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青島海博生物技術(shù)有限公司作者
一、發(fā)酵工程概念
采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種新技術(shù)。
二、發(fā)酵工程的內(nèi)容
發(fā)酵工程的內(nèi)容包括了以下的基本步驟：
菌種的選育→培養(yǎng)基的配置→滅菌→擴(kuò)大培養(yǎng)和接種→發(fā)酵過程→分離提純
1、菌種的選育
選育的方法：
從自然界中先分離出相應(yīng)的菌種；
利用誘變篩選出符合生產(chǎn)要求的優(yōu)良菌種 ；
利用基因工程、細(xì)胞工程的方法構(gòu)建工程細(xì)胞或工程菌。
舉例：
可將人工合成的人的胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒結(jié)合，形成重組DNA，再把重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)形成工程菌。通過篩選則可培養(yǎng)出能生產(chǎn)人的胰島素的菌種。
2、培養(yǎng)基的配置
培養(yǎng)基配置的原則：
根據(jù)不同的菌種，選擇不同的材料配制培養(yǎng)基。
配制的培養(yǎng)基應(yīng)滿足微生物在碳源、氮源長因子、水、無機(jī)鹽等方面的營養(yǎng)要求，并為微生物提供適宜的PH。
培養(yǎng)基的營養(yǎng)要協(xié)調(diào)，以利于產(chǎn)物的合成。
培養(yǎng)基在滿足微生物的營養(yǎng)需求的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量降低生產(chǎn)成本，以得到更高的經(jīng)濟(jì)效益。
舉例：
發(fā)酵生產(chǎn)常采用天然成分的液體培養(yǎng)基。而且，經(jīng)常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸稈，以及乙醇、醋酸等石化產(chǎn)品代替糧食來配制培養(yǎng)基。
3、滅菌
滅菌的原因：
在發(fā)酵過程中如混入其他微生物，將與菌種形成競爭關(guān)系，對發(fā)酵過程造成不良影響 。
舉例：
如果在*發(fā)酵過程中混人放線菌，則放線菌分泌的抗生素就會使大量的*棒狀桿菌死亡。如果在*生產(chǎn)過程中污染了雜菌，這些雜菌則會分泌*酶，將合成的*分解掉。
4、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種
擴(kuò)大培養(yǎng)：
擴(kuò)大培養(yǎng)是將培養(yǎng)到對數(shù)期的菌體分開，分頭進(jìn)行培養(yǎng)，以促使菌體數(shù)量快速增加，能在短時(shí)間里得到大量的菌體
接種：
有了用于生產(chǎn)的充足的菌體，在接種時(shí)要注意什么事項(xiàng)呢？
接種過程中要注意防止雜菌污染
5、發(fā)酵過程
發(fā)酵產(chǎn)物：
發(fā)酵產(chǎn)物主要在菌體生長的穩(wěn)定期產(chǎn)生。
發(fā)酵進(jìn)程
在發(fā)酵過程中隨時(shí)取樣檢測培養(yǎng)液中細(xì)菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度以了解發(fā)酵進(jìn)程，及時(shí)添加必需的培養(yǎng)基成分來延長菌體生長穩(wěn)定期的時(shí)間，以得到更多的發(fā)酵產(chǎn)物 。
發(fā)酵條件
發(fā)酵生產(chǎn)中溫度、pH、溶氧量等對發(fā)酵過程有重大影響。
6、分離提純
發(fā)酵產(chǎn)物不同，分離提純的方法會有所不同，產(chǎn)物分離、提純的一般方法是：
代謝產(chǎn)物：蒸餾、萃取、離子交換等方法。
菌體本身：過濾、沉淀。
三、發(fā)酵工程的應(yīng)用
1、在醫(yī)藥方面：
發(fā)酵工程能生產(chǎn)人們所需的藥品。例如：通過青霉發(fā)酵能生產(chǎn)*。
通過發(fā)酵工程能生產(chǎn)基因藥品。例如：將合成的人的胰島素基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)構(gòu)建成“工程菌”，再通過培養(yǎng)“工程菌”即可獲得人的胰島素。
2、在食品工業(yè)方面：
發(fā)酵工程能為人們提供豐富的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品。如：生產(chǎn)呻酒，果酒等。
發(fā)酵工程能生產(chǎn)各種食品添加劑。例如,
酸味劑：檸檬酸、乳酸等；鮮味劑：*等；
色 素：β-胡蘿卜素等； 甜味劑：高果糖漿等。
發(fā)酵工程能為解決人類糧食短缺問題開辟新途徑。例如：通過發(fā)酵可獲得大量的微生物菌體——單細(xì)胞蛋白。20世紀(jì)80年代中期*的單細(xì)胞蛋白年產(chǎn)量已達(dá)2.0x107t，廣泛用于食品加工和飼料中
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