發酵工程的概念

發酵工程是利用現代工程技術手段，結合生物細胞（包括動植物、微生物）參與的工藝過程的原理和科學，利用微生物的某些特定功能，爲人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。

在發酵工程中，可以通過代謝把握髮酵、回覆突變、自然選育、誘變育種等方法來提高微生物的產量和產物質量。

此外，還可以使用產物促進劑和抑制劑等物質來影響微生物的代謝途徑，從而改變產物的產量和品質。

發酵工程是利用現代工程技術手段，結合生物細胞（包括動植物、微生物）參與的工藝過程的原理和科學，利用微生物的某些特定功能，爲人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。

在發酵工程中，可以通過代謝把握髮酵、回覆突變、自然選育、誘變育種等方法來提高微生物的產量和產物質量。

此外，還可以使用產物促進劑和抑制劑等物質來影響微生物的代謝途徑，從而改變產物的產量和品質。

發酵工程是利用微生物在特定條件下進行代謝反應，生產某種化學物質的過程。

這種化學物質可以是食品、飲料、藥品、酒精等。

發酵工程涉及到微生物學、生化學、工程學、控制論等多個學科。

發酵工程的目標是通過優化微生物、培養條件、發酵過程和產品提取等一系列技術，達到提高產量、品質和經濟性的效果。

發酵工程的應用範圍廣泛，是現代生產中不可或缺的重要產業。

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簡述發酵工程的基本含義

【答案】：發酵工程(fermentationengineering)又稱爲微生物工程，是利用微生物製造工業原料與工業產品並提供服務的技術，是生物技術的基礎工程。

發酵過程的概念，內容，典型的發酵過程包括哪幾個部分

發酵工程，是指採用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，爲人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。它是一級學科“輕工技術與工程”中的一個重要分支和重點發展的二級學科，在生物技術產業化過程中起着關鍵作用。1）“發酵”有“微生物生理學嚴格定義的發酵”和“工業發酵”，詞條“發酵工程”中的“發酵”應該是“工業發酵”。（2）工業生產上通過“工業發酵”來加工或製作產品，其對應的加工或製作工藝被稱爲“發酵工藝”。爲實現工業化生產，就必須解決實現這些工藝（發酵工藝）的工業生產環境、設備和過程控制的工程學的問題，因此，就有了“發酵工程”。（3）發酵工程是用來解決按發酵工藝進行工業化生產的工程學問題的學科。發酵工程從工程學的角度把實現發酵工藝的發酵工業過程分爲菌種、發酵和提煉（包括廢水處理）等三個階段，這三個階段都有各自的工程學問題，一般分別把它們稱爲發酵工程的上游、中游和下游工程。（4）微生物是發酵工程的靈魂。近年來，對於發酵工程的生物學屬性的認識愈益明朗化，發酵工程正在走近科學。（5）發酵工程最基本的原理是發酵工程的生物學原理。發酵工程是指採用工程技術手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的離體酶的某些功能，爲人類生產有用的生物產品，或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。人們熟知的利用酵母菌發酵製造啤酒、果酒、工業酒精，乳酸菌發酵製造奶酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨着科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，並且已經進入能夠人爲控制和改造微生物，使這些微生物爲人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作爲現代生物技術的一個重要組成部分，具有廣闊的應用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種並且提高其產量；利用微生物發酵生產藥品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。已經從過去簡單的生產酒精類飲料、生產醋酸和發酵麪包發展到今天成爲生物工程的一個極其重要的分支，成爲一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬件工程的一個多學科工程。現代發酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和麪包，而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健藥物，生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料，在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。從廣義上講，發酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優良種株的選育，最適發酵條件（pH、溫度、溶氧和營養組成）的確定，營養物的準備等。中游工程主要指在最適發酵條件下，發酵罐中大量培養細胞和生產代謝產物的工藝技術。這裏要有嚴格的無菌生長環境，包括髮酵開始前採用高溫高壓對發酵原料和發酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發酵過程中不斷向發酵罐中通入乾燥無菌空氣的空氣過濾技術；在發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；還有種子培養和生產培養的不同的工藝技術。此外，根據不同的需要，發酵工藝上還分類批量發酵：即一次投料發酵；流加批量發酵：即在一次投料發酵的基礎上，流加一定量的營養，使細胞進一步的生長，或得到的代謝產物；連續發酵：不斷地流加營養，並不斷地取出發酵液。在進行任何大規模工業發酵前，必須在實驗室規模的小發酵罐進行大量的實驗，得到產物形成的動力學模型，並根據這個模型設計中試的發酵要求，最後從中試數據再設計更大規模生產的動力學模型。由於生物反應的複雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規模生產過程中會出現許多問題，這就是發酵工程工藝放大問題。下游工程指從發酵液中分離和純化產品的技術：包括固液分離技術（離心分離，過濾分離，沉澱分離等工藝），細胞破壁技術（超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等），蛋白質純化技術（沉澱法、色譜分離法和超濾法等），最後還有產品的包裝處理技術（真空乾燥和冰凍幹事燥等）。此外，在生產藥物和食品的發酵工業中，需要嚴格遵守美國聯邦食品和藥物管理局所公佈的cGMPs的規定，並要定時接受有關當局的檢查監督。

發酵工程論文

發酵工程論文

　　發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能，通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用於工業化生產的技術體系，是建立在發酵工業基礎上，與化學工程緊密結合的一門學科，現在是我爲您整理的發酵工程論文，希望對您有所幫助。

　　發酵工程論文

　　從多年發酵工程課程的講授以及國內大部分高校發酵工程課程的講授內容來看，發酵工程授課案例主要涉及到抗生素、氨基酸、檸檬酸等好氧發酵工藝及發酵機制，以及酒精、釀造酒、乳酸等厭氧發酵機制及工藝，很少涉及到基因工程產品如EGF、EPO、重組人乙肝疫苗等的發酵機制和工藝。生物技術藥物已廣泛用於治療癌症、艾滋病、貧血、發育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纖維變性和一些罕見的遺傳疾病[6]。目前我國從事生物技術藥物產業研究與開發人數僅相當於美國的1/4，從事生物醫藥產品研究與開發的人才更是嚴重不足，已成爲制約我國生物醫藥產業發展的瓶頸。這就要求我們編制、修訂教學大綱時，在保留典型的傳統菌的好氧發酵和厭氧發酵案例基礎上，着重引入基因工程菌製藥的發酵工藝，擴展學生的知識面，爲他們將來到製藥企業就業奠定良好基礎。

　　1選取合適的教材

　　發酵工程優秀教材很多，像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發酵工藝原理與技術》、《生物工藝學》、《現代工業發酵學》、《發酵工藝學》等，我們在前些年的教學過程中也選用了多個版本的《微生物工程》，結合我校生物技術專業學生的知識體系和培養方向，目前我們選用全國高等學校發酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級規劃教材華南理工大學姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》，此書按照發酵工藝操作單元的先後順序排布各章，脈絡清晰，系統性好，該書在難易程度上很適合我們的學生，但是該書側重於發酵機制的講授，發酵工藝和設備沒有涉及。因此，在前期教學積累的基礎上，我們授課團隊正在努力編寫一本適合於我們自己的教材，增添發酵工藝及設備，以及基因工程產品的發酵工藝。同時爲提高學習的廣度和深度，爲學生推薦了《發酵工藝原理》、《發酵設備》、《發酵工程實驗技術》等參考書。

　　2開展發酵工程實驗，提高學生綜合素質

　　發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能，通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用於工業化生產的技術體系，是建立在發酵工業基礎上，與化學工程緊密結合的一門學科，它是連接生命科學研究與應用的橋樑[7]。在基因工程和細胞工程的應用中，要想把定向改造的物種轉化成產品，也需用到發酵工程技術。發酵工程實驗開展的場所是發酵罐，這是發酵工業獨有的特點，同時有一套嚴密的工藝流程讓發酵原料通過菌種吸收轉化成我們所需要的發酵產品，發酵週期長，步驟繁多。通過發酵工程實驗課程的學習，培養學生實際動手操作能力，讓學生親自動手操作發酵罐，開展發酵罐空消和實消操作，以及常規發酵產品如酒精、檸檬酸、青黴素的發酵，使學生真正的達到學以致用，同時又鍛鍊了學生的自主性、創作性和責任心。師範院校的理科學生，普遍缺乏工藝概念，但他們又非常渴望瞭解真正的生產過程。我們針對發酵工程的主要內容，組織學生到啤酒廠、白酒廠、製藥企業開展生產實習，使學生親自到白酒、啤酒和藥物的生產線上瞭解工藝流程，切切實實的把課堂上學到的理論知識與生產工藝聯繫起來，學生反映收穫很大。總之，發酵工程實驗集成度較高，牽涉到生物化學、微生物學、分析化學、有機化學、發酵工藝學、化學原理等學科的實驗內容，有別於普通實驗課程的是工廠生產實習，真正做到理論實踐相結合，最終達到學以致用的培養目的。

　　3改進教學方法，切實提高學生創新能力

　　教學方法的改革，首先取決於教師本身的學術水平和綜合素質的提高，教學方法改革服從人才素質培養，以大面積提高教學質量爲目標，和教學內容的改革密不可分。生動、豐富的教材，有價值的有說服力的'理論，以培養學生學習和實踐的態度、思維以及能力的開放式教學，無疑會激發學生的學習興趣。從某種意義上說教學的目的是教會學生“學會學習”，“授人以魚，不如授人以漁”。

　　3.1案例教學

　　發酵工程是一門實驗實踐極強的學科，知識的歸納和總結是建立於具體的發酵機制和工藝案例的基礎上。在授課過程中，典型的案例不僅使課堂生動形象，而且使學生容易理解和記憶，觸類旁通，達到知識遷移的目的。例如在講青黴素的發酵這部分內容時，通過詳細講解青黴素的發現，引出偉大的科學家弗萊明，進而講解青黴素發酵的發酵機制、過程控制、提取及純化相關內容，學生被激起興趣，學起來也容易接受。學習之後，可以引導學生進行討論，如抗生素的種類、我們生小病的時候用到了哪些抗生素、抗生素對能治療那些疾病、濫用抗生素有何危害等等問題，使學生從思想上真正理解“抗生素是一把雙刃劍”，從而在以後的生活中學以致用，進而影響身邊的人及下一代合理利用抗生素，爲社會進步做出貢獻。

　　3.2啓發、討論式教學

　　講課的過程中首先講授難點、重點，善於提出問題，讓學生跟着老師的思路走，隨着一個又一個的問題啓發學生思考、歸納、總結。比如在講授發酵過程的控制這部分內容開始時，引入酸奶的發酵。酸奶在生活中很普遍，同學們也不陌生，有的同學家做過酸奶，因此對酸奶的發酵還有一點常識，接受起來更容易一些。首先提出問題，酸奶發酵的原料和菌種從哪裏來？酸奶發酵是好氧發酵還是厭氧發酵？發酵多長時間合適，夏天和冬天發酵時間一樣嗎？通過這些問題，啓發學生思考討論，最終引出酸奶的發酵工藝及注意事項，隨後在實驗課時讓每位同學親自動手做一款自己喜歡的酸奶，鞏固和吸收理論學習。

　　3.3比較歸納教學法

　　比較式教學法通過對不同知識點的對比分析，找到其相同和不同處，在比較的過程中對知識點歸納概括，有助於從本質上理解和記憶知識。比如在講授培養基的製備過程中，讓學生比較種子培養基與發酵培養基的相同點和不同點，說出兩種培養基C/N比有何不同及不同的原因是什麼。又比如在講培養基的滅菌時，在講述了分批滅菌和三種常見的連續滅菌流程連消塔——噴淋冷卻流程、噴射加熱——真空冷卻流程、薄板熱交換器連續滅菌流程之後，讓學生對分批滅菌和連續滅菌進行對比總結，學生就容易理清楚，弄懂複雜的內容。

　　4優化考試模式，重在平時學習的思考與探討

　　在發酵工程實驗及理論教學考覈方法中，一是包括到課情況。在開課之前詳細向學生講述發酵工程課程在生物技術專業的應用及其重要性，課程的講授和考覈方式，通過到課率來約束學生學習及實驗的自覺性。二是考覈內容和考覈方式多樣化，加強課堂考覈、作業考覈，平時考覈與期末考覈成績的比例由原來的3∶7加大到6∶4，綜合反映發酵工程課程實踐性強的特色。三是實踐教學實施“以考促訓，以賽促練”，強化技能培養，規定技能考試不過關，不允許參加理論考試。四是在教學中注重因材施教和個性化培養。

　　5小結

　　當前生物技術飛速發展，發酵新產品不斷涌出，它要求我們的發酵工程專業課教師在講授傳統知識的同時，不斷學習發酵工程方面的前沿知識，及時根據發酵工程產品市場更新教學內容，同時在授課的過程中靈活採用各種教學方法，甚至有必要到工廠車間實習實訓。從當前經濟發展和高校改革趨勢來看，生物技術專業不但在地方師範院校有很大的發展空間，而且也將是今後一些師範院校向綜合型大學轉型的必要環節。發酵工程課程作爲生物技術專業的核心課程，是微生物學、生物化學、數學、計算機技術的應用，同時又是分子生物學、細胞工程、基因工程技術的深入開展，而生化工程、生物工業下游技術、微生物遺傳育種技術又是發酵工程課程的深入和補充，因此發酵工程課程在生物技術專業承上啓下，是一門非常重要的專業必修課程。所以，在當前轉型發展大形勢下，發酵工程課程教學改革勢在必行，必須以培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力爲目標，在開展理論教學基礎上，切實開展實驗教學和生產實習，最終培養出滿足企業、市場和科研需要的優秀畢業生。

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發酵工程與傳統發酵工藝相比有什麼先進之處？

人類在古代就知道發酵。古埃及人數千年前就會生產麪包和奶酪。我們的祖先在3000年前就掌握了釀酒技術。不論是製作麪包、奶酪，還是釀酒，都有一個不可缺少的過程——發酵。但是，古人不知道這發酵是怎麼回事。他們不知道發酵是酶的作用，更不知道酶是由微生物產生的。所以古希臘人把發酵說成是“沸騰”，實在是一個糊塗概念。而我們祖先所稱的“發酵”則要科學得多。

發酵工程，又叫微生物工程。它是利用微生物所特有的發酵作用，與現代工程技術相結合，或直接用微生物反應器，進行大規模的發酵生產。發酵產物既可以是微生物本身(單細胞蛋白)，也可以是發酵過程的代謝產物。

現代發酵工程與傳統的發酵工藝操作不同，它有如下優越性：它可以進行連續發酵和半連續發酵；有電腦控制實行高度的自動化；採用經過基因重組的工程菌生產；可以在45℃左右加壓生產。而傳統的發酵工藝是間歇發酵，人工操作，用的是天然菌種，只能在常溫常壓下進行。

正因爲發酵工程有如此多的優點，受到各國的重視也就很自然了。國際微生物學會聯合國諮詢委員會海登這樣告訴人們：“微生物工程可能成爲一股引起工業結構調整和社會結構改革的力量。”此話不假。

用大腸桿菌生產胰島素要用到基因工程、發酵工程、酶工程，但爲什麼不用細胞工程代替發酵工程？

細胞工程是爲了增加細胞的數量吧！大腸桿菌繁殖已經夠快了，根本不需要細胞工程，這也是爲什麼選擇大腸桿菌爲母體的原因還有 胰島素是大腸桿菌的代謝產物。

什麼是發酵？

發酵指人們藉助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來製備微生物菌體本身、或者直接代謝產物或次級代謝產物的過程。發酵有時也寫作醱酵，其定義由使用場合的不同而不同。通常所說的發酵，多是指生物體對於有機物的某種分解過程。

發酵是人類較早接觸的一種生物化學反應，如今在食品工業、生物和化學工業中均有廣泛應用。其也是生物工程的基本過程，即發酵工程。對於其機理以及過程控制的研究，還在繼續。酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫做發酵。

擴展資料：

沸騰現象在生物化學中把酵母的無氧呼吸過程稱作發酵。我們所指的發酵早已賦予了不同的含義。發酵是生命體所進行的化學反應和生理變化，是多種多樣的生物化學反應根據生命體本身所具有的遺傳信息去不斷分解合成，以取得能量來維持生命活動的過程。

發酵產物是指在反應過程當中或反應到達終點時所產生的能夠調節代謝使之達到平衡的物質。實際上，發酵也是呼吸作用的一種，只不過通常的呼吸作用是指有氧呼吸，其最終結果是生成CO2和水，而發酵過程則是一種無氧呼吸的過程，其最終結果是產生酒精，二氧化碳以及其它代謝的產物。

因而，現代發酵的定義應該是：通過對微生物（或動植物細胞）進行大規模的生長培養，使之發生化學變化和生理變化，從而產生和積累大量人們發酵所需要的代謝產物的過程。

參考資料來源：百度百科-發酵

微生物發酵詳細資料大全

微生物發酵即是指利用微生物，在適宜的條件下，將原料經過特定的代謝途徑轉化爲人類所需要的產物的過程。微生物發酵生產水平主要取決於菌種本身的遺傳特性和培養條件。

發酵工程的套用範圍醫藥工業，食品工業，能源工業，化學工業，農業：改造植物基因；生物固氮；工程殺蟲菌生物農藥；微生物養料。環境保護等方面。

基本介紹

中文名 ：微生物發酵 外文名 ：Microbial fermentation 定義 ：生物體對於有機物的某種分解過程 套用 ：食品工業、生物和化學工業 原料 ：微生物 發酵水平 ：取決於菌種本身和培養條件 發酵方法,套用領域範圍,相關概念,初級代謝產物,次級代謝,溼熱滅菌法,連續滅菌,誘變育種,菌種初篩,菌種復篩,自然選育,種子擴大培養,巴斯德消毒法,輻射滅菌法,微生物轉化,質粒,抗生素,連續發酵,菌種活化,消沫劑,空氣分佈器,雜交育種,基因工程育種,富集培養,原生質體融合,生物處理法,分批補料發酵,細胞融合技術,單細胞蛋白,工程菌,

發酵方法

微生物發酵過程根據發酵條件要求分爲好氧發酵和厭氧發酵。好氧發酵法有液體表面培養髮酵、在多孔或顆粒狀固體培養基表面上發酵和通氧深層發酵幾種方法。厭氧發酵採用不通氧的深層發酵。因此，無論好氧與厭氧發酵都可以通過深層培養來實現，這種培養均在具有一定徑高比的圓柱形發酵罐內完成，就其操作方法可分爲以下幾種。 分批式操作 ：底物一次裝入罐內，在適宜條件下接種進行反應，經過一定時間後，將全部反應物取出。 半分批式操作 ：也稱流加式操作。是指先將一定量底物裝入罐內，在適宜條件下接種使反應開始。反應過程中，將特定的性底物送入反應器，以控制罐內性底物濃度在一定範圍，反應終止將全部反應物取出。 反覆分批式操作 ：分批操作完成後取出部分反應系，剩餘部分重新加入底物，再按分批式操作進行。 反覆半分批式操作 ：流加操作完成後，取出部分反應系，剩餘部分重新加入一定量底物，再按流加式操作進行。 連續式操作 ：反應開始後，一方面把底物連續地供給到反應器中，同時又把反應液連續不斷地取出，使反應過程處於穩定狀態，反應條件不隨時間變化。 分批發酵法(batch fermentation) 分批發酵又稱分批培養，發酵工業中常見的分批發酵方法是採用單罐深層分批發酵法。每一個分批發酵過程都經歷接種、生長繁殖、菌體衰老進而結束髮酵，最終提取出產物。這一過程在某些培養液的條件支配下，微生物經歷著由生到死的一系列變化階段，在各個變化的進程中都受到菌體本身特性的制約，也受周圍環境的影響。只有正確認識和掌握這一系列變化過程，纔有利於控制發酵生產。 分批發酵的 特點 是：微生物所處的環境是不斷變化的，可進行少量多品種的發酵生產，發生雜菌污染能夠很容易終止操作，當運轉條件發生變化或需要生產新產品時，易改變發酵對策，對原料組成要求較粗放等。 分批培養過程微生物生長可分爲：停滯（或調整）期、對數（生長）期、穩定期和衰亡期四個階段。研究細胞的代謝和遺傳宜採用生長最旺盛的對數期細胞。在發酵工業生產中，使用的種子應處於對數期，把它們接種到發酵罐新鮮培養基時，幾乎不出現停滯期，這樣可在短時間內獲得大量生長旺盛的菌體，有利於縮短生產週期。在研究和生產中，常需延長細胞對數生長階段。 補料分批發酵法(fed-batch fermentation) 補料分批發酵又稱半連續發酵或半連續培養，是指在分批發酵過程中，間歇或連續地補加新鮮培養基的培養方法。與傳統分批發酵相比，其優點在於使發酵系統中維持很低的基質濃度。低基質濃度的優點爲：①可以除去快速利用碳源的阻遏效應，並維持適當的菌體濃度，使不致加劇供氧的矛盾；②避免培養基積累有毒代謝物。 補料分批發酵廣泛套用於抗生素、胺基酸、酶製劑、核苷酸、有機酸及高聚物等的生產。 連續發酵法(continuous fermentation) 連續發酵又稱連續培養，連續發酵過程是當微生物培養到對數期時，在發酵罐中一方面以一定速度連續不斷地流加新鮮液體培養基，另一方面又以同樣的速度連續不斷地將發酵液排出，使發酵罐中微生物的生長和代謝活動始終保持旺盛的穩定狀態，而pH值、溫度、營養成分的濃度、溶解氧等都保持一定，並從系統外部予以調整，使菌體維持在恆定生長速度下進行連續生長和發酵，這樣就**提高了發酵的生長效率和設備利用率。 開放式連續發酵 在開放式連續發酵系統中，培養系統中的微生物細胞隨着發酵液的流出而一起流出，細胞流出速度等於新細胞生成速度。因此在這種情況下，可使細胞濃度處於某種穩定狀態。另外，最後流出的發酵液如部分返回(反饋)發酵罐進行重複使用，則該裝置叫做循環系統，發酵液不重複使用的裝置叫做不循環系統。 封閉式連續發酵 在封閉式連續發酵系統中，運用某種方法使細胞一直保持在生物反應器內，並使其數量不斷增加。這種條件下，某些因素在生物反應器中發生變化，最後大部分細胞死亡。因此在這種系統中，不可能維持穩定狀態。封閉式連續發酵可以用開放式連續發酵設備加以改裝，只要使用部分菌體重新循環。另一種方法是採用間隔物或填充物置於設備內，使菌體在上面生長，發酵液流出時不帶細胞或所帶細胞極少。 透析膜連續發酵是一個新方法，它是採用一種具有微孔的有機膜將發酵設備分隔，這種膜只能通過發酵產物，而不能通過菌體細胞。這樣，將培養液連續流加到發酵設備的具有菌體的間隔中，微生物的代謝產物就通過透析膜連續不斷地從另一間隔流出。在一些發酵過程中，當發酵液中代謝產物積累到一定程度時就會抑制它的繼續積累，而採用透析膜發酵的方法可使代謝產物不斷透析出去，發酵液中留下不多，因而可以提高產物得率。

套用領域範圍

微生物發酵生產水平主要取決於菌種本身的遺傳特性和培養條件。發酵工程的套用範圍有： 醫藥工業，食品工業，能源工業，化學工業，農業：改造植物基因；生物固氮；工程殺蟲菌生物農藥；微生物飼料。環境保護等方面。 酒類 包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在厭氧條件下進行發酵，將葡萄糖轉化爲酒精生產的。白酒經過蒸餾，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加熱後易揮發物質，如各種酯類、其他醇類和少量低碳醛酮類化合物。果酒和啤酒是非蒸餾酒，發酵時酵母將果汁中或發酵液中的葡萄糖，轉化爲酒精，而其他營養成分會部分被酵母利用，產生一些代謝產物，如胺基酸、維生素等，也會進入發酵的酒液中。因此，果酒和啤酒營養價值較高。 醋 食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學合成的食品級醋酸勾兌的外，其他的則是由醋酸菌在好氧條件下發酵，將固體發酵產生的酒精轉化爲醋酸生產的。由於使用的微生物菌種或曲種的差異，在葡萄糖發酵過程中會產生乳酸或其他有機酸，因而使醋有不同的風味。 醬油 醬油生產以大豆爲主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經粉碎製成固體培養基，在好氧條件下，利用產生蛋白酶的黴菌，如黑麴黴進行發酵。微生物在生長過程中會產生大量的蛋白酶，將培養基中的蛋白質水解成小分子的肽和胺基酸，然後淋洗、調製成醬油產品。醬油富含胺基酸和肽，具有特殊香味。 優酪乳 牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌發酵，將乳糖分解，並進一步發酵產生乳酸和其他有機酸，以及一些芳香物質和維生素等；同時蛋白質也部分水解。因此，優酪乳是營養豐富、易消化，少含乳糖，是適合於有乳糖不適應症者的優良食品。 醪糟 又稱酒釀，是大米經蒸煮後，接種根黴，在好氧條件下，發酵生產的含低濃度酒精和不同糖分的食品。根黴在生長時會產生大量的澱粉酶，將大米中的澱粉水解成葡萄糖，同時利用部分葡萄糖發酵產生酒精。由於使用的根黴菌種不同，可以生產不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。 麪包 麪包均是利用活性乾酵母（麪包酵母）經活化後，與麪粉混合發酵，再加入各種添加劑，經烤制生產的。麪粉發酵後澱粉結構發生改變，變得易於消化、營養易於吸收。 糖果 、餅乾、果凍等添加了紅曲色素，以調節色澤； 果汁 、餅乾、麪包、點心、速食麪等添加了黃原膠，起懸浮、穩定、增稠、改善口感、防止粘牙、延長儲存期等作用； 各類罐頭，包括蔬菜、水果、蘑菇、魚類、肉類、蛋類罐頭，香腸，包裝奶等添加了乳鏈桿菌肽，以保鮮、防腐，保存營養和改善口感等； 各種果汁、啤酒和飲料中均需使用檸檬酸或乳酸作爲酸味劑調節口味、口感； 飯店、食堂和家庭製作的菜餚中常加味素或肌苷，以增加鮮味。

相關概念

初級代謝產物

微生物通過初級代謝途徑，產生微生物自身生長繁殖所必需的代謝產物。

次級代謝

是微生物在一定的生理階段出現的一種特殊代謝類型，是某些微生物爲了避免在代謝過程中某些代謝產物的積累造成的不利作用，而產生的一類利於生存的代謝類型，次級代謝產物通常是在生產後期合成。

溼熱滅菌法

按被滅菌物品的性質不同，選擇不同溫度的溼熱蒸汽進行滅菌，此法在同一溫度下比干熱殺菌效力大。

連續滅菌

培養基在發酵罐外經過一套滅菌設備連續的加熱滅菌，冷卻後送入已滅菌的發酵罐內的滅菌工藝過程，又稱連消。

誘變育種

利用各種誘變劑處理微生物細胞，提高基因的隨機突變頻率，擴大變異幅度，通過一定的篩選方法，獲取所需要優良菌株的過程。

菌種初篩

是從分離得到的大量菌種中將合成目的產物的菌種篩選出來的過程。初篩可分爲平板篩選和搖瓶發酵篩選。

菌種復篩

對初篩出來的菌種進行復篩，通常採用搖瓶培養法，一般一個菌株至少要重複3~5個瓶，培養後的發酵液必須採用精確分析方法測定。

自然選育

在生產過程中，不經過人工誘變處理，利用菌種的自發突變而進行菌種篩選的過程。

種子擴大培養

是指將保存在沙土管、冷凍乾燥管、斜面試管等中處於休眠狀態的生產菌種接入試管斜面活化後，再經過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養而獲得一定數量和高質量的純種的過程。

巴斯德消毒法

將待消毒的物品在60~62℃加熱30min或在70℃加熱15min，以殺死其中的病原菌和一部分微生物的營養體。

輻射滅菌法

利用高能量的電磁輻射和微粒輻射來殺死微生物。

微生物轉化

是指利用微生物代謝過程中的某些酶或酶系將一種化合物轉化成含有特殊功能基團產物的生物化學反應。

質粒

是一種能夠複製的染色體外遺傳因子。

抗生素

是青黴素、鏈黴素、紅黴素和四環素等一類化學物質的總稱，是生物在其生命過程中產生的能在低濃度下有選擇性地抑制或殺死其他微生物或腫瘤細胞的有機物質。

連續發酵

是指以一定的速度向發酵罐內連續添加新鮮培養基，同時以相同的速度流出培養液，從而使發酵罐內的液量維持恆定，微生物在穩定狀態下生長或生產。

菌種活化

保藏在沙土管、冷凍乾燥管或斜面中的菌種經無菌操作接入適合於孢子發芽或營養體生長的斜面培養基中，經培養成熟後挑選菌落正常的孢子或營養體再一次接入試管斜面，反覆培養幾次 。

消沫劑

工業發酵中用於消除發酵中產生的泡沫，防止逃液和染菌，保證生產的正常運轉。

空氣分佈器

是把無菌空氣引入發酵罐中並分佈均勻的裝置，有單孔管、多孔環管及多孔分支環管等幾種。

雜交育種

一般指兩個基因型不同的菌株通過結合或原生質體融合使遺傳物質重新組合，再從中分離和篩選出具有新性狀的菌株。

基因工程育種

是套用基因工程手段進行的，基因工程師一種DNA體外重組技術，是在分子水平上，根據需要，用人工方法取得供體DNA上的基因，在體外重組於載體DNA上，再轉移入受體細胞，使其複製、轉錄和翻譯，表達出供體基因原有的遺傳性狀。

富集培養

由於採集樣品中各種微生物數量有很大差異，若估計到要分離的菌種數量不多時，就要人爲增加分離的機率，增加該菌種的數量。

原生質體融合

用酶法將細胞膜外側的細胞壁除掉，製備成無細胞壁的球狀細胞體即原生質體，將兩種來源於微生物細胞A和B的原生質體，在融合誘導劑的存在下等量混合起來，可使原生質體表面形成電極性，相互之間容易吸引、脫水黏合而形成聚合物，進而使原生質體收縮變形，緊密接觸處的膜先形成原生質橋，逐漸增大而實現融合。融合的原生質體在適當條件下可再生出細胞壁而形成一個新細胞。（用脫壁酶處理將微生物細胞壁除去，製成原生質體，再用聚乙二醇促使原生質體發生融合，從而獲得異核體或重組合子。）

生物處理法

就是在發酵工業廢渣水中利用各類微生物的新陳代謝功能進行物質轉化的過程，使廢水中呈溶解和膠狀的有機物被降解並轉化成爲無害的物質，廢渣水中的有機物和一些有毒物質（如酚等）不斷被轉化分解或吸附沉澱，從而達到淨化污水、消除公害的目的。

分批補料發酵

又稱 半連續發酵 ，是指在微生物發酵過程中，間歇式或連續式補加一種或多種成分的新鮮培養基的培養技術。

細胞融合技術

是把兩個親本的細胞經酶法除去細胞壁得到兩個球狀原生質體或原生質體球，然後置於高滲溶液中，通過生物法、化學法或物理法等誘導融合法，促使兩者互相凝集併發生細胞之間的融合，進而導致基因重組，獲得新的重組子（菌株）。這種融合又稱爲原生質體融合。

單細胞蛋白

是指通過培養單細胞蛋白生物而獲得的菌體蛋白質。

工程菌

通過基因工程改造後的菌株稱爲“工程菌”。

發酵是什麼

發酵

拼音：Fā Jiào

英文：ferment；zymolysis；zymosis；leaven

廣義的發酵是是指利用生物體（包括微生物、植物細胞、酵母菌等）的代謝功能，使有機物分解的生物化學反應過程。

比如釀酒、釀醋、麪糰的發酵、沼氣的產生、垃圾的……

狹義的發酵概念：微生物通過無氧氧化將糖類轉變成乙醇的過程。

發酵分爲有氧發酵和無氧（厭氧）發酵。

比如：酒是在無氧條件下發酵的,醋則是在有氧條件下發酵的。

發酵工程就是給微生物一個最適合生長的條件，利用微生物的代謝功能，通過現代化技術手段生產出人類所需要的產品。也有人稱之爲微生物工程。說簡單一點，就是人類有目的的發酵生產過程。

(1)發酵的目的：酵母的大量繁殖，產生大量的二氧化碳氣體，促進麪糰體積的膨脹；麪糰發酵的過程是一系列物理、化學變化的過程，它使麪糰變得柔軟、延展性好，發酵所產生的氣體均勻分佈在麪糰中，使麪包的組織結構疏鬆多孔；麪包發酵的過程中，產生各種生成物，使麪包具有誘人的芳香風味。

(2)發酵的原理：在各種生物酶的作用下，麪糰中的雙糖和多糖轉化成糖，在適宜的溫度、水分、pH值以及必要的礦物元素環境下，酵母直接利用單糖進行新陳代謝，產生二氧化碳，並進行繁殖，使麪糰中的酵母數量愈來愈多，產生大量的氣體，最終使麪糰膨脹成類似海綿的組織結構；酵母發酵的過程伴隨產生的各種複雜化學芳香物質，以及對面團分子結構的改變，都使麪糰在烘焙過程中體積膨脹、口味芳香創造了有利的條件。

(3)發酵的控制： - 丸溫度的控制：麪糰的發酵溫度一般控制在26’C～28~C之間，最高不超過30‘C。溫度越高，酵母的產氣量越高，發酵的速度越快。實踐證明26℃一28~C時，酵母的產氣能力大，發酵耐力強，產氣量比較均勻，麪糰的持氣能力比較大；當溫度超過30℃時，酵母的量大，產氣的速度過快，不利於麪糰的持氣和充分膨脹，也容易引起麪糰中其他雜菌的繁殖而影響麪包的品質。 B．溼度的控制：溼度在85％左右最爲適宜。 巳時間的控制：發酵時間隨麪包的品種和加工的工藝有關，時間從1小時到五六個小時不等，通常發酵時間的控制以麪糰充分發酵達到標準的時間爲準。發酵的標準的程度就是發酵成熟，反之爲發酵不足和發酵過度。

(4)發酵的結果：發酵的結果有發酵不足、發酵成熟、發酵過度，發酵的程度是否適宜對面包的品質影響很大。 A．發酵成熟的麪糰製成的麪包體積大，內部組織均勻，氣孔壁薄呈半透 明，具有酒香和酯香，口感鬆軟、富有彈性； B．發酵不足的麪糰製成的麪包體積小，內部組織粗糙，風味平淡、香氣不 足，口感不佳、麪包表皮色深； C. 發酵過度的麪糰製成的麪包烘焙彈性好，爐中起發大，但出爐後易陷、收縮變形，表皮顏色淺、有皺紋、無光澤，內部組織有大氣孔，不均勻、酸味大甚至有異味。因此，生產加工中，要正確地控制和掌握髮酵的成熟程度，麪糰的發酵達到最佳狀態。

微生物菌體發酵的簡介?

傳統的菌體發酵工業： 有用於麪包製作的酵母發酵及用於人類或動物食品的微生物菌體蛋白髮酵兩種類型。

新的菌體發酵可用來生產一些藥用真菌： 如香菇類、天麻共生的密環菌、以及從多孔菌科的獲苔菌獲得的名貴中藥獲答和擔子菌的靈芝等藥用菌。這些藥用真菌可以通過發酵培養的手段來生產出與天然產品具有同等療效的產物。

發酵中藥概述

發酵中藥概述

作者   山東巴德生物科技有限公司  鄭 全博士

中藥發酵目錄● 

一 發酵的概念及歷史

● 二 中藥生物轉化的反應類型

● 三 發酵工程的內容及發酵方式分類

● 四 根據發酵的目的把微生物發酵進行分類

● 五 發酵工程中常用的微生物

● 六 發酵培養基的組成

● 七 影響發酵的主要因素

● 八 中藥發酵的目的

● 九 發酵技術與中藥炮製

● 十 中藥的生物轉化的主要類型

● 十一 發酵技術在中藥生產中的應用

● 十二 中藥的生物轉化案例

發酵的概念及歷史

● 發酵概念-人們將利用微生物的生命活動，以獲得微生物菌體或其代謝，轉化的產物的過程，叫發酵。

● 發酵的歷史

● 1 釀酒是最早的歷史。

● 2 19世紀到20世紀30年代，發酵產品如：乳酸，乙醇，丙酮，丁醇，澱粉酶，蛋白酶等。

● 3 1929年弗萊明發現了青黴素以來，抗生素的發酵生產爲現代微生物發酵工程積累了豐富的經驗。

● 4 現代發酵工程生產了：干擾素，白細胞介素，多種細胞生長因子，氨基酸，有機酸，維生素，酶製劑，基因工程藥物，微生物轉化發酵產品及其他生物活性物質。

● 據有關資料統計，通過發酵生產的抗生素品種多達200多個，某些發達國家，發酵工業佔國民生產總值的5%。

生物轉化的反應類型● 生物轉化的實質是酶促反應，常用的反應類型如下：

● 1 氧化反應 單加氧 羥基化 環氧化 氨雜基團氧化 β-氧化 脫氫

● 2 還原反應 羰基還原 雜氮基團還原

● 3 水解反應 酯和內酯的水解 醚的水解和開裂 苷的水解 酰胺和內酰胺的水解 環氧水解 水解脫胺 水解胺烷基中烷基

● 4 縮合反應

● 5 胺化反應

● 6 酰基化反應

● 7 降解反應

● 8 脫水反應

● 9糖基化反應

發酵工程的內容及發酵方式分類

● 1 生產菌的選育。

● 2 發酵條件的優化與控制，生物反應器的設計。

● 3 發酵產物的分離，提取與精製過程。

● 根據發酵方式分爲厭氣發酵和通氣發酵二大類。

● 厭氣發酵:乙醇發酵，酒類發酵，丙酮丁醇發酵，乳酸發酵和甲烷發酵等。

● 通氣發酵包括:酵母培養，有機酸發酵，抗生素髮酵，氨基酸發酵，酶製劑的生產和多糖發酵等。

根據發酵的目的把微生物發酵進行分類● 一 以獲得微生物菌爲目的的發酵

● 發酵產生茯苓，香菇，冬蟲夏草，靈芝等藥用真菌；發酵產生白僵菌，綠僵菌，蘇雲金芽孢桿菌等菌體，用以製備生物殺蟲劑；以及傳統的發酵生產單細胞蛋白，酵母菌等。

● 二 以獲得酶製劑爲目的的發酵

● 用於食品工業的澱粉酶，糖化酶，用於臨牀檢測的膽固醇氧化酶，葡萄糖氧化酶。

● 三 以獲得微生物的初級或次級代謝產物爲目的的發酵

● 初級代謝產物：氨基酸，蛋白質，核酸，核苷酸，多糖。次級代謝產物：抗生素，生物鹼，細菌毒素，植物生長因子。

● 四 以獲得低毒，高效的新物質爲目的發酵

● 利用微生物的氧化，還原，脫水，脫羧，異構化等。比如把L-山梨醇轉化爲L-山梨糖，葡萄糖轉化爲葡萄糖酸。

發酵工程中常用的微生物● 一 細菌-單細胞原核生物

● 大腸桿菌，醋酸桿菌，乳酸桿菌，丙酮丁醇梭菌，腸膜狀明串珠菌，雙歧桿菌，丁酸梭菌等。

● 二 放線菌

● 放線菌最大的經濟價值是能產生多種抗生素，如鏈黴素，土黴素，金黴素，紅黴素，氯黴素，爭光黴素，卡那黴素等。從自然界分離了5000多種抗生素，其中4000多種來自於防線菌。

● 1 鏈黴菌屬 多種鏈黴菌能產生抗生素，如灰色鏈黴菌產生的殺稻菌素S可用於稻瘟病的防治。

● 2 小單孢菌屬 如絳紅小單孢菌和棘孢小單孢菌都能產生慶大黴素。

● 3 若卡菌屬 如利福黴素，蟻黴素等。

● 4 遊動放線菌屬。

發酵工程中常用的微生物● 三 黴菌

● 黴菌是指在營養基上形成絨毛狀，網狀或絮狀菌絲的真菌，亦稱爲絲狀真菌。大多爲好氧微生物。生產乙醇，枸櫞酸，青黴素，澱粉酶，果膠酶，纖維素酶，蛋白酶，多糖和甾體激素等。

● 1 青黴屬

● A 產黃青黴 產生多種酶和有機酸。產生青黴素，葡萄糖氧化酶或葡萄糖酸，枸櫞酸和抗壞血酸。

● B 桔青黴 桔青黴可以生產桔黴素，也可以產生脂肪酶，葡萄糖氧化酶和凝乳酶。

● 2 根黴屬

● 其澱粉酶的活性很高，可用作釀酒工業上的澱粉原質的糖化菌，在根黴中還含有酒化酶。根黴能產生有機酸：反二烯丁酸，乳酸，琥珀酸和芳香的酯類物質。

● A黑根黴 產生反丁烯二酸和果膠酶。

● B米根黴 酒藥和酒麴中常見到。該菌有澱粉糖化，蔗糖轉化等性能。能產生乳酸，反丁烯二酸。

● C 華根黴 產生乙醇，芳香酯類等。它是釀酒所必需的主要黴菌，也是酸性蛋白酶和腐乳生產中的主要菌種。

發酵工程中常用的微生物● 3 麴黴屬

● A 黑麴黴 具有多種活性強大的酶系，可以生產酸性蛋白酶，澱粉酶，果膠酶，葡萄糖氧化酶，還能產生多種有機酸，如抗壞血酸，枸櫞酸葡萄糖酸和沒食子酸。

● B 米麴黴 含有多種酶類，具有較強的蛋白分解能力，又有糖化能力，很早用於醬油和醬類生產。是蛋白酶和澱粉酶的生產菌。

● 4 紅曲屬 紅曲能產生澱粉酶，蛋白酶，枸櫞酸，琥珀酸，乙醇，麥角甾醇，該菌株可以生產紅曲紅素和紅曲黃素，最適PH3.5-5.0。用紫紅曲黴支撐的中藥紅曲，具有消食活血，健脾胃的功效。

發酵工程中常用的微生物● 酵母是單細胞真核微生物，主要分佈於含糖質較多的偏酸性環境中。酵母菌落多呈乳白色，常用

有酵母屬和假絲酵母屬。

● 1酵母屬 常用的是啤酒酵母。其菌體的維生素，蛋白質含量高。也可以用來提取核酸，麥固醇，谷胱甘肽，細胞色素C，凝血素，輔酶A和ATP。

● 2 假絲酵母屬 常見的有產朊假絲酵母，解脂假絲酵母，熱帶假絲酵母等。

● 產朊假絲酵母其蛋白質和維生素的含量比啤酒酵母高。

● 解脂假絲酵母，不發酵任何糖，能分解脂肪。

● 熱帶假絲酵母，氧化烴類的能力很強，以石油爲原料生產單細胞蛋白的重要菌種。

● 3 紅酵母屬

● 有較好的產生脂肪的能力，有的中具有對烴類的弱氧化作用，並能合成β-胡蘿蔔素。

發酵培養基的組成

● 1 碳源 氮源

● 2 無機鹽和微量元素

● 3 生長因子 水

● 4 代謝產物的前體，誘導物和促進劑。

● 營養成分的適當配比，PH值的（緩衝劑和不溶性的碳酸鹽），滲透壓和培養基的氧化還原電位。

影響發酵的主要因素

●1 溫度 PH 溶氧 泡沫

中藥發酵的目的● 一 充分釋放中藥的有效成分

● 1 植物細胞壁由纖維素，半纖維素，果膠質，木質素等構成緻密結構。用纖維素酶和果膠酶，可以破壞細胞壁的緻密結構，釋放有效成分。

● 二 爲天然藥物的生產提供了新的有效途徑--結構修飾與定向合成

● 1 把生源關係相近或結構類似的化合物轉化爲特定的天然化合物；把資源豐富，活性較低的次生代謝生物轉化爲人類需要的稀有，昂貴的天然藥物。如朱大元，餘佰陽等發現多種微生物能定向地把喜樹鹼轉化成10-羥基喜樹鹼。大連輕工學院的金教授利用糖苷水解酶，將人蔘皁苷Rb1等轉化成含量只有十萬分之幾的人蔘皁苷Rh2和Rg3。

● 2 爲天然藥物結構修飾與設計提供了新的工具-獲得新的高活性物質

● 利用化學法進行結構修飾獲得高活性新化合物，費時，費力，且存在得率低，反應轉一性差，副產物多等缺點。生物轉化就沒有上訴缺點。

中藥發酵的目的● 三 結合藥物篩選，爲新藥開發提供了研究手段

● 把中藥的生物轉化與高效快速藥物篩選手段結合，尋找到新的高活性或低毒性的天然活性先導化合物。

● 四 提高天然活性成分的生物利用度。

● 較高純度的天然活性成分往往溶解度差或體內吸收不好，造成天然活性成分常常在體內外藥效學活性差異較大，而生物轉化可以在解決此類問題的過程中發揮更大作用。

● 比如餘佰陽利用微生物轉化手段在青蒿素及其衍生物蒿甲醚，雙輕青蒿素結構中引入羥基，增加了水溶性，而其抗瘧作用活性中心過氧橋沒有發生任何改變。

● 5 生物轉化是除去複方中藥製劑中大分子雜質的有效方法。比如利用水解蛋白酶去除蛋白質雜質，使出糖得出率大大提高，反之可以利用合適的酶去除糖類雜質。

發酵技術與中藥炮製● 中藥常用的發酵方式有二種:

● 1 直接用藥材進行發酵：淡豆豉 百藥煎 豆黃等。

● 2 用藥材和麪粉混合發酵：六神曲 建神曲 半夏曲 沉香曲等。

● 目的：增效，減毒，產生新的活性成分。

● 中藥發酵研究中的難點與關鍵問題

● 1 中藥自身體系的模糊性及中藥成分的複雜性。

● 2 發酵理論的發展與完善 .

● 3 中藥發酵機制的不明確性：中藥化學成分複雜，作用機制不明確，中藥的有效成分，一些非有效成分及特殊基質環境與微生物的相互作用尚待研究。

● 4 微生物生長特性的多樣性。

中藥的生物轉化的主要類型

●一 生物鹼的微生物轉化 喜樹鹼變成10-羥基喜樹鹼。

●二 萜類化合物的微生物轉化

●三 甾體化合物的微生物轉化

●四 黃酮類化化合物的微生物轉化

發酵技術在中藥生產中的應用● 中藥的液體深層發酵

● 一 蟲草菌絲體的液體深層發酵生產

● 二 靈芝菌絲體的液體深層發酵生產

● 三 中藥紅曲的液體深層發酵生山

● 中藥的固體發酵生產

● 槐栓菌的固體發酵生產

● 紅曲的固體發酵生產

● 中藥的有效成分發酵

● 1993年，美國人從紅豆杉的樹皮中分離到一種真菌，能直接生產紫杉醇。

● 曾金鳳等分離獲得了能夠產生人蔘皁苷的一個青黴菌株，並以發酵的方式獲得了人蔘皁苷。

微生物發酵炮製何首烏● 何首烏抗衰老，調節機體免疫力，降血脂，抗動脈粥樣硬化，促進腎上腺皮質功能，其

主要成分爲二苯乙烯苷類和蒽醌類化合物，後者被認爲是何首烏致瀉和肝毒性的主要成分。

● 杜晨輝等用米根黴發酵何首烏，把大黃素轉化爲大黃素-6-0-β-D-吡喃葡萄糖苷，從而降低了何首烏的瀉下作用。在發酵過程中，將蒽醌類成分降解或生產毒性較低的化合物，符合：增效減毒的中藥炮製目的。

中藥刺五加的發酵炮製● 刺五加，扶正固本，補腎健脾，益智安神。

● 陳麗豔等用猴頭菇炮製刺五加，實現了苷類成分的體外轉化，有利於人體吸收；發酵後多糖含量大幅提高，增加了藥效；同等劑量下，發酵物多糖的抗疲勞指標顯著增強。

● 白玉海等用側耳菌發酵刺五加，其發酵後的提取液能提高小鼠耐缺氧，抗疲勞，抗高溫和抗低溫的能力；同等劑量發酵後的刺五加提取液其抗應激作用增強。因此經側耳菌發酵後可使有效成分生物利用度提高，藥效增強。

微生物發酵炮製紅花

● 紅花作爲一味活血通絡，祛瘀止痛之良藥，具有降血脂和抗血栓等作用，且具有較強的抗氧化作用。紅花中抗氧化的有效成分是具有酚羥基的黃酮類化合物，如紅花素，紅花素和槲皮素等。

● 馮志華等研究地衣芽孢桿菌C2-13發酵炮製對紅花抗氧化活性的影響。發現紅花經C2-13發酵炮製其抗氧化功能顯著提高。HPLC分析還觀察到紅花中一些成分發生了改變。

五倍子的發酵炮製

● 五倍子含有鞣質，沒食子酸等，有收斂止瀉，止血的作用。收斂止瀉作用主要是它含的鞣酸與細胞中的蛋白質結合成不溶於水的的沉澱物，從而抑制了細胞分泌，促進水液的再吸收而發揮收斂作用。但鞣酸在腸道內會遇到食物中的蛋白，並與之結合，因而降低了它的作用。

● 王和英根據酶學的有關理論，用根黴菌發酵五倍子，增強了五倍子的收斂作用。

黃芩的生物炮製

● 陳麗豔等研究發現，黃芩經黑麴黴發酵後，黃酮類成分發生變化，其黃芩苷的含量減少，而黃芩素和漢黃芩的含量分別是黃芩材料的2.73,5.77倍，提高了生物利用度和藥理活性。

雷公藤甲素的生物轉化● 雷公藤應用於治療類風溼關節炎，腎小球腎炎，紅斑狼瘡等，但雷公藤因爲腎毒性大，

應用受到。因此，生物轉化，以期得到高效低毒的衍生產物。

● 1 用短刺小克銀漢黴對雷公藤甲素（1-6）進行生物轉化，得到7個產物，5-羥基雷公藤甲素（1-8），16-羥基雷公藤甲素（1-12）等。

● 2 雷公藤內酯酮的生物轉化

● NING等利用黑麴黴對雷公藤內酯酮進行了轉化，獲得了四個產物：17-羥基雷公藤內酯酮（1-15），16-羥基雷公藤內酯（1-16）等。

蟾毒配基類● 蟾酥主要成分爲蟾毒精（1-23），蟾毒靈(1-24)及脂蟾毒配基含量最高。主要作用:抗休

克，抗病毒，抗腫瘤活性。

● 1 果德安教授對蟾酥的3種成分進行了微生物轉化，得到了進40個轉化產物，其中23個爲新化合物。

● 篩選了20餘株真菌及細菌對華蟾毒精進行了轉化，最後發現選擇鏈格孢對蟾毒精進行轉化，底物轉化效率高，產物也較多。

● 2 應用細胞毛黴對脂蟾毒配基進行生物轉化，獲得了7個轉化產物，11β-羥基-脂蟾毒配基（1-44)等。

大黃蒽醌類的生物轉化

● 大黃富含大黃素，大黃酸，大黃酚，大黃甲醚，蘆薈大黃素等蒽醌類化合物，是重要的致瀉和抗菌活性成分。

● 1 張薇等利用微生物轉化對大黃中的遊離蒽醌類化合物進行結構修飾。篩選了21種微生物對大黃酚（1-54），大黃素甲醚（1-55),大黃素（1-56）進行了轉化研究，最後確認：刺囊毛黴對大黃酚，大黃素甲醚，大黃素具有轉化作用。

● 刺囊毛黴使大黃酚，大黃素甲醚糖苷化，對大黃素的轉化是形成甲羥基轉化物，β-羥基大黃素。

麻黃鹼的生物轉化● 麻黃鹼又叫麻黃素，其差向異構體L-麻黃鹼和d-僞麻黃鹼是著名中藥麻黃的主要活性成分。麻黃

鹼屬擬腎上腺激動藥物，用於支氣管哮喘，咳嗽，過敏，低血壓等，還具有鬆弛平滑肌，收縮血管，加速心率，升高血壓及中樞神經興奮作用。僞麻黃鹼爲擬交感神經藥，對收縮上呼吸道粘膜血管作用與麻黃鹼相當，升壓作用只有L-麻黃鹼一半，對心血管和中樞神經系統興奮作用明顯弱於麻黃鹼，但其加快心率，升高血壓，中樞興奮等不良反應較輕，且具有顯著的利尿作用。臨牀上含麻黃鹼與僞麻黃鹼治療感冒的複方中藥很多：白加黑，新康泰克，銀德菲，諾泰感冒片，治療咳嗽的中成藥喘寧膠囊，小兒止咳糖漿。

● 二 常規生產方式：

● 1 植物提取法。2 直接化學合成法，成本較高。印度，美國，澳大利亞，捷克等國家生產的麻黃鹼大都是利用化學方法合成的。3 半生物合成法 :採用酵母細胞生物催化法將丙酮酸與苯甲醛縮合形成L-苯基乙酰甲醇，然後再經甲胺還原胺化即得L-麻黃鹼。4 微生物直接轉化法：董世建等篩選得到可專一性轉化前體物質1-苯基-2-甲氨基丙酮生成d-僞麻黃鹼的菌株。

延胡索素的生化轉化

● 延胡索素爲罌粟科植物延胡索塊莖的化學成分,含有20多種生物鹼，主要有延胡索甲素，延胡索乙素，延胡索丙素等，總稱延胡索素。能和血散瘀，行氣止痛，具有鎮痛，鎮靜，安定及催眠作用。

● 其中延胡索乙素有優良的鎮痛，鎮靜，催眠藥物，低毒，安全，不成癮。

● 中國藥科大學餘佰陽用鏈黴菌等10株菌進行篩選，發現灰色鏈黴菌可以轉化延胡索總鹼，將延胡乙素（L-THP)轉化爲左旋紫堇達明（L-CDL),後者的藥理作用明顯強於前者。

紫杉醇的微生物及酶法合成

● 紫杉醇的生物合成途徑目前已經基本明瞭，其生物合成途徑中多種酶的基因已經成功克隆，因此隨着生物技術的不斷髮展，通過微生物及酶法實現大規模生產紫杉醇及其類似物終將實現。

紫衫醇是昂貴的抗癌中藥，多烯紫杉醇抗癌活性稍高於紫衫醇，並較易溶於水。

● 1 從青蒿中提取 2 青蒿的化學全合成，產率0.25%。3 青蒿的半合成 把青蒿酸通過八步化學反應，合成青蒿素。

● 4 青蒿的生物合成

● A 通過添加生物合成的前提來增加青蒿的產量。

● B通過對控制青蒿素合成的關鍵酶進行，或者加入某些酶的激活劑來提高酶的效率。

● C 利用分子生物學的手段將酶的基因克隆出來，在轉移到微生物中進行表達，達到通過基因工程菌發酵產生青蒿素。5 通過植物組織培養方法生產青蒿素。

● 青蒿素及其衍生物的生物轉化

● LEE等利用珊瑚色諾卡菌和產黃青黴菌轉化青蒿素，前者獲得去氧青蒿素，後者得到去氧青蒿素和3α-羥去氧青蒿素。

● 陳有根等利用微生物灰色鏈黴菌轉化青蒿素得到一個新化合物9α-羥基青蒿素，該產品具有抗惡性瘧原蟲活性。

● 。。。。。。

皁苷類的生物轉化● 人蔘皁苷是人蔘的主要成分，人蔘皁苷均屬於三萜皁苷，可分爲三類 :二醇型，三醇型，齊墩果酸

型。人們把含量好的皁苷成分轉化成稀有皁苷，人蔘稀有皁苷包括Rh2,Rh1,Rh3,Rg1,Rg3,Rg5，只存在於紅參和野山參中。其中Rh2,Rh1,Rh3具有高抗癌作用，Rg3具有軟化血管和抗癌的作用。稀有人蔘皁苷在紅參及野山參中的含量只有十萬分之幾。

● 1 金教授發現人蔘皁苷糖苷酶只有在惡劣條件下才才產生，於是用人蔘皁苷糖苷酶，把栽培參中含量較高的Rb,Re,Rd,Rg1等生產Rh2等人蔘稀有皁苷。現在大連生生綠谷工程公司投產。

● 2 人蔘皁苷Rg1 是人蔘的益智的主要成分，預防老年癡呆；強化心肌細胞保護和心臟功能；抗疲勞作用；對皮膚衰老也有一定作用。但人蔘皁苷Rg1在人蔘中含量大約只有0.2%，而人蔘皁苷Re在人蔘中含量很高，且和人蔘皁苷Rg1的皁苷元相同，金教授利用微生物產生的皁苷-ɑ-屬李糖苷酶，去掉了人蔘皁苷Re的C6位末端的一個α-鼠李糖苷酶，大量製備人蔘皁苷Rg1.

甘草皁苷的生物轉化

● 甘草皁苷是甘草中主要的生理活性成分，甘草皁苷失去2分子糖基得到甘草皁苷元，某些生理活性要強於甘草皁苷。

● 吳少傑等用生物轉化的方法，分別利用菌種爲米麴黴39和黑麴黴UV-48酶水解法及液體發酵轉化法進行轉化，將甘草皁苷轉化爲甘草皁苷元。

黃酮類的生物轉化

● 1 大豆異黃酮是大豆中含有的活性較高的生理活性物質。

● 大豆異黃酮共有12種異構體，分爲遊離型的苷元和結合型的糖二類。天然苷類的分子結構並不是活性最佳的狀態，糖苷需要在大豆異黃酮糖苷水解酶的作用下轉化，才能被吸收。因此大豆異黃酮糖苷水解酶對開發富含大豆異黃酮苷元的保健食品意義重大。

● 謝明傑從酒麴中分離出一株產大豆異黃酮糖苷水解酶活性較高的菌株。

黃酮類的生物轉化

● 2 異槲皮苷是植物界分佈較廣的黃酮類物質，是蘆丁的衍生物，結構上只比蘆丁少一個鼠李糖。異槲皮苷由於具有抗氧化作用，其藥理活性比蘆丁還要高。

● 蘆丁在自然界含量豐富，而異槲皮苷在自然界含量極低，只有萬分之一或十幾萬之一。

● 王侃等在自然界中篩選出一種微生物菌株，該菌能生產水解蘆丁上鼠李糖苷健的酶。

紅景天苷的生物轉化

● 紅景天不但有抗缺氧，抗寒冷，抗疲勞，抗微波輻射等明顯功能，還具備增強注意力，提高工作效率，延緩機體衰老，防治老年疾病等功效。

● 金教授，以酪醇和葡萄糖爲底物，採用分離的菌株發酵獲得的粗酶液爲轉化酶，最終合成紅景天苷。

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