发酵工程的概念

发酵工程是利用现代工程技术手段，结合生物细胞（包括动植物、微生物）参与的工艺过程的原理和科学，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

在发酵工程中，可以通过代谢把握发酵、回复突变、自然选育、诱变育种等方法来提高微生物的产量和产物质量。

此外，还可以使用产物促进剂和抑制剂等物质来影响微生物的代谢途径，从而改变产物的产量和品质。

发酵工程是利用现代工程技术手段，结合生物细胞（包括动植物、微生物）参与的工艺过程的原理和科学，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

在发酵工程中，可以通过代谢把握发酵、回复突变、自然选育、诱变育种等方法来提高微生物的产量和产物质量。

此外，还可以使用产物促进剂和抑制剂等物质来影响微生物的代谢途径，从而改变产物的产量和品质。

发酵工程是利用微生物在特定条件下进行代谢反应，生产某种化学物质的过程。

这种化学物质可以是食品、饮料、药品、酒精等。

发酵工程涉及到微生物学、生化学、工程学、控制论等多个学科。

发酵工程的目标是通过优化微生物、培养条件、发酵过程和产品提取等一系列技术，达到提高产量、品质和经济性的效果。

发酵工程的应用范围广泛，是现代生产中不可或缺的重要产业。

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简述发酵工程的基本含义

【答案】：发酵工程(fermentationengineering)又称为微生物工程，是利用微生物制造工业原料与工业产品并提供服务的技术，是生物技术的基础工程。

发酵过程的概念，内容，典型的发酵过程包括哪几个部分

发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。（2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。（4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。此外，在生产药物和食品的发酵工业中，需要严格遵守美国联邦食品和药物管理局所公布的cGMPs的规定，并要定时接受有关当局的检查监督。

发酵工程论文

发酵工程论文

　　发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能，通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系，是建立在发酵工业基础上，与化学工程紧密结合的一门学科，现在是我为您整理的发酵工程论文，希望对您有所帮助。

　　发酵工程论文

　　从多年发酵工程课程的讲授以及国内大部分高校发酵工程课程的讲授内容来看，发酵工程授课案例主要涉及到抗生素、氨基酸、柠檬酸等好氧发酵工艺及发酵机制，以及酒精、酿造酒、乳酸等厌氧发酵机制及工艺，很少涉及到基因工程产品如EGF、EPO、重组人乙肝疫苗等的发酵机制和工艺。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病[6]。目前我国从事生物技术药物产业研究与开发人数仅相当于美国的1/4，从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足，已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。这就要求我们编制、修订教学大纲时，在保留典型的传统菌的好氧发酵和厌氧发酵案例基础上，着重引入基因工程菌制药的发酵工艺，扩展学生的知识面，为他们将来到制药企业就业奠定良好基础。

　　1选取合适的教材

　　发酵工程优秀教材很多，像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵学》、《发酵工艺学》等，我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》，结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向，目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》，此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章，脉络清晰，系统性好，该书在难易程度上很适合我们的学生，但是该书侧重于发酵机制的讲授，发酵工艺和设备没有涉及。因此，在前期教学积累的基础上，我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材，增添发酵工艺及设备，以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度，为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。

　　2开展发酵工程实验，提高学生综合素质

　　发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能，通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系，是建立在发酵工业基础上，与化学工程紧密结合的一门学科，它是连接生命科学研究与应用的桥梁[7]。在基因工程和细胞工程的应用中，要想把定向改造的物种转化成产品，也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐，这是发酵工业独有的特点，同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品，发酵周期长，步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习，培养学生实际动手操作能力，让学生亲自动手操作发酵罐，开展发酵罐空消和实消操作，以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵，使学生真正的达到学以致用，同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生，普遍缺乏工艺概念，但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容，组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习，使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程，切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来，学生反映收获很大。总之，发酵工程实验集成度较高，牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容，有别于普通实验课程的是工厂生产实习，真正做到理论实践相结合，最终达到学以致用的培养目的。

　　3改进教学方法，切实提高学生创新能力

　　教学方法的改革，首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高，教学方法改革服从人才素质培养，以大面积提高教学质量为目标，和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材，有价值的有说服力的'理论，以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学，无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”，“授人以鱼，不如授人以渔”。

　　3.1案例教学

　　发酵工程是一门实验实践极强的学科，知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中，典型的案例不仅使课堂生动形象，而且使学生容易理解和记忆，触类旁通，达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时，通过详细讲解青霉素的发现，引出伟大的科学家弗莱明，进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容，学生被激起兴趣，学起来也容易接受。学习之后，可以引导学生进行讨论，如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题，使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”，从而在以后的生活中学以致用，进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素，为社会进步做出贡献。

　　3.2启发、讨论式教学

　　讲课的过程中首先讲授难点、重点，善于提出问题，让学生跟着老师的思路走，随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时，引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍，同学们也不陌生，有的同学家做过酸奶，因此对酸奶的发酵还有一点常识，接受起来更容易一些。首先提出问题，酸奶发酵的原料和菌种从哪里来？酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵？发酵多长时间合适，夏天和冬天发酵时间一样吗？通过这些问题，启发学生思考讨论，最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项，随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶，巩固和吸收理论学习。

　　3.3比较归纳教学法

　　比较式教学法通过对不同知识点的对比分析，找到其相同和不同处，在比较的过程中对知识点归纳概括，有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中，让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点，说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时，在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后，让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结，学生就容易理清楚，弄懂复杂的内容。

　　4优化考试模式，重在平时学习的思考与探讨

　　在发酵工程实验及理论教学考核方法中，一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性，课程的讲授和考核方式，通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化，加强课堂考核、作业考核，平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4，综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训，以赛促练”，强化技能培养，规定技能考试不过关，不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。

　　5小结

　　当前生物技术飞速发展，发酵新产品不断涌出，它要求我们的发酵工程专业课教师在讲授传统知识的同时，不断学习发酵工程方面的前沿知识，及时根据发酵工程产品市场更新教学内容，同时在授课的过程中灵活采用各种教学方法，甚至有必要到工厂车间实习实训。从当前经济发展和高校改革趋势来看，生物技术专业不但在地方师范院校有很大的发展空间，而且也将是今后一些师范院校向综合型大学转型的必要环节。发酵工程课程作为生物技术专业的核心课程，是微生物学、生物化学、数学、计算机技术的应用，同时又是分子生物学、细胞工程、基因工程技术的深入开展，而生化工程、生物工业下游技术、微生物遗传育种技术又是发酵工程课程的深入和补充，因此发酵工程课程在生物技术专业承上启下，是一门非常重要的专业必修课程。所以，在当前转型发展大形势下，发酵工程课程教学改革势在必行，必须以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力为目标，在开展理论教学基础上，切实开展实验教学和生产实习，最终培养出满足企业、市场和科研需要的优秀毕业生。

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发酵工程与传统发酵工艺相比有什么先进之处？

人类在古代就知道发酵。古埃及人数千年前就会生产面包和奶酪。我们的祖先在3000年前就掌握了酿酒技术。不论是制作面包、奶酪，还是酿酒，都有一个不可缺少的过程——发酵。但是，古人不知道这发酵是怎么回事。他们不知道发酵是酶的作用，更不知道酶是由微生物产生的。所以古希腊人把发酵说成是“沸腾”，实在是一个糊涂概念。而我们祖先所称的“发酵”则要科学得多。

发酵工程，又叫微生物工程。它是利用微生物所特有的发酵作用，与现代工程技术相结合，或直接用微生物反应器，进行大规模的发酵生产。发酵产物既可以是微生物本身(单细胞蛋白)，也可以是发酵过程的代谢产物。

现代发酵工程与传统的发酵工艺操作不同，它有如下优越性：它可以进行连续发酵和半连续发酵；有电脑控制实行高度的自动化；采用经过基因重组的工程菌生产；可以在45℃左右加压生产。而传统的发酵工艺是间歇发酵，人工操作，用的是天然菌种，只能在常温常压下进行。

正因为发酵工程有如此多的优点，受到各国的重视也就很自然了。国际微生物学会联合国咨询委员会海登这样告诉人们：“微生物工程可能成为一股引起工业结构调整和社会结构改革的力量。”此话不假。

用大肠杆菌生产胰岛素要用到基因工程、发酵工程、酶工程，但为什么不用细胞工程代替发酵工程？

细胞工程是为了增加细胞的数量吧！大肠杆菌繁殖已经够快了，根本不需要细胞工程，这也是为什么选择大肠杆菌为母体的原因还有 胰岛素是大肠杆菌的代谢产物。

什么是发酵？

发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵有时也写作酦酵，其定义由使用场合的不同而不同。通常所说的发酵，多是指生物体对于有机物的某种分解过程。

发酵是人类较早接触的一种生物化学反应，如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。其也是生物工程的基本过程，即发酵工程。对于其机理以及过程控制的研究，还在继续。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。

扩展资料：

沸腾现象在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。我们所指的发酵早已赋予了不同的含义。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化，是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成，以取得能量来维持生命活动的过程。

发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。实际上，发酵也是呼吸作用的一种，只不过通常的呼吸作用是指有氧呼吸，其最终结果是生成CO2和水，而发酵过程则是一种无氧呼吸的过程，其最终结果是产生酒精，二氧化碳以及其它代谢的产物。

因而，现代发酵的定义应该是：通过对微生物（或动植物细胞）进行大规模的生长培养，使之发生化学变化和生理变化，从而产生和积累大量人们发酵所需要的代谢产物的过程。

参考资料来源：百度百科-发酵

微生物发酵详细资料大全

微生物发酵即是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。

发酵工程的套用范围医药工业，食品工业，能源工业，化学工业，农业：改造植物基因；生物固氮；工程杀虫菌生物农药；微生物养料。环境保护等方面。

基本介绍

中文名 ：微生物发酵 外文名 ：Microbial fermentation 定义 ：生物体对于有机物的某种分解过程 套用 ：食品工业、生物和化学工业 原料 ：微生物 发酵水平 ：取决于菌种本身和培养条件 发酵方法,套用领域范围,相关概念,初级代谢产物,次级代谢,湿热灭菌法,连续灭菌,诱变育种,菌种初筛,菌种复筛,自然选育,种子扩大培养,巴斯德消毒法,辐射灭菌法,微生物转化,质粒,抗生素,连续发酵,菌种活化,消沫剂,空气分布器,杂交育种,基因工程育种,富集培养,原生质体融合,生物处理法,分批补料发酵,细胞融合技术,单细胞蛋白,工程菌,

发酵方法

微生物发酵过程根据发酵条件要求分为好氧发酵和厌氧发酵。好氧发酵法有液体表面培养发酵、在多孔或颗粒状固体培养基表面上发酵和通氧深层发酵几种方法。厌氧发酵采用不通氧的深层发酵。因此，无论好氧与厌氧发酵都可以通过深层培养来实现，这种培养均在具有一定径高比的圆柱形发酵罐内完成，就其操作方法可分为以下几种。 分批式操作 ：底物一次装入罐内，在适宜条件下接种进行反应，经过一定时间后，将全部反应物取出。 半分批式操作 ：也称流加式操作。是指先将一定量底物装入罐内，在适宜条件下接种使反应开始。反应过程中，将特定的性底物送入反应器，以控制罐内性底物浓度在一定范围，反应终止将全部反应物取出。 反复分批式操作 ：分批操作完成后取出部分反应系，剩余部分重新加入底物，再按分批式操作进行。 反复半分批式操作 ：流加操作完成后，取出部分反应系，剩余部分重新加入一定量底物，再按流加式操作进行。 连续式操作 ：反应开始后，一方面把底物连续地供给到反应器中，同时又把反应液连续不断地取出，使反应过程处于稳定状态，反应条件不随时间变化。 分批发酵法(batch fermentation) 分批发酵又称分批培养，发酵工业中常见的分批发酵方法是采用单罐深层分批发酵法。每一个分批发酵过程都经历接种、生长繁殖、菌体衰老进而结束发酵，最终提取出产物。这一过程在某些培养液的条件支配下，微生物经历著由生到死的一系列变化阶段，在各个变化的进程中都受到菌体本身特性的制约，也受周围环境的影响。只有正确认识和掌握这一系列变化过程，才有利于控制发酵生产。 分批发酵的 特点 是：微生物所处的环境是不断变化的，可进行少量多品种的发酵生产，发生杂菌污染能够很容易终止操作，当运转条件发生变化或需要生产新产品时，易改变发酵对策，对原料组成要求较粗放等。 分批培养过程微生物生长可分为：停滞（或调整）期、对数（生长）期、稳定期和衰亡期四个阶段。研究细胞的代谢和遗传宜采用生长最旺盛的对数期细胞。在发酵工业生产中，使用的种子应处于对数期，把它们接种到发酵罐新鲜培养基时，几乎不出现停滞期，这样可在短时间内获得大量生长旺盛的菌体，有利于缩短生产周期。在研究和生产中，常需延长细胞对数生长阶段。 补料分批发酵法(fed-batch fermentation) 补料分批发酵又称半连续发酵或半连续培养，是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。与传统分批发酵相比，其优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点为：①可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致加剧供氧的矛盾；②避免培养基积累有毒代谢物。 补料分批发酵广泛套用于抗生素、胺基酸、酶制剂、核苷酸、有机酸及高聚物等的生产。 连续发酵法(continuous fermentation) 连续发酵又称连续培养，连续发酵过程是当微生物培养到对数期时，在发酵罐中一方面以一定速度连续不断地流加新鲜液体培养基，另一方面又以同样的速度连续不断地将发酵液排出，使发酵罐中微生物的生长和代谢活动始终保持旺盛的稳定状态，而pH值、温度、营养成分的浓度、溶解氧等都保持一定，并从系统外部予以调整，使菌体维持在恒定生长速度下进行连续生长和发酵，这样就**提高了发酵的生长效率和设备利用率。 开放式连续发酵 在开放式连续发酵系统中，培养系统中的微生物细胞随着发酵液的流出而一起流出，细胞流出速度等于新细胞生成速度。因此在这种情况下，可使细胞浓度处于某种稳定状态。另外，最后流出的发酵液如部分返回(反馈)发酵罐进行重复使用，则该装置叫做循环系统，发酵液不重复使用的装置叫做不循环系统。 封闭式连续发酵 在封闭式连续发酵系统中，运用某种方法使细胞一直保持在生物反应器内，并使其数量不断增加。这种条件下，某些因素在生物反应器中发生变化，最后大部分细胞死亡。因此在这种系统中，不可能维持稳定状态。封闭式连续发酵可以用开放式连续发酵设备加以改装，只要使用部分菌体重新循环。另一种方法是采用间隔物或填充物置于设备内，使菌体在上面生长，发酵液流出时不带细胞或所带细胞极少。 透析膜连续发酵是一个新方法，它是采用一种具有微孔的有机膜将发酵设备分隔，这种膜只能通过发酵产物，而不能通过菌体细胞。这样，将培养液连续流加到发酵设备的具有菌体的间隔中，微生物的代谢产物就通过透析膜连续不断地从另一间隔流出。在一些发酵过程中，当发酵液中代谢产物积累到一定程度时就会抑制它的继续积累，而采用透析膜发酵的方法可使代谢产物不断透析出去，发酵液中留下不多，因而可以提高产物得率。

套用领域范围

微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。发酵工程的套用范围有： 医药工业，食品工业，能源工业，化学工业，农业：改造植物基因；生物固氮；工程杀虫菌生物农药；微生物饲料。环境保护等方面。 酒类 包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如胺基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此，果酒和啤酒营养价值较高。 醋 食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。 酱油 酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和胺基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含胺基酸和肽，具有特殊香味。 优酪乳 牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。因此，优酪乳是营养丰富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不适应症者的优良食品。 醪糟 又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。 面包 面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易于吸收。 糖果 、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽； 果汁 、饼干、面包、点心、速食面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用； 各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，保存营养和改善口感等； 各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感； 饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味素或肌苷，以增加鲜味。

相关概念

初级代谢产物

微生物通过初级代谢途径，产生微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物。

次级代谢

是微生物在一定的生理阶段出现的一种特殊代谢类型，是某些微生物为了避免在代谢过程中某些代谢产物的积累造成的不利作用，而产生的一类利于生存的代谢类型，次级代谢产物通常是在生产后期合成。

湿热灭菌法

按被灭菌物品的性质不同，选择不同温度的湿热蒸汽进行灭菌，此法在同一温度下比干热杀菌效力大。

连续灭菌

培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内的灭菌工艺过程，又称连消。

诱变育种

利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，扩大变异幅度，通过一定的筛选方法，获取所需要优良菌株的过程。

菌种初筛

是从分离得到的大量菌种中将合成目的产物的菌种筛选出来的过程。初筛可分为平板筛选和摇瓶发酵筛选。

菌种复筛

对初筛出来的菌种进行复筛，通常采用摇瓶培养法，一般一个菌株至少要重复3~5个瓶，培养后的发酵液必须采用精确分析方法测定。

自然选育

在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程。

种子扩大培养

是指将保存在沙土管、冷冻干燥管、斜面试管等中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和高质量的纯种的过程。

巴斯德消毒法

将待消毒的物品在60~62℃加热30min或在70℃加热15min，以杀死其中的病原菌和一部分微生物的营养体。

辐射灭菌法

利用高能量的电磁辐射和微粒辐射来杀死微生物。

微生物转化

是指利用微生物代谢过程中的某些酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能基团产物的生物化学反应。

质粒

是一种能够复制的染色体外遗传因子。

抗生素

是青霉素、链霉素、红霉素和四环素等一类化学物质的总称，是生物在其生命过程中产生的能在低浓度下有选择性地抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。

连续发酵

是指以一定的速度向发酵罐内连续添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长或生产。

菌种活化

保藏在沙土管、冷冻干燥管或斜面中的菌种经无菌操作接入适合于孢子发芽或营养体生长的斜面培养基中，经培养成熟后挑选菌落正常的孢子或营养体再一次接入试管斜面，反复培养几次 。

消沫剂

工业发酵中用于消除发酵中产生的泡沫，防止逃液和染菌，保证生产的正常运转。

空气分布器

是把无菌空气引入发酵罐中并分布均匀的装置，有单孔管、多孔环管及多孔分支环管等几种。

杂交育种

一般指两个基因型不同的菌株通过结合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性状的菌株。

基因工程育种

是套用基因工程手段进行的，基因工程师一种DNA体外重组技术，是在分子水平上，根据需要，用人工方法取得供体DNA上的基因，在体外重组于载体DNA上，再转移入受体细胞，使其复制、转录和翻译，表达出供体基因原有的遗传性状。

富集培养

由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的机率，增加该菌种的数量。

原生质体融合

用酶法将细胞膜外侧的细胞壁除掉，制备成无细胞壁的球状细胞体即原生质体，将两种来源于微生物细胞A和B的原生质体，在融合诱导剂的存在下等量混合起来，可使原生质体表面形成电极性，相互之间容易吸引、脱水黏合而形成聚合物，进而使原生质体收缩变形，紧密接触处的膜先形成原生质桥，逐渐增大而实现融合。融合的原生质体在适当条件下可再生出细胞壁而形成一个新细胞。（用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，制成原生质体，再用聚乙二醇促使原生质体发生融合，从而获得异核体或重组合子。）

生物处理法

就是在发酵工业废渣水中利用各类微生物的新陈代谢功能进行物质转化的过程，使废水中呈溶解和胶状的有机物被降解并转化成为无害的物质，废渣水中的有机物和一些有毒物质（如酚等）不断被转化分解或吸附沉淀，从而达到净化污水、消除公害的目的。

分批补料发酵

又称 半连续发酵 ，是指在微生物发酵过程中，间歇式或连续式补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养技术。

细胞融合技术

是把两个亲本的细胞经酶法除去细胞壁得到两个球状原生质体或原生质体球，然后置于高渗溶液中，通过生物法、化学法或物理法等诱导融合法，促使两者互相凝集并发生细胞之间的融合，进而导致基因重组，获得新的重组子（菌株）。这种融合又称为原生质体融合。

单细胞蛋白

是指通过培养单细胞蛋白生物而获得的菌体蛋白质。

工程菌

通过基因工程改造后的菌株称为“工程菌”。

发酵是什么

发酵

拼音：Fā Jiào

英文：ferment；zymolysis；zymosis；leaven

广义的发酵是是指利用生物体（包括微生物、植物细胞、酵母菌等）的代谢功能，使有机物分解的生物化学反应过程。

比如酿酒、酿醋、面团的发酵、沼气的产生、垃圾的……

狭义的发酵概念：微生物通过无氧氧化将糖类转变成乙醇的过程。

发酵分为有氧发酵和无氧（厌氧）发酵。

比如：酒是在无氧条件下发酵的,醋则是在有氧条件下发酵的。

发酵工程就是给微生物一个最适合生长的条件，利用微生物的代谢功能，通过现代化技术手段生产出人类所需要的产品。也有人称之为微生物工程。说简单一点，就是人类有目的的发酵生产过程。

(1)发酵的目的：酵母的大量繁殖，产生大量的二氧化碳气体，促进面团体积的膨胀；面团发酵的过程是一系列物理、化学变化的过程，它使面团变得柔软、延展性好，发酵所产生的气体均匀分布在面团中，使面包的组织结构疏松多孔；面包发酵的过程中，产生各种生成物，使面包具有诱人的芳香风味。

(2)发酵的原理：在各种生物酶的作用下，面团中的双糖和多糖转化成糖，在适宜的温度、水分、pH值以及必要的矿物元素环境下，酵母直接利用单糖进行新陈代谢，产生二氧化碳，并进行繁殖，使面团中的酵母数量愈来愈多，产生大量的气体，最终使面团膨胀成类似海绵的组织结构；酵母发酵的过程伴随产生的各种复杂化学芳香物质，以及对面团分子结构的改变，都使面团在烘焙过程中体积膨胀、口味芳香创造了有利的条件。

(3)发酵的控制： - 丸温度的控制：面团的发酵温度一般控制在26’C～28~C之间，最高不超过30‘C。温度越高，酵母的产气量越高，发酵的速度越快。实践证明26℃一28~C时，酵母的产气能力大，发酵耐力强，产气量比较均匀，面团的持气能力比较大；当温度超过30℃时，酵母的量大，产气的速度过快，不利于面团的持气和充分膨胀，也容易引起面团中其他杂菌的繁殖而影响面包的品质。 B．湿度的控制：湿度在85％左右最为适宜。 巳时间的控制：发酵时间随面包的品种和加工的工艺有关，时间从1小时到五六个小时不等，通常发酵时间的控制以面团充分发酵达到标准的时间为准。发酵的标准的程度就是发酵成熟，反之为发酵不足和发酵过度。

(4)发酵的结果：发酵的结果有发酵不足、发酵成熟、发酵过度，发酵的程度是否适宜对面包的品质影响很大。 A．发酵成熟的面团制成的面包体积大，内部组织均匀，气孔壁薄呈半透 明，具有酒香和酯香，口感松软、富有弹性； B．发酵不足的面团制成的面包体积小，内部组织粗糙，风味平淡、香气不 足，口感不佳、面包表皮色深； C. 发酵过度的面团制成的面包烘焙弹性好，炉中起发大，但出炉后易陷、收缩变形，表皮颜色浅、有皱纹、无光泽，内部组织有大气孔，不均匀、酸味大甚至有异味。因此，生产加工中，要正确地控制和掌握发酵的成熟程度，面团的发酵达到最佳状态。

微生物菌体发酵的简介?

传统的菌体发酵工业： 有用于面包制作的酵母发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白发酵两种类型。

新的菌体发酵可用来生产一些药用真菌： 如香菇类、天麻共生的密环菌、以及从多孔菌科的获苔菌获得的名贵中药获答和担子菌的灵芝等药用菌。这些药用真菌可以通过发酵培养的手段来生产出与天然产品具有同等疗效的产物。

发酵中药概述

发酵中药概述

作者   山东巴德生物科技有限公司  郑 全博士

中药发酵目录● 

一 发酵的概念及历史

● 二 中药生物转化的反应类型

● 三 发酵工程的内容及发酵方式分类

● 四 根据发酵的目的把微生物发酵进行分类

● 五 发酵工程中常用的微生物

● 六 发酵培养基的组成

● 七 影响发酵的主要因素

● 八 中药发酵的目的

● 九 发酵技术与中药炮制

● 十 中药的生物转化的主要类型

● 十一 发酵技术在中药生产中的应用

● 十二 中药的生物转化案例

发酵的概念及历史

● 发酵概念-人们将利用微生物的生命活动，以获得微生物菌体或其代谢，转化的产物的过程，叫发酵。

● 发酵的历史

● 1 酿酒是最早的历史。

● 2 19世纪到20世纪30年代，发酵产品如：乳酸，乙醇，丙酮，丁醇，淀粉酶，蛋白酶等。

● 3 1929年弗莱明发现了青霉素以来，抗生素的发酵生产为现代微生物发酵工程积累了丰富的经验。

● 4 现代发酵工程生产了：干扰素，白细胞介素，多种细胞生长因子，氨基酸，有机酸，维生素，酶制剂，基因工程药物，微生物转化发酵产品及其他生物活性物质。

● 据有关资料统计，通过发酵生产的抗生素品种多达200多个，某些发达国家，发酵工业占国民生产总值的5%。

生物转化的反应类型● 生物转化的实质是酶促反应，常用的反应类型如下：

● 1 氧化反应 单加氧 羟基化 环氧化 氨杂基团氧化 β-氧化 脱氢

● 2 还原反应 羰基还原 杂氮基团还原

● 3 水解反应 酯和内酯的水解 醚的水解和开裂 苷的水解 酰胺和内酰胺的水解 环氧水解 水解脱胺 水解胺烷基中烷基

● 4 缩合反应

● 5 胺化反应

● 6 酰基化反应

● 7 降解反应

● 8 脱水反应

● 9糖基化反应

发酵工程的内容及发酵方式分类

● 1 生产菌的选育。

● 2 发酵条件的优化与控制，生物反应器的设计。

● 3 发酵产物的分离，提取与精制过程。

● 根据发酵方式分为厌气发酵和通气发酵二大类。

● 厌气发酵:乙醇发酵，酒类发酵，丙酮丁醇发酵，乳酸发酵和甲烷发酵等。

● 通气发酵包括:酵母培养，有机酸发酵，抗生素发酵，氨基酸发酵，酶制剂的生产和多糖发酵等。

根据发酵的目的把微生物发酵进行分类● 一 以获得微生物菌为目的的发酵

● 发酵产生茯苓，香菇，冬虫夏草，灵芝等药用真菌；发酵产生白僵菌，绿僵菌，苏云金芽孢杆菌等菌体，用以制备生物杀虫剂；以及传统的发酵生产单细胞蛋白，酵母菌等。

● 二 以获得酶制剂为目的的发酵

● 用于食品工业的淀粉酶，糖化酶，用于临床检测的胆固醇氧化酶，葡萄糖氧化酶。

● 三 以获得微生物的初级或次级代谢产物为目的的发酵

● 初级代谢产物：氨基酸，蛋白质，核酸，核苷酸，多糖。次级代谢产物：抗生素，生物碱，细菌毒素，植物生长因子。

● 四 以获得低毒，高效的新物质为目的发酵

● 利用微生物的氧化，还原，脱水，脱羧，异构化等。比如把L-山梨醇转化为L-山梨糖，葡萄糖转化为葡萄糖酸。

发酵工程中常用的微生物● 一 细菌-单细胞原核生物

● 大肠杆菌，醋酸杆菌，乳酸杆菌，丙酮丁醇梭菌，肠膜状明串珠菌，双歧杆菌，丁酸梭菌等。

● 二 放线菌

● 放线菌最大的经济价值是能产生多种抗生素，如链霉素，土霉素，金霉素，红霉素，氯霉素，争光霉素，卡那霉素等。从自然界分离了5000多种抗生素，其中4000多种来自于防线菌。

● 1 链霉菌属 多种链霉菌能产生抗生素，如灰色链霉菌产生的杀稻菌素S可用于稻瘟病的防治。

● 2 小单孢菌属 如绛红小单孢菌和棘孢小单孢菌都能产生庆大霉素。

● 3 若卡菌属 如利福霉素，蚁霉素等。

● 4 游动放线菌属。

发酵工程中常用的微生物● 三 霉菌

● 霉菌是指在营养基上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌，亦称为丝状真菌。大多为好氧微生物。生产乙醇，枸橼酸，青霉素，淀粉酶，果胶酶，纤维素酶，蛋白酶，多糖和甾体激素等。

● 1 青霉属

● A 产黄青霉 产生多种酶和有机酸。产生青霉素，葡萄糖氧化酶或葡萄糖酸，枸橼酸和抗坏血酸。

● B 桔青霉 桔青霉可以生产桔霉素，也可以产生脂肪酶，葡萄糖氧化酶和凝乳酶。

● 2 根霉属

● 其淀粉酶的活性很高，可用作酿酒工业上的淀粉原质的糖化菌，在根霉中还含有酒化酶。根霉能产生有机酸：反二烯丁酸，乳酸，琥珀酸和芳香的酯类物质。

● A黑根霉 产生反丁烯二酸和果胶酶。

● B米根霉 酒药和酒曲中常见到。该菌有淀粉糖化，蔗糖转化等性能。能产生乳酸，反丁烯二酸。

● C 华根霉 产生乙醇，芳香酯类等。它是酿酒所必需的主要霉菌，也是酸性蛋白酶和腐乳生产中的主要菌种。

发酵工程中常用的微生物● 3 曲霉属

● A 黑曲霉 具有多种活性强大的酶系，可以生产酸性蛋白酶，淀粉酶，果胶酶，葡萄糖氧化酶，还能产生多种有机酸，如抗坏血酸，枸橼酸葡萄糖酸和没食子酸。

● B 米曲霉 含有多种酶类，具有较强的蛋白分解能力，又有糖化能力，很早用于酱油和酱类生产。是蛋白酶和淀粉酶的生产菌。

● 4 红曲属 红曲能产生淀粉酶，蛋白酶，枸橼酸，琥珀酸，乙醇，麦角甾醇，该菌株可以生产红曲红素和红曲黄素，最适PH3.5-5.0。用紫红曲霉支撑的中药红曲，具有消食活血，健脾胃的功效。

发酵工程中常用的微生物● 酵母是单细胞真核微生物，主要分布于含糖质较多的偏酸性环境中。酵母菌落多呈乳白色，常用

有酵母属和假丝酵母属。

● 1酵母属 常用的是啤酒酵母。其菌体的维生素，蛋白质含量高。也可以用来提取核酸，麦固醇，谷胱甘肽，细胞色素C，凝血素，辅酶A和ATP。

● 2 假丝酵母属 常见的有产朊假丝酵母，解脂假丝酵母，热带假丝酵母等。

● 产朊假丝酵母其蛋白质和维生素的含量比啤酒酵母高。

● 解脂假丝酵母，不发酵任何糖，能分解脂肪。

● 热带假丝酵母，氧化烃类的能力很强，以石油为原料生产单细胞蛋白的重要菌种。

● 3 红酵母属

● 有较好的产生脂肪的能力，有的中具有对烃类的弱氧化作用，并能合成β-胡萝卜素。

发酵培养基的组成

● 1 碳源 氮源

● 2 无机盐和微量元素

● 3 生长因子 水

● 4 代谢产物的前体，诱导物和促进剂。

● 营养成分的适当配比，PH值的（缓冲剂和不溶性的碳酸盐），渗透压和培养基的氧化还原电位。

影响发酵的主要因素

●1 温度 PH 溶氧 泡沫

中药发酵的目的● 一 充分释放中药的有效成分

● 1 植物细胞壁由纤维素，半纤维素，果胶质，木质素等构成致密结构。用纤维素酶和果胶酶，可以破坏细胞壁的致密结构，释放有效成分。

● 二 为天然药物的生产提供了新的有效途径--结构修饰与定向合成

● 1 把生源关系相近或结构类似的化合物转化为特定的天然化合物；把资源丰富，活性较低的次生代谢生物转化为人类需要的稀有，昂贵的天然药物。如朱大元，余佰阳等发现多种微生物能定向地把喜树碱转化成10-羟基喜树碱。大连轻工学院的金教授利用糖苷水解酶，将人参皂苷Rb1等转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2和Rg3。

● 2 为天然药物结构修饰与设计提供了新的工具-获得新的高活性物质

● 利用化学法进行结构修饰获得高活性新化合物，费时，费力，且存在得率低，反应转一性差，副产物多等缺点。生物转化就没有上诉缺点。

中药发酵的目的● 三 结合药物筛选，为新药开发提供了研究手段

● 把中药的生物转化与高效快速药物筛选手段结合，寻找到新的高活性或低毒性的天然活性先导化合物。

● 四 提高天然活性成分的生物利用度。

● 较高纯度的天然活性成分往往溶解度差或体内吸收不好，造成天然活性成分常常在体内外药效学活性差异较大，而生物转化可以在解决此类问题的过程中发挥更大作用。

● 比如余佰阳利用微生物转化手段在青蒿素及其衍生物蒿甲醚，双轻青蒿素结构中引入羟基，增加了水溶性，而其抗疟作用活性中心过氧桥没有发生任何改变。

● 5 生物转化是除去复方中药制剂中大分子杂质的有效方法。比如利用水解蛋白酶去除蛋白质杂质，使出糖得出率大大提高，反之可以利用合适的酶去除糖类杂质。

发酵技术与中药炮制● 中药常用的发酵方式有二种:

● 1 直接用药材进行发酵：淡豆豉 百药煎 豆黄等。

● 2 用药材和面粉混合发酵：六神曲 建神曲 半夏曲 沉香曲等。

● 目的：增效，减毒，产生新的活性成分。

● 中药发酵研究中的难点与关键问题

● 1 中药自身体系的模糊性及中药成分的复杂性。

● 2 发酵理论的发展与完善 .

● 3 中药发酵机制的不明确性：中药化学成分复杂，作用机制不明确，中药的有效成分，一些非有效成分及特殊基质环境与微生物的相互作用尚待研究。

● 4 微生物生长特性的多样性。

中药的生物转化的主要类型

●一 生物碱的微生物转化 喜树碱变成10-羟基喜树碱。

●二 萜类化合物的微生物转化

●三 甾体化合物的微生物转化

●四 黄酮类化化合物的微生物转化

发酵技术在中药生产中的应用● 中药的液体深层发酵

● 一 虫草菌丝体的液体深层发酵生产

● 二 灵芝菌丝体的液体深层发酵生产

● 三 中药红曲的液体深层发酵生山

● 中药的固体发酵生产

● 槐栓菌的固体发酵生产

● 红曲的固体发酵生产

● 中药的有效成分发酵

● 1993年，美国人从红豆杉的树皮中分离到一种真菌，能直接生产紫杉醇。

● 曾金凤等分离获得了能够产生人参皂苷的一个青霉菌株，并以发酵的方式获得了人参皂苷。

微生物发酵炮制何首乌● 何首乌抗衰老，调节机体免疫力，降血脂，抗动脉粥样硬化，促进肾上腺皮质功能，其

主要成分为二苯乙烯苷类和蒽醌类化合物，后者被认为是何首乌致泻和肝毒性的主要成分。

● 杜晨辉等用米根霉发酵何首乌，把大黄素转化为大黄素-6-0-β-D-吡喃葡萄糖苷，从而降低了何首乌的泻下作用。在发酵过程中，将蒽醌类成分降解或生产毒性较低的化合物，符合：增效减毒的中药炮制目的。

中药刺五加的发酵炮制● 刺五加，扶正固本，补肾健脾，益智安神。

● 陈丽艳等用猴头菇炮制刺五加，实现了苷类成分的体外转化，有利于人体吸收；发酵后多糖含量大幅提高，增加了药效；同等剂量下，发酵物多糖的抗疲劳指标显著增强。

● 白玉海等用侧耳菌发酵刺五加，其发酵后的提取液能提高小鼠耐缺氧，抗疲劳，抗高温和抗低温的能力；同等剂量发酵后的刺五加提取液其抗应激作用增强。因此经侧耳菌发酵后可使有效成分生物利用度提高，药效增强。

微生物发酵炮制红花

● 红花作为一味活血通络，祛瘀止痛之良药，具有降血脂和抗血栓等作用，且具有较强的抗氧化作用。红花中抗氧化的有效成分是具有酚羟基的黄酮类化合物，如红花素，红花素和槲皮素等。

● 冯志华等研究地衣芽孢杆菌C2-13发酵炮制对红花抗氧化活性的影响。发现红花经C2-13发酵炮制其抗氧化功能显著提高。HPLC分析还观察到红花中一些成分发生了改变。

五倍子的发酵炮制

● 五倍子含有鞣质，没食子酸等，有收敛止泻，止血的作用。收敛止泻作用主要是它含的鞣酸与细胞中的蛋白质结合成不溶于水的的沉淀物，从而抑制了细胞分泌，促进水液的再吸收而发挥收敛作用。但鞣酸在肠道内会遇到食物中的蛋白，并与之结合，因而降低了它的作用。

● 王和英根据酶学的有关理论，用根霉菌发酵五倍子，增强了五倍子的收敛作用。

黄芩的生物炮制

● 陈丽艳等研究发现，黄芩经黑曲霉发酵后，黄酮类成分发生变化，其黄芩苷的含量减少，而黄芩素和汉黄芩的含量分别是黄芩材料的2.73,5.77倍，提高了生物利用度和药理活性。

雷公藤甲素的生物转化● 雷公藤应用于治疗类风湿关节炎，肾小球肾炎，红斑狼疮等，但雷公藤因为肾毒性大，

应用受到。因此，生物转化，以期得到高效低毒的衍生产物。

● 1 用短刺小克银汉霉对雷公藤甲素（1-6）进行生物转化，得到7个产物，5-羟基雷公藤甲素（1-8），16-羟基雷公藤甲素（1-12）等。

● 2 雷公藤内酯酮的生物转化

● NING等利用黑曲霉对雷公藤内酯酮进行了转化，获得了四个产物：17-羟基雷公藤内酯酮（1-15），16-羟基雷公藤内酯（1-16）等。

蟾毒配基类● 蟾酥主要成分为蟾毒精（1-23），蟾毒灵(1-24)及脂蟾毒配基含量最高。主要作用:抗休

克，抗病毒，抗肿瘤活性。

● 1 果德安教授对蟾酥的3种成分进行了微生物转化，得到了进40个转化产物，其中23个为新化合物。

● 筛选了20余株真菌及细菌对华蟾毒精进行了转化，最后发现选择链格孢对蟾毒精进行转化，底物转化效率高，产物也较多。

● 2 应用细胞毛霉对脂蟾毒配基进行生物转化，获得了7个转化产物，11β-羟基-脂蟾毒配基（1-44)等。

大黄蒽醌类的生物转化

● 大黄富含大黄素，大黄酸，大黄酚，大黄甲醚，芦荟大黄素等蒽醌类化合物，是重要的致泻和抗菌活性成分。

● 1 张薇等利用微生物转化对大黄中的游离蒽醌类化合物进行结构修饰。筛选了21种微生物对大黄酚（1-54），大黄素甲醚（1-55),大黄素（1-56）进行了转化研究，最后确认：刺囊毛霉对大黄酚，大黄素甲醚，大黄素具有转化作用。

● 刺囊毛霉使大黄酚，大黄素甲醚糖苷化，对大黄素的转化是形成甲羟基转化物，β-羟基大黄素。

麻黄碱的生物转化● 麻黄碱又叫麻黄素，其差向异构体L-麻黄碱和d-伪麻黄碱是著名中药麻黄的主要活性成分。麻黄

碱属拟肾上腺激动药物，用于支气管哮喘，咳嗽，过敏，低血压等，还具有松弛平滑肌，收缩血管，加速心率，升高血压及中枢神经兴奋作用。伪麻黄碱为拟交感神经药，对收缩上呼吸道粘膜血管作用与麻黄碱相当，升压作用只有L-麻黄碱一半，对心血管和中枢神经系统兴奋作用明显弱于麻黄碱，但其加快心率，升高血压，中枢兴奋等不良反应较轻，且具有显著的利尿作用。临床上含麻黄碱与伪麻黄碱治疗感冒的复方中药很多：白加黑，新康泰克，银德菲，诺泰感冒片，治疗咳嗽的中成药喘宁胶囊，小儿止咳糖浆。

● 二 常规生产方式：

● 1 植物提取法。2 直接化学合成法，成本较高。印度，美国，澳大利亚，捷克等国家生产的麻黄碱大都是利用化学方法合成的。3 半生物合成法 :采用酵母细胞生物催化法将丙酮酸与苯甲醛缩合形成L-苯基乙酰甲醇，然后再经甲胺还原胺化即得L-麻黄碱。4 微生物直接转化法：董世建等筛选得到可专一性转化前体物质1-苯基-2-甲氨基丙酮生成d-伪麻黄碱的菌株。

延胡索素的生化转化

● 延胡索素为罂粟科植物延胡索块茎的化学成分,含有20多种生物碱，主要有延胡索甲素，延胡索乙素，延胡索丙素等，总称延胡索素。能和血散瘀，行气止痛，具有镇痛，镇静，安定及催眠作用。

● 其中延胡索乙素有优良的镇痛，镇静，催眠药物，低毒，安全，不成瘾。

● 中国药科大学余佰阳用链霉菌等10株菌进行筛选，发现灰色链霉菌可以转化延胡索总碱，将延胡乙素（L-THP)转化为左旋紫堇达明（L-CDL),后者的药理作用明显强于前者。

紫杉醇的微生物及酶法合成

● 紫杉醇的生物合成途径目前已经基本明了，其生物合成途径中多种酶的基因已经成功克隆，因此随着生物技术的不断发展，通过微生物及酶法实现大规模生产紫杉醇及其类似物终将实现。

紫衫醇是昂贵的抗癌中药，多烯紫杉醇抗癌活性稍高于紫衫醇，并较易溶于水。

● 1 从青蒿中提取 2 青蒿的化学全合成，产率0.25%。3 青蒿的半合成 把青蒿酸通过八步化学反应，合成青蒿素。

● 4 青蒿的生物合成

● A 通过添加生物合成的前提来增加青蒿的产量。

● B通过对控制青蒿素合成的关键酶进行，或者加入某些酶的激活剂来提高酶的效率。

● C 利用分子生物学的手段将酶的基因克隆出来，在转移到微生物中进行表达，达到通过基因工程菌发酵产生青蒿素。5 通过植物组织培养方法生产青蒿素。

● 青蒿素及其衍生物的生物转化

● LEE等利用珊瑚色诺卡菌和产黄青霉菌转化青蒿素，前者获得去氧青蒿素，后者得到去氧青蒿素和3α-羟去氧青蒿素。

● 陈有根等利用微生物灰色链霉菌转化青蒿素得到一个新化合物9α-羟基青蒿素，该产品具有抗恶性疟原虫活性。

● 。。。。。。

皂苷类的生物转化● 人参皂苷是人参的主要成分，人参皂苷均属于三萜皂苷，可分为三类 :二醇型，三醇型，齐墩果酸

型。人们把含量好的皂苷成分转化成稀有皂苷，人参稀有皂苷包括Rh2,Rh1,Rh3,Rg1,Rg3,Rg5，只存在于红参和野山参中。其中Rh2,Rh1,Rh3具有高抗癌作用，Rg3具有软化血管和抗癌的作用。稀有人参皂苷在红参及野山参中的含量只有十万分之几。

● 1 金教授发现人参皂苷糖苷酶只有在恶劣条件下才才产生，于是用人参皂苷糖苷酶，把栽培参中含量较高的Rb,Re,Rd,Rg1等生产Rh2等人参稀有皂苷。现在大连生生绿谷工程公司投产。

● 2 人参皂苷Rg1 是人参的益智的主要成分，预防老年痴呆；强化心肌细胞保护和心脏功能；抗疲劳作用；对皮肤衰老也有一定作用。但人参皂苷Rg1在人参中含量大约只有0.2%，而人参皂苷Re在人参中含量很高，且和人参皂苷Rg1的皂苷元相同，金教授利用微生物产生的皂苷-ɑ-属李糖苷酶，去掉了人参皂苷Re的C6位末端的一个α-鼠李糖苷酶，大量制备人参皂苷Rg1.

甘草皂苷的生物转化

● 甘草皂苷是甘草中主要的生理活性成分，甘草皂苷失去2分子糖基得到甘草皂苷元，某些生理活性要强于甘草皂苷。

● 吴少杰等用生物转化的方法，分别利用菌种为米曲霉39和黑曲霉UV-48酶水解法及液体发酵转化法进行转化，将甘草皂苷转化为甘草皂苷元。

黄酮类的生物转化

● 1 大豆异黄酮是大豆中含有的活性较高的生理活性物质。

● 大豆异黄酮共有12种异构体，分为游离型的苷元和结合型的糖二类。天然苷类的分子结构并不是活性最佳的状态，糖苷需要在大豆异黄酮糖苷水解酶的作用下转化，才能被吸收。因此大豆异黄酮糖苷水解酶对开发富含大豆异黄酮苷元的保健食品意义重大。

● 谢明杰从酒曲中分离出一株产大豆异黄酮糖苷水解酶活性较高的菌株。

黄酮类的生物转化

● 2 异槲皮苷是植物界分布较广的黄酮类物质，是芦丁的衍生物，结构上只比芦丁少一个鼠李糖。异槲皮苷由于具有抗氧化作用，其药理活性比芦丁还要高。

● 芦丁在自然界含量丰富，而异槲皮苷在自然界含量极低，只有万分之一或十几万之一。

● 王侃等在自然界中筛选出一种微生物菌株，该菌能生产水解芦丁上鼠李糖苷健的酶。

红景天苷的生物转化

● 红景天不但有抗缺氧，抗寒冷，抗疲劳，抗微波辐射等明显功能，还具备增强注意力，提高工作效率，延缓机体衰老，防治老年疾病等功效。

● 金教授，以酪醇和葡萄糖为底物，采用分离的菌株发酵获得的粗酶液为转化酶，最终合成红景天苷。

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