微生物工程概述

 

微生物工程是微生物學(xué)與工程學(xué)有機結合的產(chǎn)物。它是利用生物特性和發(fā)酵理論，通過(guò)現代化的工程技術(shù)手段，進(jìn)行工業(yè)化規模生產(chǎn)，使受培養的微生物或動(dòng)植物細胞積累所需產(chǎn)品的一門(mén)技術(shù)學(xué)科。也就是利用微生物生產(chǎn)代謝活動(dòng)產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來(lái)生產(chǎn)商業(yè)化成品。

    微生物工程是在傳統的發(fā)酵工程基礎上建立和發(fā)展起來(lái)的，但現代微生物工程具有顯著(zhù)的特點(diǎn)：

1、強化了上游的基礎研究，滲入了現代生物技術(shù)，構建工程菌種

2、工藝流程后處理自動(dòng)化程度逐步提高，并應用計算機技術(shù)優(yōu)化各單元；

3、生產(chǎn)規模大，產(chǎn)品質(zhì)量大大提高；

4、上、中、下游各個(gè)環(huán)節的銜接和配套更趨于合理和有效；

5、對環(huán)境污染程度降低。

 

與化學(xué)工程相比，微生物反應過(guò)程有以下特點(diǎn)：

1、常溫常壓下進(jìn)行，操作條件溫和，不需考慮防爆問(wèn)題，一種設備具有多種用途。

2、原料以碳水化合物為主，不含有毒物質(zhì)。

3、生產(chǎn)過(guò)程是以生命體的自動(dòng)調節方式進(jìn)行，因此多個(gè)反應就象一個(gè)反應一樣，可在單一設備中進(jìn)行。

4、能容易地生產(chǎn)復雜的高分子化合物，如酶、光學(xué)活性體等。

5、能高度選擇性地進(jìn)行復雜化合物在特定部位反應，如氧化、還原、官能團導入等。

6、生產(chǎn)產(chǎn)品的生物體本身也是發(fā)酵產(chǎn)物，富含維生素、蛋白質(zhì)、酶等有用物質(zhì)；除特殊情況外，培養液一般不會(huì )對人和動(dòng)物造成危害。

7、生產(chǎn)過(guò)程中需要注意防止雜菌污染，尤其是噬菌體的侵入，以免造成很大的危害。

8、通過(guò)微生物菌種改良，能夠利用原有設備使生產(chǎn)飛躍上升。

發(fā)酵過(guò)程的這些特性決定了微生物工程的種種優(yōu)點(diǎn)，使得微生物工程成為生物技術(shù)的核心之一受到廣泛重視。

 

除某些轉化過(guò)程外，典型的微生物過(guò)程可以劃分成六個(gè)基本組成部分：

1、繁殖種子和發(fā)酵生產(chǎn)所用的培養基組份設定；

2、培養基、發(fā)酵罐及其附屬設備的滅菌；

3、培養出有活性、適量的純種，接種入生產(chǎn)的容器中；

4、微生物在最適合于產(chǎn)物生長(cháng)的條件下，在發(fā)酵罐中生長(cháng)；

5、產(chǎn)物萃取和精制；

6、過(guò)程中排出的廢棄物的處理。