(菌种的培养)
(食品工业)
(医药工业)
(污水处理)
面包酵母生产工程(气升环流式反应器,50 M3)
(药用菌)
微生物酶发酵 酶普遍存在于动物、植物和微生物中。最初,人们都是从动、植物组织中提取酶,但目前工业应用的酶大多来自微生物发酵,因为微生物具有种类多、产酶的品种多、生产容易和成本低等特点; 微生物酶制剂有广泛的用途,多用于食品和轻工业中,如微生物生产的淀粉酶和糖化酶用于生产葡萄糖,氨基酰化酶用于拆分DL一氨基酸等。酶也用于医药生产和医疗检测中,如青霉素酰化酶用来生产半合成青霉素所用的中间体6一氨基青霉烷酸,胆固醇氧化酶用于检查血清中胆固醇的含量,葡萄糖氧化酶用于检查血中葡萄糖的含量等等。 微生物代谢产物发酵 微生物代谢产物的种类很多,已知的有37个大类,其中16类属于xx。在菌体对数生长期所产生的产物,如氨基酸、核并酸、蛋白质、核酸、糖类等,是菌体生长繁殖所必需的。这些产物叫做初级代谢产物,许多初级代谢产物在经济上具有相当的重要性,分别形成了各种不同的发酵工业。 在菌体生长静止期,某些菌体能合成一些具有特定功能的产物,如xxx。生物碱、xx毒素、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系,叫做次级代谢产物。次级代谢产物多为低分子量化合物,但其化学结构类型多种多样,据不xx统计多达47类,其中xxx的结构类型,按相似性来分,也有14类。由于xxx不仅具有广泛的xx作用,而且还有抗病毒、xx和其他生理活性,因而得到了大力发展,已成为发酵工业的重要支柱。 微生物的转化发酵 微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶,把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。可进行的转化反应包括:脱氢反应、氧化反应、脱水反应、缩合反应、脱梭反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等。 最古老的生物转化,就是利菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。生物转化还可用于把异丙醇转化成丙醇甘油转化成二羟基内酮、葡萄糖转化成葡萄糖酸,进而转化成2一酮基葡萄糖酸或5一酮基葡萄糖酸,以及将山梨醇转变成L一山梨糖等。此外,微生物转化发酵还包括甾类转化和xxx的生物转化等等。 生物工程细胞的发酵 这是指利用生物工程技术所获得的细胞,如DNA重组的"工程菌",细胞融合所得的"杂交"细胞等进行培养的新型发酵,其产物多种多样。如用基因工程菌生产胰岛素、干扰素、青霉素酚化酶等,用杂交瘤细胞生产用于xx和诊断的各种单克隆抗体等。
4.l.2 发酵技术的特点及应用 由于微生物种类繁多、繁殖速度快。代谢能力强,容易通过人工诱变获得有益的突变株,而且微生物酶的种类很多,能催化各种生物化学反应。同时由于微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源,不受气候、季节等自然条件的限制,可以用简易的设备来生产多种多样的产品。所以,在酒、酱、醋等酿造技术上发展起来的发酵技术发展非常迅速,且有其独有的特点: ①发酵过程以生物体的自动调节方式进行,数十个反应过程能够象单一反应一样,在发酵设备中一次完成。 ②反应通常在常温常压下进行,条件温和,能耗少,设备较简单。 ③原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主,可以是农副产品、工业废水或可再生资源(植物秸杆、木屑等),微生物本身能有选择地摄取所需物质。 ④容易生产复杂的高分子化合物,能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、 还原、官能团引人等反应。 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染,设备需要进行严格的冲洗、xx;空气需要过滤等。 发酵过程的这些特征体现了发酵工程的种种优点。在目前能源。资源紧张,人口、粮食及污染问题日益严重的情况下,发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分之一,得到越来越广泛的应用: 医药工业:用于生产xxx、维生素等常用xx和人胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、透明质酸等新药。 食品工业:用于微生物蛋白、氨基酸、新糖原、饮料、酒类和一些食品添加剂(柠檬酸、乳酸、xx色素 等)的生产。 能源工业:通过微生物发酵,可将绿色植物的秸杆、木屑。工农业生产中的纤维素、半纤维素、木质素等废弃物转化为液体或气体燃料(酒精或沼气)。还可利用微生物采油、产氢、产石油以及制成微生物电池。 化学工业:用于生产可降解的生物塑料、化工原料(乙醇、丙酮\丁醇、癸二酸等)和一些生物表面活性剂及生物凝集剂。 冶金工业:微生物可用于黄金开采和铜、钢等金属的浸提。 农、牧业:生物固氮、生物杀虫剂的应用和微生物饲料的生产,为农业和畜牧业的增产发挥了巨大作用。 环境保护:可用微生物来净化有毒的高分子化合物,降解海上浮油,xx有毒气体和恶臭物质以及处理有机废水、废渣等等