《微生物发酵制药》课件

《微生物发酵制药》课程简介课程目标课程内容深入了解微生物发酵制药的基本原理、技术和应用涵盖微生物发酵基础知识、发酵过程控制、常见药用发酵产品、发酵技术创新等微生物发酵制药的重要性药物生产为人类提供多种重要药物，包括抗生素、维生素、激素等食品工业应用于发酵食品的生产，如酱油、醋、酒等工业生产用于生产酶、有机酸、氨基酸等重要的工业原料环境保护用于处理废水、废气，并生产生物燃料，促进可持续发展微生物发酵基础知识微生物的种类发酵的原理细菌、真菌、酵母菌等微生物在发酵制药中发挥着重要作用利用微生物的代谢活动，将原料转化为目标产物细菌的生长特点繁殖速度快细菌通过二分裂进行繁殖，在适宜条件下可迅速增殖营养需求简单细菌所需的营养物质种类较少，易于培养代谢产物丰富细菌在代谢过程中可产生多种有用的物质，如抗生素、酶等细菌的代谢过程物质代谢1分解代谢2将复杂的有机物分解为简单的物质，释放能量合成代谢3利用简单的物质合成复杂的物质，消耗能量能量代谢4生物体通过能量代谢获取能量，并利用能量进行生命活动细菌的培养方法液体培养固体培养在液体培养基中培养细菌，适用于大规模生产在固体培养基上培养细菌，用于菌种分离和纯化发酵过程的控制因素温度温度是影响微生物生长和产物合成的关键因素值pHpH值影响酶的活性，进而影响微生物的生长和产物合成通气量通气量影响氧气的供应，对于需氧微生物的生长和产物合成至关重要搅拌速度搅拌速度影响培养基的混合程度，进而影响微生物的生长和产物合成发酵培养基的配制碳源氮源无机盐生长因子提供微生物生长所需的碳素提供微生物生长所需的氮素提供微生物生长所需的无机提供微生物生长所需的特殊来源，如葡萄糖、麦芽糖等来源，如蛋白胨、酵母浸粉盐类，如磷酸盐、硫酸盐等营养物质，如维生素、氨基等酸等发酵过程的监测温度监测实时监测发酵过程中的温度变化，确保温度适宜微生物的生长和产物合成值监测pH实时监测发酵过程中的pH值变化，确保pH值适宜微生物的生长和产物合成溶解氧监测实时监测发酵过程中的溶解氧浓度，确保氧气供应充足泡沫监测实时监测发酵过程中的泡沫量，防止泡沫过多影响发酵过程微生物发酵的产物分离过滤利用过滤方法分离发酵液中的固体物质，例如细胞、菌体等离心利用离心方法分离发酵液中的细胞或其他固体颗粒沉淀利用化学方法沉淀目标产物，例如用盐析法沉淀蛋白质发酵产品的纯化提取1将目标产物从发酵液或细胞中提取出来浓缩2将目标产物浓缩，提高其浓度纯化3利用色谱、结晶等方法纯化目标产物，去除杂质干燥4将纯化的目标产物干燥，便于储存和运输常见的药用发酵产品青霉素的发酵生产生产菌种发酵条件产物分离纯化青霉菌是生产青霉素的主要青霉素发酵需要适宜的温度、青霉素的产物分离主要采用青霉素的纯化主要采用色谱、菌种pH值、通气量等条件过滤、离心等方法结晶等方法链霉素的发酵生产菌种培养链霉菌是生产链霉素的主要菌种发酵过程链霉素发酵过程需要严格控制温度、pH值、通气量等条件产物分离链霉素的产物分离主要采用过滤、离心等方法纯化链霉素的纯化主要采用色谱、结晶等方法山萝卜素的发酵生产100原料山萝卜素的发酵生产主要采用微生物转化方法1000发酵过程发酵过程需要严格控制温度、pH值、通气量等条件10000产物分离山萝卜素的产物分离主要采用过滤、离心等方法100000纯化山萝卜素的纯化主要采用色谱、结晶等方法维生素的发酵生产B12菌种筛选1选择合适的微生物作为生产菌种培养基优化2优化培养基成分，提高菌体的生长速度和维生素B12的产量发酵过程控制3控制发酵过程中的温度、pH值、通气量等因素产物分离与纯化4分离和纯化维生素B12，去除杂质乳酸的发酵生产乳酸菌发酵蔬菜发酵食品乳酸菌在发酵过程中将乳糖转化为乳酸，乳酸菌在发酵过程中将蔬菜中的糖类转乳酸菌在发酵过程中产生乳酸，赋予发形成酸奶等发酵乳制品化为乳酸，形成酸菜、泡菜等发酵蔬菜酵食品独特的风味和口感乙醇的发酵生产酵母菌发酵过程产物分离酵母菌在发酵过程中将糖类转化为乙醇，乙醇发酵过程需要严格控制温度、pH乙醇的产物分离主要采用蒸馏方法形成酒类值、通气量等条件微生物发酵制药的优势成本低廉微生物生长速度快，所需的营养物质简单，生产成本较低效率高微生物的代谢速度快，产物产量高，生产效率高安全性好微生物发酵制药的安全性相对较高，不易产生毒副作用可持续性强微生物发酵制药可以利用可再生资源，具有较强的可持续性微生物发酵制药的挑战菌种稳定性菌种的遗传稳定性对生产效率和产品质量至关重要发酵过程控制发酵过程的控制难度较大，需要严格控制各种影响因素产物分离纯化产物分离纯化过程复杂，需要高效、经济的提取和纯化方法安全性问题需要严格控制发酵过程，防止污染和有害物质的产生未来的发展趋势基因工程1利用基因工程技术改造微生物，提高产量、改善产品质量合成生物学2利用合成生物学技术构建新的微生物，生产新的药物和产品自动化控制3利用自动化控制技术，提高发酵过程的效率和安全性可持续发展4发展更加环保、可持续的微生物发酵制药技术生物反应器的类型发酵罐的结构和功能罐体搅拌器通气装置控制系统发酵罐的核心部分，用于容用于混合培养基，保证微生用于向发酵罐内通入空气，用于控制温度、pH值、通纳培养基和微生物物均匀分布，促进物质传递为微生物提供氧气气量等发酵参数发酵过程的自动控制温度控制利用温度传感器和控制系统，自动调节发酵罐内的温度值控制pH利用pH传感器和控制系统，自动调节发酵罐内的pH值溶解氧控制利用溶解氧传感器和控制系统，自动调节发酵罐内的溶解氧浓度泡沫控制利用泡沫传感器和控制系统，自动控制泡沫量发酵产品的包装和储存包装材料选择合适的包装材料，保证产品的稳定性和安全性储存条件根据产品特性，选择合适的储存温度、湿度等条件标签标识在包装上标注产品名称、规格、生产日期、有效期等信息发酵产品的质量检测外观检查理化指标检测生物活性检测微生物检测观察产品的颜色、形态、气检测产品的pH值、密度、检测产品的活性成分含量和检测产品中是否存在微生物味等外观特征纯度等理化指标生物活性污染药用发酵产品的应用抗生素青霉素、链霉素等抗生素在治疗细菌感染方面发挥重要作用维生素维生素B12等维生素用于补充人体所需的营养物质，促进人体健康酶类酶类在医药、食品、工业等领域具有广泛的应用生物制剂一些生物制剂，如疫苗、抗体等，也是利用微生物发酵技术生产的微生物发酵制药案例分析案例1抗生素生产2分析青霉素、链霉素等抗生素的生产工艺和应用酶制剂生产3分析酶制剂的生产工艺和应用，如胰岛素、生长激素等生物农药生产4分析生物农药的生产工艺和应用，如苏云金杆菌杀虫剂等生物燃料生产5分析生物燃料的生产工艺和应用，如乙醇燃料等发酵产品的安全性问题菌种安全性选择安全的菌种，避免产生毒性物质发酵过程控制严格控制发酵过程，防止污染和有害物质的产生产物纯化确保产物纯度，去除杂质和毒性物质包装储存选择安全的包装材料和储存条件，保证产品的质量环境保护与可持续发展节约能源优化发酵工艺，降低能源消耗减少污染采用环保的生产工艺，减少废水、废气排放循环利用回收利用发酵过程中的废弃物，实现循环经济生物降解利用微生物降解污染物，保护环境微生物发酵制药的伦理问题基因改造动物实验药物定价基因改造微生物的伦理问题，如生物安动物实验的伦理问题，如动物福利、实药物定价的伦理问题，如药物可及性、全、环境风险等验方法等价格合理性等发酵技术的创新与研究基因工程1利用基因工程技术改造微生物，提高产量、改善产品质量合成生物学2利用合成生物学技术构建新的微生物，生产新的药物和产品生物催化3利用酶或微生物催化剂进行生物转化，生产新的药物和产品学习总结与心得知识收获实践体会未来展望对微生物发酵制药的基本原理、技术和通过实验和案例分析，更加体会到微生希望继续学习和研究微生物发酵制药技应用有了更深入的了解物发酵制药的重要性术，为人类健康和可持续发展做出贡献。