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发酵工程制药( )ppt课件

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常见放线菌:
产生抗生素最多 的一类微生物
连霉菌属 诺卡氏菌属 小单孢菌属 游动放线菌属
链霉素、金霉素、四环素 利福霉素 庆大霉素
创新霉素
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3、真菌
伞菌类。属于真核生物,但不含叶绿素, 无根、茎、叶,由单细胞或多细胞组成,按 有性或无性方式繁殖。在自然界分布广泛, 以寄生或腐生方式存在。
代谢产物:抗生素(青、头孢、灰黄)、维生素、 酶制剂、各种有机酸、葡萄糖酸、麦角碱 直接入药:冬虫夏草、麦角、神曲、僵蚕、灵芝 等 2 7
1 原生生物界:例如草履虫、变形虫、衣藻 4 病毒:例如艾滋病毒、脊髓灰质炎病毒、噬菌体
1、细菌 细菌的形态:球形、杆形、螺旋形
球菌
杆菌
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螺旋菌
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细菌的繁殖 :
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细菌主要是以二分裂的方式进行的无性繁殖
细菌的结构 :
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特殊的结构:荚膜、鞭毛、芽孢
荚膜 主要成分为多糖,与其致病性有关。 芽孢 细菌生长到一定阶段产生的一种抗逆
→有氧发酵
20 世纪50 年代:氨基酸发酵工业
20世纪60年代:酶制剂工业
70年代 :非碳水化合物代替碳水化合物的发酵
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80 年代以来:重组DNA 技术
三、发酵类型及微生物发酵生产的药物
1.微生物菌体发酵 2.微生物的酶 3.微生物代谢产物发酵 4.微生物转化发酵 5.微生物特殊机能的利用
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1、微生物菌体发酵
定义:是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞 为目的的产品的发酵工业,包括单细胞的酵母和藻 类、担子菌,生物防治的苏云金杆菌以及人、畜防 治疾病用的疫苗等。 特点:细胞的生长与产物积累成平行关系,生长 速率最大时期也是产物合成速率最高阶段,生长稳 定期产量最高。
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2、微生物的酶
酶的特点:易于工业化生产,便于改善工 艺提高产量。 分类:胞内酶 和胞外酶 生物合成特点:需要诱导作用,或遭受阻 遏、抑制等调控作用的影响,在菌种选育、 培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。
碳源、氮源、 无机盐等营养 物质
扩大培养
种子罐 灭菌
主发酵
产物分离纯化
成品
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第二节 发酵过程中的微生物
一、常见的药用微生物
微生物:指形体微小(小于0.1mm),结构简单, 在适宜环境中能迅速生长繁殖,易变异,通常要借助 显微镜才能看清楚的生物。目前已经知道的微生物约 有10万种,分布在以下各界中: 原核生物界:例如细菌、放线菌、蓝藻 真菌界:例如酵母菌、霉菌、大型真菌
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3、微生物代谢产物发酵
包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级 代谢产物。 对数生长期形成的产物是细胞自身生长所 必需的,称为初级代谢产物或中间代谢产物。 各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢 或停止生长时期即稳定期所产生的,来自于 中间代谢产物和初级代谢产物。
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4、微生物转化发酵
定义:是利用生物细胞对一些化合物某一特 定部位(基团)的作用,使它转变成结构相类 似但具有更在经济价值的化合物。 最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物 某一特定部位进行化学反应而形成的。
生化和生理学意义的发酵:指微生物在无氧条件下,
分解各种有机物质产生能量的一种方式,或者更严格
地说,发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能
反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精
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并放出CO2。
工业上的发酵:泛指利用微生物制造或生产某些产品 的过程 包括:厌氧培养的生产过程,如酒精,乳酸等; 通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、 酶制剂等。产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、 酶等。
发酵工程 (Fermentation Engineering)
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第一节 概 述
发酵的相关概念 发酵工程的发展简史 发酵类型 微生物发酵生产的药物
2பைடு நூலகம்
一、发酵的相关概念
发酵:传统发酵 生化和生理学意义的发酵 工业上的发酵
传统发酵:最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或 麦芽汁产生气泡的现象,或者是指酒的生产过程。
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2、放线菌 介于细菌和真菌之间的一类微生物
放线菌的形态 :
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放线菌的结构







孢子
培养基
基内菌丝
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放线菌的分布 放线菌在自然界分布很广,在土壤、堆肥
和湖底、河底的淤泥等处,尤其在土壤中种 类和数量很多。 放线菌的繁殖
放线菌没有有性繁殖,主要通过形成无性 抱子形式进行无性繁殖,成熟的分生孢子或 孢囊孢子在适宜环境里发芽形成新的菌丝体。
发酵工程:利用微生物的特定性状,通过现代 工程技术在生物反应器中生产有用物质的一种技 术体系。
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二、发酵工程的发展简史
19世纪或更早:酿酒、酒变质 20世纪初:一战--丙酮丁醇的发酵
第一个 大规 模工业生产的
发酵过程
1929年—1942:青霉素的发现及生产 厌氧发酵
20 世纪40 年代:抗生素工业
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微生物发酵生产的药物:
主要包括:抗生素类、氨基酸类、核 苷酸类、维生素类、甾体类激素、治 疗酶及酶抑制剂
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5、微生物特殊机能的利用
利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡 微生物湿法冶金 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。
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发酵的流程:
空气 空气净化处理
菌种选育 保藏菌种 斜面活化
分解者或消费者 生产者
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细菌的菌落:
单个或者少数细菌在固体培养基上大量 繁殖时,会形成一个肉眼可见的、具有一定 形态结构的子细胞群体。
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• 特征:大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明 度等。
• 功能:每种细菌在一定条件下所形成的菌落,可 以作为菌种鉴定的重要依据。
• 举例:如啤酒酵母菌落、红酵母菌落等。
它可以引起食物的腐败。
寄生——从活的动植物体内吸取有机物来生活。例
如寄生在肠道内的痢疾杆菌,它能够引起细菌性痢疾
需氧型:好氧性细菌。如:枯草杆菌、硝化细菌、铁
细菌、根 瘤菌等。
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厌氧型:厌氧性细菌。如:破伤风杆菌,产甲烷杆菌, 乳酸菌等。
细菌的代谢类型与在生态系统中处于的地位?
异养需氧型 异养厌氧型 自养需氧型 自养厌氧型
性很强的休眠体,以度过不良的环境。
一般说,芽孢不起繁 殖作用,只起度过不良 环境的作用,芽孢对热、 紫外线和许多有毒化学 物质有很强的抗性
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细菌的代谢类型:
自养:硝化细菌、铁细菌、硫细菌等。
异养:大肠杆菌、乳酸菌、枯草杆菌等。
腐生——依靠分解动植物的遗体(尸体、粪便和枯
枝落叶),从中吸取有机物来生活。例如枯草杆菌,
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