微生物工程课件.ppt

1、 xx微生物工程微生物工程 12023-2-52感谢你的观看2019年8月293感谢你的观看2019年8月291.个人教学工作情况介绍个人教学工作情况介绍姓名姓名：张爱梅张爱梅学位学位：博士博士职称职称：副教授副教授学院学院：生命科学学院生命科学学院4感谢你的观看2019年8月29：微生物学，微生物工程，微生物学，微生物工程，微生物及微生物工程实验微生物及微生物工程实验：食品与生活，饮料加工食品与生活，饮料加工5感谢你的观看2019年8月29Text 2Text 32.对教学工作的理解对教学工作的理解6感谢你的观看2019年8月297感谢你的观看2019年8月29说教学的重说教学的重难点难点说

2、教学内容说教学内容说教材说教材 说学法说学法说教学说教学评价方法评价方法说教学目标说教学目标说教法说教法说学生说学生8感谢你的观看2019年8月29 微生物工程微生物工程使用的教材是由曹使用的教材是由曹军卫主编的，由军卫主编的，由“科学出版社科学出版社”出出版的版的21世纪高等院世纪高等院校教材校教材（第二版）。（第二版）。1说教材说教材9感谢你的观看2019年8月29微生物工程原理微生物工程原理微生物工程下游加工工程微生物工程下游加工工程微生物工程生产设备微生物工程生产设备微生物工程生产工艺和产品举例微生物工程生产工艺和产品举例2说教学内容说教学内容10感谢你的观看2019年8月29一条主线

3、一条主线：菌种培养基发酵过程控制产品两个基础：两个基础：生物学基础；工程学基础三大模块：三大模块：微生物工程原理；微生物工程生产设备；生产工艺和产品举例四大内容：四大内容：（来源、选育、保藏、代谢调节）；（成分、配制、用途、灭菌）；（工艺控制、参数检测、动力学）；（培养基灭菌设备、发酵设备、空气 除菌设备、产品纯化设备）11感谢你的观看2019年8月29微生物工程原理和微生物工程生产设备。微生物工程原理和微生物工程生产设备。微生物工程生产设备。微生物工程生产设备。3说教学的重难点说教学的重难点12感谢你的观看2019年8月294说学生说学生13感谢你的观看2019年8月295说教法说教法直观演

4、示法直观演示法举例说明法举例说明法14感谢你的观看2019年8月296说教学目标说教学目标 15感谢你的观看2019年8月297说学法说学法 16感谢你的观看2019年8月298说教学评价方法说教学评价方法 对学生，平时考查与期末考试相结合。对学生，平时考查与期末考试相结合。对教师，听取意见和建议，完善教学。对教师，听取意见和建议，完善教学。17感谢你的观看2019年8月2918西北师大生科院2006-8192006-8202006-823 按发酵原料分为：按发酵原料分为：淀粉类物质发酵、废水发酵淀粉类物质发酵、废水发酵等等 按发酵形式分为：按发酵形式分为：固体发酵、液体深层发酵固体发酵、液体

5、深层发酵等等 按氧气需求分为：按氧气需求分为：需氧发酵、厌氧发酵需氧发酵、厌氧发酵等等 按发酵产物分为：按发酵产物分为：氨基酸发酵、抗生素发酵氨基酸发酵、抗生素发酵等等一一.工业化发酵的类型工业化发酵的类型 232006-824242006-825依依菌体生长菌体生长，碳源利用碳源利用和和产物生成产物生成的变化，的变化，Gaden将微生物发酵过程分为三种类型：将微生物发酵过程分为三种类型：252006-826生长相关型生长相关型 产物直接来源于产能的初产物直接来源于产能的初级代谢，菌体生长与产物形成级代谢，菌体生长与产物形成不分开。不分开。例如：酵母，蘑菇菌丝例如：酵母，蘑菇菌丝 例如：酒精，

6、葡萄糖酸的发酵例如：酒精，葡萄糖酸的发酵262006-8:生长部分相关型生长部分相关型 发酵第一时期，菌体迅速发酵第一时期，菌体迅速增长；第二时期，产物高速形增长；第二时期，产物高速形成。生长出现两个峰，碳源利成。生长出现两个峰，碳源利用在两个时期都很高。用在两个时期都很高。例如：柠檬酸发酵例如：柠檬酸发酵272006-828生长不相关型生长不相关型 产物是在基质消耗和菌体产物是在基质消耗和菌体生长达到稳定期，菌体利用中生长达到稳定期，菌体利用中间代谢反应来形成的，即产物间代谢反应来形成的，即产物的形成和初级代谢是分开的。的形成和初级代谢是分开的。例如：抗生素发酵。例如：抗生素发酵。28200

7、6-829二二.分批培养动力学分批培养动力学 292006-8301.微生物生长动力学 :比生长速率比生长速率 （s s-1-1）X X：细胞干重浓度：细胞干重浓度（kg/m3）t：时间（时间（s）302006-831时间菌体浓度对数 延迟期对数生长期减速期稳定期衰亡期延迟期：dxdt0 0对数生长期:mma ax x倍增时间倍增时间：td减速期:ddt 0 0稳定期：;dxdt0 0maxmaxXXXX衰亡期:dxdt0 0312006-832u 微生物的生长速度：f(S，M，T，pH，DO)u 在一定条件下(限制性基质限制性基质)：f(S)322006-833Monod研究了基质浓度与生长

8、速度的关系Monod方程 00.20.40.60.811.202004006008001000SVVmVm/2KmmaxsSKSmaxsSvvKS米氏方程:00.20.40.60.811.202004006008001000SVVmVm/2Kmm/2m332006-834maxsSKS：比生长速率（：比生长速率（s-1)S：限制性基质浓度：限制性基质浓度(mol/m3)Ks：饱和常数：饱和常数(mol/m3)max:最大比生长速率（最大比生长速率（s-1)342006-835Monod方程的参数求解 将Monod方程取倒数可得：111smmSKsmmSKSmaxsKSS(双倒数法)S35200

9、6-836例：例：在一定条件下培养大肠杆菌，得如下数据：解：将数据整理smmSKSS(mg/l)63364153221 (h-1)0.06 0.24 0.43 0.66 0.70S/100137.5192.5231.8311.3S 63364153221362006-837smmSKS372006-838 合成新细胞；合成新细胞；细胞维持生命；细胞维持生命；合成代谢产物。合成代谢产物。2.基质消耗动力学382006-839dtdPYmXdtdXYdtdSSPSX/11YX/S：生长得率系数生长得率系数 YP/S：产物得率系数产物得率系数 m：维持系数：维持系数392006-840402006-

10、8413.菌体菌体 酶制剂酶制剂 代谢产物代谢产物412006-842 以产物生产率作为菌体生长率和菌体量的函以产物生产率作为菌体生长率和菌体量的函数（数（Luedeking和和Piret模型）模型）XkdtdXkdtdP21422006-843按按k1，k2常数分常数分(1)k10，k2=0，生长相关型生长相关型(2)k10，k20，生长部分相关型生长部分相关型(3)k1=0，k20，生长不相关型生长不相关型XkdtdXkdtdP21432006-844442006-8分批培养示意图分批培养示意图452006-8连续培养示意图连续培养示意图 462006-847mmdt693.02lnlnXt-lnX0 （t t0)d X/d t=X472006-848生长得率系数生长得率系数：482006-8产物得率系数产物得率系数492006-8502006-8