《發(fā)酵工程第二講》課件

《發(fā)酵工程第二講》ppt課件發(fā)酵工程概述發(fā)酵工程的基本原理發(fā)酵工程的主要技術(shù)發(fā)酵工程的應(yīng)用實(shí)例發(fā)酵工程的未來發(fā)展contents目錄發(fā)酵工程概述01123發(fā)酵工程：利用微生物的代謝活動，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段，生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)體系。發(fā)酵工程是生物工程的一個重要組成部分，與基因工程、細(xì)胞工程和酶工程等相互滲透、相互促進(jìn)。發(fā)酵工程的主要研究對象是微生物，通過對微生物的代謝過程進(jìn)行人工設(shè)計(jì)和控制，以實(shí)現(xiàn)有用物質(zhì)的高效生產(chǎn)。發(fā)酵工程定義傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)01人類利用自然界的微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)已有數(shù)千年的歷史，如釀酒、制醋、面包等。近代發(fā)酵工業(yè)02隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程的進(jìn)步，19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，人們開始利用純培養(yǎng)技術(shù)大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)酒精、氨基酸、抗生素等物質(zhì)?，F(xiàn)代發(fā)酵工程0320世紀(jì)中葉以后，隨著基因工程、細(xì)胞工程和酶工程的引入和發(fā)展，發(fā)酵工程進(jìn)入了一個全新的發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)了對微生物代謝過程的精確調(diào)控和優(yōu)化。發(fā)酵工程發(fā)展歷程發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域食品工業(yè)化工原料如面包、奶酪、酸奶、醬油等。如燃料乙醇、生物塑料等。酒精飲料醫(yī)藥工業(yè)環(huán)境治理如啤酒、葡萄酒、白酒等。如抗生素、維生素、氨基酸、酶制劑等。如廢水處理、生物修復(fù)等。發(fā)酵工程的基本原理02微生物通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為生物能，為細(xì)胞生長和繁殖提供能量。微生物的能量代謝微生物通過合成代謝和分解代謝合成細(xì)胞物質(zhì)和分解有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)和轉(zhuǎn)化。微生物的物質(zhì)代謝微生物的代謝微生物的生長分為適應(yīng)期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰亡期，不同階段生長速率和細(xì)胞形態(tài)不同。微生物的繁殖方式有二分裂、出芽、孢子形成等，繁殖方式不同，繁殖速度也不同。微生物的生長與繁殖微生物的繁殖方式微生物的生長階段酶的分類與作用酶是生物催化劑，分為氧化還原酶、水解酶、轉(zhuǎn)移酶、裂合酶等，在發(fā)酵過程中起到關(guān)鍵作用。發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程需要控制溫度、pH、溶氧濃度等環(huán)境因素，以實(shí)現(xiàn)微生物的最佳生長和代謝。微生物的酶系與發(fā)酵過程發(fā)酵工程的主要技術(shù)03通過選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基和培養(yǎng)條件，將目標(biāo)微生物從樣品中分離出來。微生物的分離微生物的選育基因工程育種通過自然選擇或誘變育種，獲得具有優(yōu)良性狀的菌株。利用基因工程技術(shù)，對微生物進(jìn)行基因改造，獲得具有特定性狀的工程菌。030201微生物的分離與選育根據(jù)微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)奶荚?、氮源、無機(jī)鹽等。培養(yǎng)基的成分根據(jù)微生物的生長特性和培養(yǎng)目的，配制適合的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基的配制對培養(yǎng)基進(jìn)行高溫或高壓滅菌，以消除雜菌和有害微生物。培養(yǎng)基的滅菌微生物的培養(yǎng)基制備

微生物的發(fā)酵過程控制發(fā)酵參數(shù)監(jiān)測監(jiān)測發(fā)酵過程中的溫度、pH、溶氧濃度、二氧化碳等參數(shù)。發(fā)酵過程控制根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，調(diào)整發(fā)酵條件，如溫度、pH、通氣量等，以保證發(fā)酵過程的穩(wěn)定和高效。產(chǎn)物提取與分離發(fā)酵結(jié)束后，采用適當(dāng)?shù)奶崛『头蛛x方法，將目標(biāo)產(chǎn)物從發(fā)酵液中提取出來。發(fā)酵工程的應(yīng)用實(shí)例04酒精發(fā)酵是一種古老且廣泛應(yīng)用的生物技術(shù)，通過發(fā)酵過程將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇。酒精發(fā)酵簡介酒精發(fā)酵廣泛應(yīng)用于食品、飲料、化工和生物能源等領(lǐng)域，如啤酒、葡萄酒、白酒等酒精飲料的生產(chǎn)。酒精發(fā)酵的應(yīng)用酒精發(fā)酵主要依靠酵母菌的發(fā)酵作用，通過酵母菌的無氧呼吸將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳。酒精發(fā)酵的原理酒精發(fā)酵酵母菌在面包制作中的應(yīng)用酵母菌是制作面包的重要原料之一，能夠通過發(fā)酵作用使面團(tuán)膨脹，提高面包的口感和品質(zhì)。酵母菌在釀酒中的應(yīng)用酵母菌也是釀酒的重要微生物之一，能夠?qū)⑵咸鸦蚱渌械奶穷愇镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，制成各種酒類。酵母菌簡介酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，具有豐富的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，可以用于食品、化工、制藥等領(lǐng)域。酵母菌的工業(yè)應(yīng)用酶制劑的生產(chǎn)酶制劑可以通過微生物發(fā)酵、細(xì)胞培養(yǎng)等方法生產(chǎn)，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用領(lǐng)域。酶制劑簡介酶制劑是一種生物催化劑，能夠加速各種化學(xué)反應(yīng)的速率，具有高效、專一、條件溫和等特點(diǎn)。酶制劑的應(yīng)用酶制劑廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、紡織等領(lǐng)域，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等酶制劑在食品加工和洗滌劑生產(chǎn)中的應(yīng)用。酶制劑的生產(chǎn)與應(yīng)用發(fā)酵工程的未來發(fā)展05基因工程技術(shù)利用基因工程技術(shù)改良菌種，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和品質(zhì)。代謝工程技術(shù)通過調(diào)控代謝途徑，優(yōu)化微生物的生長和代謝過程，提高產(chǎn)物合成效率。過程控制技術(shù)利用自動化和智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的精準(zhǔn)控制和優(yōu)化。新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用03節(jié)能減排技術(shù)采用節(jié)能減排技術(shù)，降低發(fā)酵過程的能耗和減少污染物排放。01開發(fā)利用新型生物資源尋找和利用具有特殊功能的微生物資源，拓展發(fā)酵原料的來源。02廢棄物資源化利用將廢棄物轉(zhuǎn)化為發(fā)酵原料，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)廢棄物的減量化和資源化。生物資源的可持續(xù)利用減少廢棄物排放優(yōu)化發(fā)酵工藝，降低廢棄物產(chǎn)生量