒17世紀(jì)能在容量為1500桶一桶相當(dāng)于110升的木質(zhì)大桶中進(jìn)展第一次真正的大規(guī)模釀造 在1757年已運(yùn)用溫度計(jì)。 .2第二個階段1900年1940年主要的新產(chǎn)品是酵母、甘油、檸檬酸、乳酸、丁醇和丙酮 在面包酵母的消費(fèi)中首先采用了分批補(bǔ)料培育技術(shù)在第一次大戰(zhàn)時，Weizmann開辟了丁醇丙酮發(fā)酵，并建立了真正的無雜菌發(fā)酵 .1676年列文虎克Leewenho

19、ch18561857年P(guān)asteur1880年科赫Robert Koch1905年獲諾貝爾獎1897年，Buchner布赫納1928年，F(xiàn)leming1940年，F(xiàn)lorery和Chain1945年，抗生素工業(yè).列文虎克Leewenhoch,1632-1723微生物形狀學(xué)開展階段荷蘭業(yè)余科學(xué)家，1676年，用自磨鏡片發(fā)明了一架能放大 266倍的原始顯微鏡。終身制造了419臺顯微鏡；發(fā)表論文400余篇，375篇寄往英國皇家學(xué)會發(fā)表。.巴斯德的功績 徹底否認(rèn)了自然發(fā)生說證明發(fā)酵由微生物引起免疫學(xué)預(yù)防接種發(fā)明巴氏消毒法.無菌營養(yǎng)液出現(xiàn)微生物無菌營養(yǎng)液無生命出現(xiàn)巴 斯 德 的雁頸瓶實(shí)驗(yàn).科赫的功績發(fā)明

20、固體培育基及單種微生物分別和純培育技術(shù)的創(chuàng)建證明炭疽病因 炭疽桿菌發(fā)現(xiàn)結(jié)核病原菌結(jié)核桿菌科赫法那么.科赫法那么圖示病原微生物存在于病體而非安康體；可純培育；純培育物接種后染病；可重新分別再培育。.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.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化學(xué)反響。導(dǎo)致了當(dāng)代生物化學(xué)誕生。實(shí)驗(yàn)：酵母菌細(xì)胞用石英砂磨碎制成酵母汁 運(yùn)用于醫(yī)學(xué)+ 白砂糖防腐 不測發(fā)現(xiàn)發(fā)酵景象 這是無生物細(xì)胞體系發(fā)酵的最初例子。.Fleming1928年，F(xiàn)leming

21、發(fā)現(xiàn)了青霉素，開創(chuàng)了好氣性發(fā)酵工程，建立了通風(fēng)攪拌技術(shù)。弗萊明(18811995) 英國細(xì)菌學(xué)家1928年，F(xiàn)leming將其命名為：青霉素. 霉菌菌落周圍出現(xiàn)抑制萄葡球菌生長的抑制景象產(chǎn)黃青霉菌落細(xì)菌生長抑制區(qū)域正常細(xì)菌生長區(qū)域-抗生素的發(fā)現(xiàn).1940年，F(xiàn)lorery和Chain：得到了純品青霉素，繼而放線菌鏈霉素，金、土、卡那、紅、新、慶大.等相繼發(fā)現(xiàn)。1984年達(dá)9000多種。功績：抗生素工業(yè)興起；建立了深層培育法。Florery和Chain.3第三個階段1940年以后這一階段的標(biāo)志是，在純種培育技術(shù)下，以深層培育消費(fèi)青霉素處理向培育基中通入大量無菌空氣和高粘度培育液的攪拌問題4第四個

22、階段1957年后控制微生物的代謝途徑，使之進(jìn)展最合理的代謝，積累大量有用的發(fā)酵產(chǎn)物。如Glu和Lys發(fā)酵消費(fèi)。.檸檬酸合成酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶異檸檬酸裂解酶NH4抑 制經(jīng)過細(xì)胞膜谷氨酸.5第五個階段1960年以后以烴、氫氣、甲醇、醋酸等為碳源消費(fèi)微生物細(xì)胞作為飼料蛋白質(zhì)的來源 出現(xiàn)了不需求機(jī)械攪拌的高壓放射和強(qiáng)迫循環(huán)的發(fā)酵罐 工業(yè)上普遍采用分批培育和分批補(bǔ)料培育法 .6第六個階段1979年以后這個階段以基因工程產(chǎn)品的消費(fèi)為標(biāo)志。目前，世界上曾經(jīng)同意上市的基因工程藥物就有幾十種，如：胰島素、人生長激素等等。 .人胰島素人生長激素(GH)表皮生長因子(EGF)腫瘤

23、壞死因子白細(xì)胞介素-2(IL-2)尿激酶原豬生長激素(PGH)牛生長激素(BGH)纖維素酶, -干擾素乙型肝炎疫苗集落刺激因子(CSF)促紅細(xì)胞生成素(EPO)抗血友病因子組織溶纖原激活劑(t-PA)部分利用基因工程技術(shù)研制的產(chǎn)品.時間 發(fā)酵階段 主要產(chǎn)品 主要技術(shù)-1900 天然發(fā)酵 酒 醋 干酪 天然分批1905- 純培育 酒精 丙酮丁醇 密閉純培育1940- 通氣攪拌 抗生素 有機(jī)酸 通氣攪拌 酶 維生素 分批或延續(xù)1957- 代謝控制 氨基酸 核苷酸 選育缺陷菌株1960- 開辟原料 單細(xì)胞蛋白 延續(xù)發(fā)酵1979- 基因工程菌 胰島素 干擾素 DNA 重組純培育:第一個轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn) 通氣攪拌

24、:第二個轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn) 代謝控制：第三個轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn) 基因工程菌：第四個轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn) .2、發(fā)酵罐等生物反響器規(guī)模谷氨酸 100200m3 最大660m3啤 酒 600m3露天檸檬酸 220m3酶制劑 90m3 酵母培育罐 170m3黃酒 200m3酒精 1500m3反響器是發(fā)酵工業(yè)的中心.3、國外發(fā)酵工業(yè)的開展趨勢 1. 生物轉(zhuǎn)化或生物合成技術(shù)成為國外著名化學(xué)公司爭奪的熱點(diǎn)，并逐漸從醫(yī)藥領(lǐng)域逐漸向化工領(lǐng)域轉(zhuǎn)移 。2. 生物催化合成已成為化學(xué)品合成的支柱之一 。3. 利用生物技術(shù)消費(fèi)有特殊功能、性能、用途或環(huán)境友好的化工新資料，是化學(xué)工業(yè)開展的一個重要趨勢。 4. 傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)已由基因重組菌種取代或改良。 許多

25、傳統(tǒng)的發(fā)酵工程產(chǎn)品如檸檬酸、青霉素等都已開場采用基因工程手段進(jìn)展改造，大大地提高了產(chǎn)量。在以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品中，醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品占75左右。 .二、國內(nèi)發(fā)酵工業(yè)的開展概略我國傳統(tǒng)發(fā)酵歷史悠久，在、 里，已有釀酒的記載。醬油的釀造，當(dāng)始自周朝。在漢武帝時代開場有了葡萄酒，距今已有兩千多年的歷史。數(shù)千年來由于科學(xué)技術(shù)提高緩慢，各種微生物工業(yè)也未能充分開展。直到20世紀(jì)中期才建立了一系列新的微生物工業(yè)。近幾年來，由于生物新技術(shù)的運(yùn)用，發(fā)酵工業(yè)開場進(jìn)入新的開展時期。 .1.白酒產(chǎn)量從801萬噸下降到2006年的約397萬噸；2007年493萬噸；2021年569萬噸；2021年706萬

26、噸，2021年1025余萬噸產(chǎn)值2021年1960.21億元，同比增長27.5%，2021年超越2000億元的銷售規(guī)模。 規(guī)模較大的有五糧液、瀘州老窖、茅臺、劍南春、汾酒、古井六家公司占據(jù)約10的市場份額，銷售收入占整個行業(yè)的37.9。 .全國白酒產(chǎn)量單位：萬噸.1996-2007年7月白酒行業(yè)白酒產(chǎn)量萬噸 歷史最低.2.黃酒黃酒是我國最古老的酒種，早在夏、商、周三代就曾經(jīng)大量消費(fèi)了，并流傳至今，據(jù)史料記載已有6000年左右了。目前年產(chǎn)量為230萬噸左右。 .3.啤酒1900年我國最早的啤酒廠于哈爾濱建成 1915年國人投資的雙合盛啤酒廠建成 1949年啤酒產(chǎn)量僅七千余噸 1981年啤酒產(chǎn)量增

27、至91萬噸2005年產(chǎn)量到達(dá)3000萬噸左右 2021年4898萬噸 .4.葡萄酒1892年華僑張弼士在煙臺建立釀酒公司，這是我國第一個新型的葡萄酒釀造廠 。目前我國葡萄酒工廠已有近八十家 。2003年葡萄酒年產(chǎn)量約90萬噸。 年產(chǎn)萬噸以上的有張?jiān)！⑼醭?、華夏、長城、新天酒業(yè)、柳河綠源、煙臺威龍、煙臺中梁。八家公司占據(jù)約60的市場份額，銷售收入占整個行業(yè)的78.4。 .產(chǎn)量年份產(chǎn)量（萬噸）同比增長（%）200020.19200125.0524.07200228.8115.01200334.3019.06200436.737.08200543.4318.24200649.7514.5520076

28、6.5033.67200869.835.012009201196.00115.6937.4813.02.5.醬油和醋 早在三千年前便已掌握了醬油和醋發(fā)酵的技法，數(shù)千年來不斷沿用自然發(fā)酵法 ，直到20世紀(jì)后才開場采用純種培育技術(shù)消費(fèi)，目前設(shè)備及釀造方法逐漸實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。醬油年產(chǎn)量約為500萬噸，居世界首位。醋年產(chǎn)量約為260萬噸。.6.酒精二十世紀(jì)初期，外商在東北設(shè)立哈爾濱和阿城兩個酒精廠。 1922年山東溥益酒精廠成立，為第一個由國人設(shè)立的酒精廠。 1934年華僑投資在上海浦東設(shè)立中國酒精廠，當(dāng)時號稱遠(yuǎn)東第一大型酒精廠 。酒精年產(chǎn)量解放前僅1萬噸左右。 2003年酒精產(chǎn)量約為250萬噸左右。.

29、7.酶制劑1964年才在無錫建立了第一個酶制劑工廠。目前有酶制劑消費(fèi)廠家40家左右，其中萬噸以上，銷售額2000萬以上有8家，其他均在萬噸以下。目前的年產(chǎn)量為22萬噸左右 。8.檸檬酸 1953年我國曾進(jìn)展淺盤發(fā)酵制檸檬酸的中型消費(fèi)。 1965年前后由上海工業(yè)微生物研討所首先采用深層發(fā)酵法，由薯干直接發(fā)酵消費(fèi)檸檬酸。 消費(fèi)才干為56萬t/a，實(shí)踐產(chǎn)量達(dá)35萬t/a左右，出口量居世界第一位。.9.微生物制藥1953年在上海建立了第一個抗生素工廠(即后來的上海第三制藥廠)，以消費(fèi)青霉素為主。 “中國抗生素?fù)u籃。1958年我國最大的抗生素工廠華北制藥廠亦正式投入消費(fèi)。 10.味精1964年我國谷氨酸發(fā)酵研討勝利，首先在上海投入消費(fèi)。味精消費(fèi)萬噸以上產(chǎn)量的工廠有17家。最大規(guī)模是周口蓮花味精集團(tuán)公司，年產(chǎn)12萬噸。 目前年產(chǎn)量130多萬噸。 .11.基因工程產(chǎn)品 我國曾經(jīng)開發(fā)勝利了種基因工程藥物和疫苗，世界上銷售額排名前位的基因工程