發酵工程產品

發酵工程產品是指用於發酵過程中所需要的原材料、裝置和輔助材料。

1. 發酵基質：發酵基質是指微生物在發酵過程中所需要的營養物質，包括碳源、氮源、礦物質、維生素等，常見的發酵基質有葡萄糖、蔗糖、澱粉、米糠等。

2. 發酵菌種：發酵菌種是指用於發酵過程中的微生物，包括細菌、酵母、真菌等，常見的發酵菌種有乳酸菌、酵母菌、麴黴等。

3. 發酵裝置：發酵裝置是指用於發酵過程中的各類裝置，包括髮酵罐、發酵酸度計、恆溫培養箱等，根據不同的發酵過程需要選擇不同的發酵裝置。

4. 發酵輔助材料：發酵輔助材料是指在發酵過程中所需要的各類輔助材料，包括表面活性劑、懸浮劑、增稠劑、酸鹼調節劑等。

以上是常見的發酵工程產品，根據不同的發酵過程需要選擇不同的產品，以達到最佳的發酵效果。

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發酵藥物產品有哪些

問題一：由微生物發酵得到的產品有哪些? 利用微生物發酵生產我們需要的產品，古已有之。3000年前，兩河流域就有了用大麥經微生物發酵生產的含酒精飲料，類似於現在的啤酒。我國也在2000多年前，利用微生物生產了酒類、醬油、醋等產品。此後，酸菜、腐乳、酸奶等也出現了。到了近現代，隨著對微生物認知程度的提高，微生物發酵為我們提供了更多的產品。

在飲料中，有啤酒、白酒、黃酒、葡萄酒、果酒等。

在食品中，有酸菜、腐乳、酸奶、醬油、醋、味精等。

在化工中，有氨基酸、有機酸、澱粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、脂肪酶、乙醇、乙醛、乙酸、丙醇、丙酮、丁醇、甲烷（就是沼氣）、核苷酸……等等。

微生物在醫藥方面的應用屬於現代生物技術。最早是青黴素，此後，各種抗生素層出不窮，多數是用放線菌生產的。還有維生素C、維生素E等。現在，利用單株抗體生產的干擾素產品也已應用於臨床。用於基因重組技術，將其它生物的基因匯入微生物體內，已生產出了很多原來產量低、提取不易的藥物，如紫杉醇等。

總之，微生物的工業化應用技術是當今發展最快、前景最好的產業之一。

問題二：發酵類食品有什麼? 發酵面製品類.豆類發酵品如豆豉；乳類發酵品如酸奶等

問題三：人類可以用發酵技術生產的醫藥產品 選B。注意題中的關鍵字是醫藥產品，A、C、D都是食品或者主要用於食品，並非完全意義上的藥品。

問題四：工業上好氧發酵而來的產品有哪些？ 隨著微生物工程技術的發展，目前好氧發酵產品遠遠多於厭氧發酵的產品。

如各種氨基酸、多種有機酸、核酸（核苷酸）、維生素、多糖、糖醇、核糖、所有的抗菌素、紫杉醇、基因藥物、各種酶製劑。。。

以後還會越來越多。

問題五：北京利用微生物發酵技術生產藥物的企業有哪些？主要產品包括什麼 距離蘋果園不遠有一個雙鷺藥業。

問題六：化學藥品和生物製品有多少種 化學藥品和生物製品有多少種

1、概念不同

生物製品是指以微生物、寄生蟲、動物毒素、生物組織作為起始材料,採用生物學工藝或分離純化技術製備,並以生物學技術和分析技術控制中間產物和成品質量製成的生物活性製劑,包括菌苗、疫苗、毒素、類毒素、免疫血清、血液製品、免疫球蛋白、抗原、反應原、細胞因子、激素、酶、發酵產品、單株抗體、DNA重組產品、體外免疫診斷製品等.

生化藥品是指動物、植物和微生物等生物體中經分離提取、生物合成、生物-化學合成、DNA重組等生物技術獲得的一類防病、治病的藥物.主要包括：氨基酸、核苷、核苷酸及其衍生物、多肽、酶、輔酶、脂質及多糖類等生化物質.

2、批准文號不同

生物製品批准文號為“國藥準字S”開頭,如乙肝疫苗、人血白蛋白等；生化藥品批准文號一般為“國藥準字H”開頭,如胰島素、18種氨基酸注射液等.

3、生物製品的貯存與保管

生物製品,必須專冊登記 (品名、規格、生產單位、經銷單位、進貨數量、進貨日期、批准文號、生產日期、有效期),在庫貯存應嚴格按《中國生物製品規程》和產品說明書規定的貯存條件(溫度、溼度、避光、密閉等要求)分類存放.貯存期如發現質量可疑現象,應立即複檢或與供應商聯絡,及時退貨、換貨.

4、使用管理 所有生物製品必須憑醫生處方使用,而部分生化藥品為非處方藥不需要醫生處方即可購買使用.生物製品使用時應嚴格掌握適應症,須做過敏試驗的,一定要做過敏反應試驗.並嚴格掌握使用方法、劑量及禁忌症,對含有活菌和活性毒素的生物製品的使用器具及殘留物,要嚴格按規定妥善處理,不得隨意丟棄,對於使用中發現的不良反應要及時上報藥學部.

問題七：生物藥品有哪些 供人使用【生物製品】:血清，疫苗，血液製品，等

生物製品biological procts：應用基因工程、細胞工程、發酵工程等生物學技術製成的免疫製劑或有生物活性的製劑。可用於疾病的預防、診斷治療。

分類 根據生物製品的用途可分為預防用生物製品、治療用生物製品和診斷用生物製品三大類。

1. 預防用生物製品 均用於傳染病的預防。包括疫苗、類毒素和γ -球蛋白三類。

2. 治療用生物製品 包括各種血液製劑、免疫製劑如干擾素。按治療作用機理可分為特異的（如抗毒素和γ-球蛋白）和非特異的（如干擾素和人白蛋白等）。

3. 診斷用生物製品 大都用於檢測相應抗原、抗體或機體免疫狀態，屬於免疫學方法診斷。隨著免疫學技術的發展,診斷用生物製品的種類不斷增多,不僅用於傳染病,也用於其他疾病。主要包括兩類：①診斷血清,包括細菌類、病毒立克次氏體類、抗毒素類、腫瘤類、激素類、血型及 HLA、免疫球蛋白診斷血清、轉鐵蛋白、紅血球溶血素、生化製劑等。②診斷抗原，包括細菌類、病毒立克次氏體類、毒素類、梅毒診斷抗原、鼠疫噬菌體等。此外還有紅血球類、熒光抗體、酶聯免疫的酶標記製劑、放射性核標記的放射免疫製劑、妊娠診斷製劑（激素類）、診斷用單株抗體。

註冊分類

1.未在國內外上市銷售的疫苗。

2.DNA疫苗。

3.已上市銷售疫苗變更新的佐劑，偶合疫苗變更新的載體。

4.由非純化或全細胞（細菌、病毒等）疫苗改為純化或者組份疫苗。

5.採用未經國內批准的菌毒種生產的疫苗（流感疫苗、鉤端螺旋體疫苗等除外）。

6.已在國外上市銷售但未在國內上市銷售的疫苗。

7.採用國內已上市銷售的疫苗製備的結合疫苗或者聯合疫苗。

8.與已上市銷售疫苗保護性抗原譜不同的重組疫苗。

9.更換其他已批准表達體系或者已批准細胞基質生產的疫苗；採用新工藝製備並且實驗室研究資料證明產品安全性和有效性明顯提高的疫苗。

10.改變滅活劑（方法）或者脫毒劑（方法）的疫苗。

11.改變給藥途徑的疫苗。

12.改變國內已上市銷售疫苗的劑型，但不改變給藥途徑的疫苗。

13.改變免疫劑量或者免疫程式的疫苗。

14.擴大使用人群（增加年齡組）的疫苗。

15.已有國家藥品標準的疫苗。

問題八：浙江省利用微生物發酵技術生產生物藥物的企業有哪些 “高活性微生物生酵劑”是一種多功能新增劑新產品，集中了有益微生物群、益生素、酶製劑、發酵劑、除臭劑、動物保健品、促長劑、催眠劑、促食香甜劑、中草藥新增劑的綜合功能，並含有強效催長因子、魔力促食劑和多味中草藥製劑，活力超強，而成本僅有目前市場上同類產品產品的一半以下。該產品在全國各地使用後，得到了較高的讚譽。

由於該劑是由多種微生物組成，應用中各類微生物都各自發揮著重要作用，只要施用恰當，它們就會迅速落戶並與周圍良性力量迅速結合，產生抗氧化物質，清除氧化物質，消除和惡臭，預防和抑制病原菌，形成適於動植物生長的良好環境；同時，它還產生大量易為動植物吸收的有益物質，如氨基酸、有機酸、多醣類、各種維生素、各種生化酶、促生長因子、抗氧化物質、抗生素和抗病毒物質等，提高動植物的免疫功能，促進健康生長。例如：發酵飼料：活力極強，一般發酵劑對發酵時的含水量、溫度、環境等要求嚴格，失敗率高，不能長時間儲存；而“高活性微生物生酵劑”發酵簡單，並且發酵完成的飼料可以長時間地儲存（可達半年以上）動物明顯喜吃採用“高活性微生物生酵劑”轉化的飼料。秸稈飼料轉化：一般秸稈轉化劑只是把秸稈纖維軟化和分解而不能提高秸稈的營養，而“高活性微生物生酵劑”不僅能對秸稈的纖維進行軟化、分解，並對軟化、分解的秸稈馬上進行發酵，使秸稈飼料的營養成份顯著增加，動物不僅更愛吃，且消化吸收率也明顯提高。從而使勞動者減輕勞動、降低成本、提高產量、改善品質，產品提前上市 ，使人們吃(用)上無汙染安全和高質量內含營養豐富且外觀更美的產品，提高全社會的生產水平和生活質量，保護地球環境和人類美好的家園。

問題九：常用的醫藥化工原料有哪些大類 原料藥根據它的來源分為化學合成藥和天然化學藥兩大類。

化學合成藥又可分為無機合成藥和有機合成藥。無機合成藥為無機化合物(極個別為元素)，如用於治療胃及十二指腸潰瘍的氫氧化鋁、三矽酸鎂等；有機合成藥主要是由基本有機化工原料，經一系列有機化學反應而製得的藥物（如阿司匹林、氯黴素、咖啡因等）。

天然化學藥按其來源，也可分為生物化學藥與植物化學藥兩大類。抗生素一般系由微生物發酵製得，屬於生物化學範疇。近年出現的多種半合成抗生素，則是生物合成和化學合成相結合的產品。原料藥中，有機合成藥的品種、產量及產值所佔比例最大，是化學制藥工業的主要支柱。原料藥質量好壞決定製劑質量的好壞，因此其質量標準要求很嚴，世界各國對於其廣泛應用的原料藥都制訂了嚴格的國家藥典標準和質量控制方法。

微生物發酵工程發酵產物的型別主要包括

微生物發酵工程發酵產物的型別主要包括產品是微生物初級代謝產物和產品是微生物次級代謝產物。

微生物初級代謝產物是指微生物通過代謝活動所產生的、自身生長和繁殖所必需的物質，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等。通過初級代謝，能使營養物轉化為結構物質、具生理活性物質或為生長提供能量。

因此初級代謝產物，通常都是機體生存必不可少的物質，只要在這些物質的合成過程的某個環節上發生障礙，輕則引起生長停止，重則導致機體發生突變或死亡，是一種基本代謝型別。

微生物次級代謝產物是指生物生長到一定階段後通過次級代謝合成的分子結構十分複雜、對該生物無明顯生理功能，或並非是該生物生長和繁殖所必需的小分子物質，如抗生素、毒素、激素、色素等。

微生物發酵簡介：

微生物發酵是一個複雜的過程，若想達到預期目標，就需要選擇適宜的發酵方式。根據不同的標準，人們通常對微生物發酵的型別進行如下劃分：根據在發酵過程中微生物對O2的需求不同，分為好氧發酵和厭氧發酵。

根據培養基的物理性質不同，分為固體發酵、半固體發酵和液體發酵；根據發酵過程在培養基的發生位置不同，分為表面發酵和深層發酵；根據發酵工藝流程是否連續進行，分為分批發酵和連續發酵。

根據菌種是否被固定在載體上，分為遊離發酵和固定化發酵；根據菌種是否單一，分為單一純種發酵和混合發酵。

高中必修教材中提到的“發酵”指的是微生物的無氧呼吸，這是狹義的發酵概念。在發酵工程中，“發酵”的含義更廣，既包括好氧發酵，又包括厭氧發酵。好氧發酵，又稱好氣發酵或需氧發酵。在好氧發酵過程中，需要不斷地為微生物提供空氣或O2。

下列我們日常生產生活所需的產品中，不屬於發酵工程產品的是（　　）。

【答案】：A,D

維生素B2又叫核黃素，自然存在於胡蘿蔔、奶類、動物肝臟等食物中，不是發酵產品。

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，為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。故本題答案選AD。

目前發酵工程技術中所用的基因工程菌可以用來生產哪些產品,生產效率如何?存

目前發酵工程技術中所用的基因工程菌可以用來生產工程菌產品，生產效率很高。

微生物的細胞膜對於細胞內外物質的運輸具有高度選擇性。採取生理學或遺傳學方法，可以改變細胞膜的透性，使細胞內的代謝產物迅速滲漏到細胞外，這種解除末端產物反饋抑制作用的菌株，可以提高發酵產物的產量。

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，為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，乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。

生活中有哪些常見的發酵工業產品？

發酵工業的產品在日常生活中隨處可見，酒、酸奶、醬油、醋、味精，以及抗生素藥、激素、疫苗等，都是利用微生物發酵製成的產品。

人類在史前時期已經能夠利用各種不同的微生物了。公元前2000多年，埃及人已釀造出了葡萄酒，中國古代勞動人民，早在4000多年前就從實踐中發現了發酵現象。中國用穀物釀酒大概開始於新石器時代。山東龍山文化晚期已有陶尊等飲酒器具。古載：“儀狄作酒，禹飲而甘之”。春秋戰國時已開始釀醋，周朝時（公元前1000年）醬油業就已很發達。

中國的白酒有一種麴酒，是用酒麴造酒，實際上是糖化和酒化統一的過程，這是一項重大的發明。曲是培養酵母和黴菌等微生物的穀物。曲的發明和制曲技術的不斷改進，是中國製酒工業上的一項偉大成就，曲在醫學和發酵食品方面也有十分重要的作用。

下列我們日常生產生活所需的產品中，不屬於發酵工程產品的是（　　）。

【答案】：D

【答案】D。解析：維生素B2又叫核黃素，自然存在於胡蘿b、奶類、動物肝臟等食物中，不是發酵產品。故選D。

下列我們日常生產生活所需的產品中，不屬於發酵工程產品的是( )。

【答案】：D

D項，維生素B，又稱核黃素，自然存在於胡蘿蔔、奶類、動物肝臟等食物中的營養元素，非發酵產品。

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型別

● 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型別

● 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，抗生素的發酵生產為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，白血球介素，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，某些已開發國家，發酵工業佔國民生產總值的5%。

生物轉化的反應型別● 生物轉化的實質是酶促反應，常用的反應型別如下：

● 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 醯胺和內醯胺的水解 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 醯基化反應

● 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。

● 根據發酵方式分為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 以獲得微生物菌為目的的發酵

● 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 以獲得酶製劑為目的的發酵

● 用於食品工業的澱粉酶，糖化酶，用於臨床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為目的的發酵

● 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，高效的新物質為目的發酵

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

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，亦稱為絲狀真菌。大多為好氧微生物。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，蔗糖轉化等效能。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，以石油為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 為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為特定的天然化合物；把資源豐富，活性較低的次生代謝生物轉化為人類需要的稀有，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 為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，為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 用藥材和麵粉混合發酵：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型別

●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

主要成分為二苯乙烯苷類和蒽醌類化合物，後者被認為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，把大黃素轉化為大黃素-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

● 紅花作為一味活血通絡，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，但雷公藤因為腎毒性大，

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● 蟾酥主要成分為蟾毒精（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個為新化合物。

● 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-偽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。偽麻黃鹼為擬交感神經藥，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。臨床上含麻黃鹼與偽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-苯基乙醯甲醇，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-偽麻黃鹼的菌株。

延胡索素的生化轉化

● 延胡索素為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)轉化為左旋紫堇達明（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，因此隨著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 通過新增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，或者加入某些酶的啟用劑來提高酶的效率。

● 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，可分為三類 :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，預防老年痴呆；強化心肌細胞保護和心臟功能；抗疲勞作用；對面板衰老也有一定作用。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，分別利用菌種為米麴黴39和黑麴黴UV-48酶水解法及液體發酵轉化法進行轉化，將甘草皁苷轉化為甘草皁苷元。

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，分為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，以酪醇和葡萄糖為底物，採用分離的菌株發酵獲得的粗酶液為轉化酶，最終合成紅景天苷。

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高三生物微生物發酵及其應用知識點

發酵工程的概念和內容

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，為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。

(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為“發酵工藝”。為實現工業化生產，就必須解決實現這些工藝(發酵工藝)的工業生產環境、裝置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為菌種、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，一般分別把它們稱為發酵工程的上游、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。

(6)發酵工程有三個發展階段。

現代意義上的發酵工程是一個由多學科交叉、融合而形成的技術性和應用性較強的開放性的學科。發酵工程經歷了“農產手工加工——近代發酵工程——現代發酵工程”三個發展階段。

發酵工程發源於家庭或作坊式的發酵製作(農產手工加工)，後來借鑑於化學工程實現了工業化生產(近代發酵工程)，最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業發酵生產(現代發酵工程)，跨入生物工程的行列。

原始的手工作坊式的發酵製作憑藉祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品，體力勞動繁重，生產規模受到，難以實現工業化的生產。於是，發酵界的前人首先求教於化學和化學工程，向農業化學和化學工程學習，對發酵生產工藝進行了規範，用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運，以機器生產代替了手工操 作，把作坊式的發酵生產成功地推上了工業化生產的水平。發酵生產與化學和化學工程的結合促成了發酵生產的第一次飛躍。

通過發酵工業化生產的幾十年實踐，人們逐步認識到發酵工業過程是一個隨著時間變化的(時變的)、非線性的、多變數輸入和輸出的動態的生物學過程，按照化學工程的模式來處理髮酵工業生產(特別是大規模生產)的問題，往往難以收到預期的效果。從化學工程的角度來看，發酵罐也就是生產原料發酵的反應器，發酵 罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑，按化學工程的正統思維，微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。於是，追溯到作坊式的發酵生產技術的生物學核心(微生物)，返璞歸真而對 發酵工程的屬性有了新的認識。發酵工程的生物學屬性的認定，使發酵工程的發展有了明確的方向，發酵工程進入了生物工程的範疇。

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，為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，乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨著 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為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作為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、生產醋酸和發酵麵包發展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為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體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、醋酸和麵包，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。這裡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線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，或得到更多的代謝產物; 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，最後從中試資料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、高壓剪下、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*的檢查監督。

發酵工程的發展簡史

20世紀20年代的酒精、甘油和丙酮等發酵工程，屬於厭氧發酵。從那時起，發酵工程又經歷了幾次重大的轉折，在不斷地發展和完善。

20世紀40年代初，隨著青黴素的發現，抗生素髮酵工業逐漸興起。由於青黴素產生菌是需氧型的，微生物學家就在厭氧發酵技術的基礎上，成功地引進了通氣攪拌和一整套無菌技術，建立了深層通氣發酵技術。它大大促進了發酵工業的發展，使有機酸、微生素、激素等都可以用發酵法大規模生產。

1957年，日本用微生物生產穀氨酸成功，如今20種氨基酸都可以用發酵法生產。氨基酸發酵工業的發展，是建立在代謝控制發酵新技術的基礎上的。科學 家在深入研究微生物代謝途徑的基礎上，通過對微生物進行人工誘變，先得到適合於生產某種產品的突變型別，再在人工控制的條件下培養，就大量產生人們所需要的物質。目前，代謝控制發酵技術已經與核苷酸、有機酸和部分抗生素等的生產中。

20世紀70年代以後，基因工程、細胞工程等生物工程技術的開發，使發酵工程進入了定向育種的新階段，新產品層出不窮。

20世紀80年代以來，隨著學科之間的不斷交叉和滲透，微生物學家開始用數學、動力學、化工工程原理、計算機技術對發酵過程進行綜合研究，使得對發酵過程的控制更為合理。在一些國家，已經能夠自動記錄和自動控制發酵過程的全部引數，明顯提高了生產效率。

生物科學技術產品有哪些？

現代生物技術常用技術一般包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程。

基因工程（genetic engineering）又稱基因拼接技術和DNA重組技術，是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的現代方法為手段，將不同來源的基因按預先設計的藍圖，在體外構建雜種DNA分子，然後匯入活細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。

通過細胞工程可以生產有用的生物產品或培養有價值的植株，並可以產生新的物種或品系。

酶工程（英語：Enzyme engineering）又稱蛋白質工程學，是指工業上有目的的設定一定的反應器和反應條件，利用酶的催化功能，在一定條件下催化化學反應，生產人類需要的產品或服務於其它目的的一門應用技術。

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。

蛋白質工程就是通過對蛋白質化學、蛋白質晶體學和蛋白質動力學的研究，獲得有關蛋白質理化特性和分子特性的資訊，在此基礎上對編碼蛋白質的基因進行有目的的設計和改造，通過基因工程技術獲得可以表達蛋白質的轉基因生物系統，這個生物系統可以是轉基因微生物、轉基因植物、轉基因動物，甚至可以是細胞系統。