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微生物工程 ——主讲：郭君慧  (QQ:438594333) Microbiology Engineering 参考书目 微生物工程，曹军卫，科学出版社 微生物工程，吴松刚，科学出版社 微生物工程工艺原理，姚汝华， 华南理工大学出版社 当代食品生产技术丛书，化学工业出版社 环境工程微生物学，周群英，高等教育出版社 课程安排 绪论 微生物工业中的菌种 培养基灭菌与空气除菌 发酵设备 中间(工艺)控制 下游处理  食品发酵 酒、酱油、醋、调味品、酸奶 环境微生物工程 废水、废气和固体废弃物的处理 微生物工程的概念 人工控制条件下，通过微生物的生命活动而获得代谢产物的过程。 利用生物特性和发酵理论，通过现代化的工程技术手段，进行工业化规模生产，使受培养的微生物或动植物细胞积累所需产品的一门技术学科。 微生物工程的基本内容 微生物工程基本上可分为发酵和提纯两大部分 发酵部分：菌种的特性与选育，培养基的特性，灭菌理论，发酵机理，发酵动力学，连续发酵控制和自动化理论等； 提纯部分（后处理）：细胞破碎，过滤，沉淀，色谱，萃取，蒸发，结晶，干燥，包装等。 微生物工程的发展阶段 自然发酵时期【酿酒、酿醋、制酱等】 纯培养技术的建立【发明显微镜（1667）、巴斯德消毒法、纯培养技术】 通气搅拌的好气性发酵工程技术的建立【青霉素的大量生产（1929）】 人工诱变育种与代谢控制技术的建立【用发酵法制造谷氨酸（1956）】 微生物工程的发展阶段 基因工程的介入（胰岛素） 发酵连续化、自动化技术的建立【结合数学、动力学、化学工程原理、计算机技术和自动控制理论】 微生物酶反应生物合成和化学合成相结合的工程技术的建立【维生素C生产】【化学合成：适用于低分子有机物生产；发酵：适用于生产复杂物质和有立体特异性的物质，设备简单，通用性好，但周期长，浓度低】 微生物工业的定义与特点 微生物工业的定义：又称发酵工业，是利用微生物具有的化学活性进行物质转换，从事各种发酵产品生产的工业。 微生物工业的特点： 原料广泛，产品丰富 在常温、常压下完成，设备简单，通用性好 微生物发酵工业的范围 酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等） 发酵食品工业（酱、酱油、酸乳等） 有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮等） 抗生素发酵工业（青霉素、链霉素等） 有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） 酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） 氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） 微生物发酵工业的范围 核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸等） 维生素发酵工业（维生素B12 等） 生理活性物质发酵工业（生物农药等） 微生物菌体蛋白发酵（单细胞蛋白等） 微生物环境净化工业（污水处理） 生物能工业（沼气、纤维素等的利用） 微生物冶金工业（微生物探矿、冶金等） 近代微生物工业的发展趋势 简单化合物（酒精）—复杂物质（SCP） 自然发酵—诱变与代谢控制—基因工程 化学合成—生物合成—生物与化学合成相结合 大型化、连续化和自动化的趋势 石油、天然气、纤维素等新原料的采用 微生物发酵工业的比拟放大问题 比拟放大问题： 实验室小型试验(Laboratory-scale)中间试验规模(Pilot-scale) 大型生产规模(Production) （小试—中试—生产） 本章知识结构 ★微生物工程的定义与内容 微生物工程的发展阶段 ★微生物工业的定义与特点 微生物工业的范围 ★近代微生物工业的发展趋势 ★微生物工业中的比拟放大问题 预习内容—工业生产中的菌种 发酵工业对菌种的要求 菌种的分离、选育、保藏和复壮 种子扩大及其影响因素 * * 现代生物技术 微生物工程(Micrology Engineering) 基因工程(Genetic Engineering) 细胞工程(Cell Engineering) 酶工程(Enzyme Engineering) 生化（蛋白质）工程(Protein E) 微生物工业生产的一般流程 种子扩大培养 培养基配制 空气除菌 培养基灭菌 发酵生产 下游处理 发酵设备 王旭P1