有机酸发酵工业中的发酵原料和发酵工艺
发酵的工艺
发酵的工艺发酵是一种生物化学反应过程，通过微生物的作用使有机物质转化为具有特定功能的产物。
在工业生产中，发酵工艺广泛应用于食品、饲料、酒精、酶和抗生素等领域。
下面将详细介绍发酵的过程、影响因素以及在工业中的应用。
发酵过程一般包括以下几个步骤：接种、发酵、分离和提纯。
首先，在发酵过程中要选择合适的微生物菌种进行接种。
常用的微生物有酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
不同的微生物菌种会对产物的特性和品质产生影响。
然后，在接种后，菌种会利用基质中的有机物质进行生长和繁殖，释放出新的代谢产物。
这个过程中，微生物会通过代谢产物来满足其生命活动的需求。
接下来，通过控制环境中的温度、pH值、氧气供应等因素来促进微生物的生长和代谢活动。
最后，发酵液经过分离和提纯等步骤，得到想要的最终产品。
发酵过程中许多因素会影响发酵产物的质量和产量。
首先，选择适合的微生物菌种非常重要。
需要根据所需产品的特性和用途选择合适的菌种。
其次，温度是影响发酵过程的重要因素之一。
不同的微生物对温度有不同的适应范围。
在发酵过程中，要选择适当的温度来促进微生物的生长和代谢活动。
此外，pH值也是一个重要的控制因素。
微生物对不同的pH值也有一定的适应范围。
要根据微生物菌种的特性选择合适的pH值来控制发酵过程。
氧气供应也是发酵过程中需要注意的因素。
一些微生物需要氧气来进行代谢活动，而其他一些微生物则需要无氧条件下进行发酵。
因此，控制氧气供应对于促进发酵过程非常重要。
发酵工艺在工业生产中有着广泛的应用。
其中，食品工业是应用发酵工艺最为广泛的领域之一。
例如，面包、酸奶、啤酒、豆酱等食品都是通过发酵工艺制造的。
发酵能够改变食品的口感、风味和营养价值，增加产品的附加值。
此外，发酵工艺还应用于饲料加工、酒精生产和制药工业。
在饲料加工中，通过发酵可以提高动物饲料的营养价值和消化率。
在酒精工业中，发酵是生产酒精的主要方法，通过控制发酵条件可以生产出不同种类和品质的酒精产品。
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺一、介绍有机酸是一类具有重要应用价值的化学品，广泛用于食品、医药、化妆品等领域。
有机酸发酵是利用微生物在合适条件下将底物转化为有机酸的过程。
本文将就有机酸发酵工艺进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、有机酸发酵的微生物在有机酸发酵中，微生物起着关键的作用。
常见用于有机酸发酵的微生物有以下几类：1. 乳酸菌乳酸菌是广泛应用于乳制品工业中的微生物，在乳酸发酵中能将糖类转化为乳酸。
乳酸发酵工艺中常用的乳酸菌有乳酸杆菌、乳酸链球菌等。
2. 醋酸菌醋酸菌能将醇类、醛类和糖类等底物进行醋酸发酵。
其主要产物是醋酸，因此常用于醋的生产过程中。
3. 丙酸菌丙酸菌能将底物转化为丙酸，常用于丙酸的生产过程中。
丙酸菌有一定的耐受性和适应能力，能在不同环境条件下进行发酵。
三、有机酸发酵的工艺有机酸发酵的工艺包括底物选择、菌种选用、发酵条件等多个方面。
1. 底物选择底物选择是有机酸发酵中的关键步骤。
不同微生物对底物的需求和适应能力不同，因此在选择底物时需要考虑微生物的特性和产酸能力。
常用的底物有糖类、醇类、脂肪类等。
2. 菌种选用菌种的选用直接影响到有机酸发酵的效果。
在选用菌种时，需要考虑菌种的产酸能力、发酵稳定性、产酸速度等因素。
同时，菌种的保存和培养也是发酵过程中的重要环节。
3. 发酵条件发酵条件包括温度、pH值、氧气供应以及营养物质等。
合理调控发酵条件可以提高产酸效果和产酸速度。
不同的有机酸发酵过程对发酵条件的要求有所差异，需要根据具体情况进行调整。
4. 发酵过程监控发酵过程的监控是保证有机酸发酵稳定进行的重要环节。
通过监测有机酸产量、底物消耗、pH值变化等指标，可以及时调整发酵条件，保证发酵效果。
四、有机酸的应用有机酸在食品、医药、化妆品等领域有广泛的应用。
1. 食品工业有机酸常用于食品的酸化处理和防腐。
例如，乳酸广泛应用于酸奶、酸黄瓜等食品的制作中；柠檬酸常用于饮料和果汁中，起着增酸的作用。
2. 医药工业有机酸在医药领域有重要的应用价值。
有机酸发酵工艺学
有机酸发酵工艺学有机酸发酵工艺学是研究有机酸生产过程中的发酵工艺及其相关技术的学科。
本文旨在探讨有机酸发酵工艺学的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、有机酸发酵工艺学的基本原理有机酸发酵工艺学是以微生物发酵为基础，通过控制发酵条件和优化发酵过程来生产有机酸的一门学科。
有机酸是一类重要的化学品，广泛应用于食品、医药、农业等领域。
有机酸的生产过程中，微生物起着至关重要的作用，通过利用微生物对底物的代谢，将底物转化为目标有机酸。
有机酸发酵工艺学在食品工业、制药工业、农业等领域有着广泛的应用。
在食品工业中，有机酸可用作食品的防腐剂、酸味剂等；在制药工业中，有机酸可用作药物的原料或中间体；在农业领域，有机酸可用于土壤改良、养分释放等。
三、有机酸发酵工艺学的发展方向随着生物技术的不断发展，有机酸发酵工艺学也在不断进步。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 提高产酸菌株的筛选和改造技术：通过对产酸菌株的筛选和改造，提高其产酸能力和抗逆性，从而提高有机酸的产量和质量。
2. 优化发酵条件：通过调控发酵条件，包括温度、pH值、底物浓度等，以提高发酵效率和产酸速率。
3. 开发新的底物资源：利用农业废弃物、工业副产物等作为底物资源，降低有机酸生产成本，减少环境污染。
4. 发展联合发酵技术：通过不同菌株的联合发酵，提高有机酸的产量和种类，实现多种有机酸的同时生产。
5. 提高发酵过程的自动化和智能化程度：利用自动化和智能化技术，实现发酵过程的实时监测和控制，提高生产效率和品质稳定性。
四、结语有机酸发酵工艺学是一门重要的学科，对于有机酸的生产和应用具有重要意义。
通过不断研究和创新，可以提高有机酸的产量和质量，满足不同领域的需求。
希望本文能够为读者对有机酸发酵工艺学的了解提供一些帮助。
生化工艺 第七章 典型产品生产工艺 第二节有机酸的生产工艺
第七章
典型产品生产工艺
第一节 抗生素生产工艺 第二节 有机酸生产工艺 第三节 氨基酸生产工艺 第四节 啤酒生产工艺 第五节 其他产品的生产工艺 第六节 发酵过程经济评价
第二节 有机酸的生产工艺
有机酸发酵工业是生物工程领域中的一个重要且较 为成熟的分支,在世界经济发展中,占有一定的地位。有 机酸在传统发酵食品中早已得到广泛应用,以微生物发酵 法生产且达到工业生产规模的产品已有十几种。
（2）柠檬酸的提取 从柠檬酸发酵液制备结晶柠檬酸一般 包括三个步骤：
①去除菌丝和其它固形物得到滤液； ②用各种物理和化学方法处理滤液，得到初步纯化的柠 檬酸溶液； ③初步纯化的柠檬酸溶液经精制后浓缩得到结晶柠檬酸。
第二节 有机酸的生产工艺
柠檬酸的提取方法有五种：钙盐法、溶剂萃取法、 电渗析法、液膜法和逆向渗透法。
表7-1 一些常用发酵法生产的有机酸的来源和用途
有机酸名称 柠檬酸 乳酸
来源
黑曲霉、酵母等 德氏乳杆菌、赖氏乳杆菌、米根菌等
用途
食品工业和化学工业的酸味剂、 增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除 腥脱臭剂、鳌合剂、纤维媒染剂、 助染剂等 食品工业的酸味剂、防腐剂、还 原剂、制革辅料等
醋酸 葡萄糖酸
衣糠酸 苹果酸
用微生物发酵法生产有机酸,以代替从水果和蔬菜等 植物中提取有机酸,是近年来由于社会及市场的需要而开 发出的方法。由于食品、医药、化学合成等工业的发展， 有机酸需求骤增，发酵法生产有机酸逐渐发展成为近代 重要的工业领域。
第二节 有机酸的生产工艺
一、有机酸的来源与用途
柠檬酸、乳酸、醋酸、葡萄糖酸、衣糠酸和苹果酸等有 机酸是重要的工业原料，在食品工业、化学工业等领域有重 要的作用。在现代有机酸的生产过程中，发酵法生产有机酸 占有重要的地位，表7-1是一些常用发酵法生产的有机酸的 来源和用途。
工业发酵主要类型及主要控制参数
工业发酵主要类型及主要控制参数工业发酵是利用微生物在适宜条件下生长和代谢产物的过程。
它是一种常见的生物技术方法，广泛应用于食品、药品、饲料和化妆品等行业。
工业发酵可以分为多种类型，每种类型都有其特定的控制参数。
1.醇类发酵：醇类发酵是指利用微生物将可溶性糖转化为醇类化合物的过程。
常见的醇类发酵包括乙醇发酵和丙酮发酵。
乙醇发酵主要利用酵母菌将葡萄糖转化为乙醇，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
丙酮发酵主要利用丙酮菌将二糖转化为丙酮，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
2.酸类发酵：酸类发酵是指利用微生物将可溶性糖转化为有机酸的过程。
常见的酸类发酵包括乳酸发酵、醋酸发酵和柠檬酸发酵。
乳酸发酵主要利用乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
醋酸发酵主要利用醋酸菌将酒精转化为醋酸，主要控制参数包括温度、氧供给和培养基成分。
柠檬酸发酵主要利用柠檬酸菌将糖转化为柠檬酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
3.氨基酸发酵：氨基酸发酵是指利用微生物将有机物质转化为氨基酸的过程。
常见的氨基酸发酵包括谷氨酸发酵、赖氨酸发酵和组氨酸发酵。
谷氨酸发酵主要利用谷氨酸菌将有机物质转化为谷氨酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
赖氨酸发酵主要利用赖氨酸菌将有机物质转化为赖氨酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
组氨酸发酵主要利用组氨酸菌将有机物质转化为组氨酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
4.抗生素发酵：抗生素发酵是指利用微生物产生抗生素的过程。
常见的抗生素发酵包括青霉素发酵、链霉素发酵和红霉素发酵。
青霉素发酵主要利用青霉菌将有机物质转化为青霉素，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
链霉素发酵主要利用链霉菌将有机物质转化为链霉素，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
红霉素发酵主要利用红霉菌将有机物质转化为红霉素，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
发酵工艺基本原理课件
发酵过程的控制
温度控制
温度是影响微生物生长和代谢的重要 因素，通过调节温度可以控制发酵过 程。
pH控制
pH对微生物的生长和产物合成有重 要影响，通过添加酸或碱来调节pH 。
溶氧控制
某些微生物在发酵过程中需要充足的 溶氧，通过控制通气速率和搅拌速率 来满足。
泡沫控制
通过添加消泡剂或调节搅拌速率来控 制发酵过程中的泡沫。
03
02
医药工业
用于生产抗生素、维生素等药品。
环境治理
用于处理废水、废气等污染物，实 现环保和资源化利用。
04
02
发酵微生物
发酵微生物的种类
01
02
03
细菌
如乳酸菌、醋酸菌等，是 发酵工业中应用最早、最 广泛的微生物。
霉菌
如曲霉、根霉等，能够产 生丰富赤酵母等 ，主要用于酒精发酵和面 包制作。
发酵产物的提取和精制
提取
根据发酵产物的性质和溶解度，采用 不同的提取方法，如溶剂萃取、沉淀 法、吸附法等。
精制
通过物理或化学的方法，去除杂质， 提高发酵产物的纯度和质量。常见的 精制方法有结晶、离子交换、色谱分 离等。
发酵产物的应用
食品工业
如酒精饮料、面包、酸奶 等食品的制造。
农业
如植物生长调节剂、生物 农药等的生产。
厌氧发酵罐
专为厌氧发酵设计，具有严格密封和搅拌装 置，以维持厌氧环境。
发酵设备的选择
根据发酵工艺要求
不同的发酵工艺需要不同类型的设备，选择 时应考虑工艺的特殊要求。
设备材质与耐腐蚀性
选择耐腐蚀、耐高温、耐压的材质，以确保 设备的长期稳定运行。
设备容量与生产规模相适应
确保设备容量与生产规模相匹配，避免浪费 或不足。
发酵工艺流程
发酵工艺流程
《发酵工艺流程》
发酵工艺是一种利用微生物或酶来改变物质的化学组成的过程。
在食品工业和生物工业中，发酵工艺被广泛应用于生产酵素、抗生素、酒精、醋、酱油、酸奶和面包等产品。
发酵工艺的流程可以分为以下几个步骤：
1. 选择合适的发酵微生物或酶。
根据所需要生产的产品和工艺要求，选择合适的微生物或酶，如酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
2. 准备培养基。
根据选用的微生物或酶的需要，准备含有适当营养成分的培养基，如碳源（葡萄糖、麦芽糖等）、氮源（酵母提取物、氨基酸等）、矿物盐、维生素等。
3. 发酵过程。
将培养基与选用的微生物或酶发酵剂接种在发酵罐中，控制温度、搅拌速度、pH值等参数，进行发酵过程。
4. 分离和提取产物。
发酵完成后，通过离心、过滤、离子交换、膜分离等技术，将目标产物从发酵液中分离提取出来。
5. 处理和精制。
对提取出的目标产物进行进一步处理和精制，如加热杀菌、结晶、洗涤、浓缩等，以得到最终的产品。
发酵工艺流程的设计和控制是一项复杂的工程，需要考虑多种
因素，如微生物的生长特性、酶的活性和选择性、培养基的调配、发酵条件的控制等。
同时，为了保证产品的质量和安全，对发酵过程中的微生物和酶的分离和提取也需要进行严格的控制和监测。
总的来说，发酵工艺是一种重要的生物技术，通过对微生物和酶的合理利用，可以实现废物资源的再利用，生产出多种有用的化学产品，对于食品工业和生物工业的发展起着至关重要的作用。
发酵工艺生产的原料
发酵工艺生产的原料
发酵工艺生产的原料主要包括以下几类：
1. 有机物：包括糖类（葡萄糖、果糖、麦芽糖等）、蛋白质和氨基酸、脂类、植物提取物等。
这些有机物可以为微生物提供能量和营养物质，帮助其生长和代谢。
2. 矿质元素：包括钾、镁、钙、磷等微量元素，微生物在发酵过程中需要这些元素来维持正常生长和代谢。
3. 辅助物质：包括酶、酸、碱、酵母等，用于调节发酵过程中的各种条件，例如酶可以增强反应速率，酸碱可以调节pH值等。
此外，一些特定的发酵工艺还需要特殊原料，如酿酒工艺需要葡萄或其他水果，制酱工艺需要大豆或其他植物原料等。
不同的发酵工艺需要不同的原料组合，以满足微生物的需求和产品的质量要求。
发酵的一般生产过程
发酵的一般生产过程一、发酵的基本原理发酵是一种生物化学过程，主要依靠微生物（如细菌、酵母菌和霉菌）对有机物质进行代谢作用。
在发酵过程中，微生物会分解底物，产生有机酸、醇、气体或其他有用的化合物。
这些化合物可以应用于食品加工、药物生产以及工业生产等领域。
二、发酵的步骤发酵的一般生产过程包括以下几个步骤：1. 选择合适的微生物菌种：根据发酵产品的要求，选择适合的微生物菌种。
常用的微生物包括酵母菌、乳酸菌和醋酸菌等。
2. 培养菌种：通过预培养的方式，将所选菌种培养至合适的数量和活力。
培养过程中需要控制好培养基的pH值、温度和氧气供应等条件，以促进菌种的生长。
3. 发酵反应：将培养好的菌种转移到发酵罐中，并加入适量的底物（如葡萄糖、淀粉或蛋白质等）。
在一定的温度、pH值和氧气供应条件下，微生物菌种开始对底物进行代谢反应。
4. 控制发酵条件：发酵过程中需要控制好温度、pH值、氧气供应和搅拌等条件，以保证微生物菌种的生长和代谢活性。
同时，还需要监测和调节发酵过程中产物的积累和底物的消耗情况。
5. 终止反应和分离产物：当发酵反应达到预期的程度后，可以通过改变发酵条件或加入适当的抑制剂来终止反应。
然后，通过离心、过滤或其他分离技术将产物与微生物菌体分离。
三、发酵的应用发酵在食品、饮料、药品和化工等领域有着广泛的应用。
1. 食品工业：发酵被广泛应用于食品加工中，如酸奶、面包、啤酒、葡萄酒等的制作。
通过发酵，可以改善食品的口感、品质和保质期。
2. 饮料工业：发酵是酿造酒类和饮料的重要过程。
通过选择合适的微生物菌种和控制好发酵条件，可以生产出丰富口感和独特风味的酒类和饮料。
3. 药品工业：很多药品的生产需要通过发酵来获得活性成分，如抗生素、酶制剂和抗癌药物等。
发酵生产可以提高产品的纯度和产量，并减少生产成本。
4. 化工工业：发酵在化工工业中也有一定的应用，如生产有机酸（如乙酸、柠檬酸等）、生物柴油和生物塑料等。
通过发酵，可以利用可再生资源生产出环保和可持续发展的化学品。
有机酸发酵生产课件
有机酸发酵的应用领域
总结词
有机酸发酵在食品、医药、化工等领域有广泛应用，可用于生产食品添加剂、药品、生 物塑料等产品。
详细描述
在食品领域，有机酸发酵被广泛应用于生产食醋、酸奶、泡菜等食品，以及各种食品添 加剂，如柠檬酸、酒石酸等。在医药领域，有机酸发酵可用于生产抗生素、维生素和药 物中间体等。在化工领域，有机酸发酵可用于生产生物塑料、表面活性剂和化学品的生
补料控制
根据菌株生长和代谢情况，适 时补加营养成分，促进菌体生
长和有机酸产量的提高。
有机酸的提取与精制
提取方法
根据有机酸的性质选择合适的提取方法，如溶剂萃取、离子交换、吸附等。
精制过程
通过结晶、重结晶、蒸馏等方法对提取得到的有机酸进行精制，提高产品质量 和纯度。
03
有机酸发酵的原理与机 制
有机酸发酵的微生物学原理
02
有机酸发酵生产过程
菌种选育与种子扩大培养
菌种选育
选择具有高有机酸发酵能力的菌 株，通过实验室内遗传改良和筛 选，提高菌株的产酸性能和耐受 性。
种子扩大培养
将选育得到的菌株在种子培养基 中进行扩大培养，获得足够的菌 体量，为后续发酵提供充足的菌 种。
发酵培养基的配置与灭菌
培养基成分
根据有机酸发酵所需的营养物质，确 定培养基配方，包括碳源、氮源、无 机盐等。
发酵液经过提取、浓缩、结晶等工艺，得到纯度较高的苹果酸产品。
富马酸的发酵生产
富马酸发酵生产原理
富马酸发酵是利用某些细菌或真菌将丁二酸 或琥珀酸等物质转化成富马酸的过程。
发酵工艺
采用液态发酵工艺，控制温度、pH值、溶 氧等参数，获得高浓度的富马酸。
原料与菌种
主要原料为丁二酸、琥珀酸等，菌种为大肠 杆菌、假单胞菌等。
发酵工程的原理和实践
发酵工程的原理和实践发酵工程是一门应用学科，主要研究如何利用微生物、酶和其他生物体来生产有用的物质或改善原有物质的品质。
发酵工程的应用范围广泛，包括食品、医药、生物材料等多个领域。
本文将从原理和实践两个方面介绍发酵工程的基本知识。
一、发酵工程的原理发酵工程的主要原理是利用微生物、酶等生物体在特定的条件下进行代谢作用，从而生产出有用的物质。
微生物和酶通常是一种或多种生物催化剂，能够在特定的温度、PH值、氧气含量、营养物质等条件下发挥作用。
微生物的种类非常丰富，主要包括细菌、真菌、酵母等。
其中，酵母是发酵工程中最常用的微生物之一，因为它们的代谢能力强，且具有较高的生长速度和生理适应性。
酵母在发酵过程中能够产生一些有机酸、酯类、醇类等化合物，这些化合物在食品工业、医药工业等多个领域有重要的应用价值。
实际上，发酵是一种复杂的生化反应过程，其中包括氧化还原、聚合、水解、脱羧、酯化等多种化学反应，这些反应都是由微生物和酶催化完成的。
在发酵工程中，合理选择催化剂和控制反应条件，对于提高反应速率和产物质量有着重要的意义。
二、发酵工程的实践发酵工程的实践通常包括3个方面：选材、培养和操作。
选材方面，需要选择适合发酵的微生物或酶，同时考虑生产成本和目标产物的品质等因素。
不同的产物通常需要不同的菌株或酶种，因此选材环节是发酵工程中非常重要的一环。
培养方面，需要确定微生物的合适培养基和培养条件，使其能够有效生长和产生目标产物。
培养基的选择和制备需要考虑到营养成分的供给、pH值的调节、氧气传递量的控制等因素。
培养条件中的温度、湿度、搅拌速度等参数也需要合理控制。
操作方面，需要根据产物性质和工艺流程的要求，进行发酵反应的控制和后续步骤的操作。
反应过程中需要实时监测pH值、溶氧量、温度等参数，并进行合理调节。
后续步骤包括分离、纯化、贮存等环节，其中纯化环节尤其关键，它直接影响到产物的质量和成本。
总体来说，发酵工程是一门综合性强、实践从容的应用学科。
有机酸工艺学-乳酸发酵工艺2
3.4.3乳酸精制工艺 3.4.3.1 乳酸精制工艺流程
3.4.3.2乳酸精制生产技术 （1）活性脱色
活性炭脱色是最常使用的乳酸净化除杂方法。粗乳酸的活性炭 脱色可在两种情况下进行。 ①在酸解过程中未除去石膏渣的溶液中，添加约2%的活性炭， 在硫酸钙结晶温度下，与结晶同时进行脱色1小时，活性炭随石 膏渣一起滤去。酸解同时脱色 ②在除去石膏渣的乳酸溶液中，视颜色的深浅，添加一定量的活 性炭，维持温度70～80℃、30min，进行脱色。
脂，进行阳离子交换。 pH 3.0以上的乳酸液供酸解工序做洗水， pH3.0以下开始收集。 每隔2 h检测一次铁的含量，严格控制铁离子的浓度小于3 mg/L。
当流出料液铁离子含量达3mg/L时，转入另一再生好的阳离子交 换柱，继续进行交换。 2)．阴离子交换树脂(331)交换 将去除阳离子的乳酸溶液以一定的流速通过树脂。 pH3以上的淡乳酸回收入淡乳酸贮槽，以作洗水之用。pH3.0开 始接收， 每隔2h检测一次氯化物，严格控制氯化物含量在5mg/L以下。树 脂吸饱后将料液放至树脂层，注入蒸馏水将乳酸压出至pH3.0， 回收淡乳酸。 3)．碳柱、331阴离子交换树脂、732阳离子交换树脂经多次反复使 用后，会吸附部分有机物和有害离子，使交换当量明显下降，应及 时进行活化，再生后方可使用。
（2）一次浓缩及脱色
将酸转入一次浓缩罐内，打开蒸汽阀加 热浓缩，
真空度不低于0.08MPa， 温度不得高于80℃。 料液浓度达45%～50%时，趁热放入脱
色罐中脱色。 视色度情况加入0.5%～1.0%的活性炭，
启动搅拌，脱色30分钟。 检查色度合格后进行过滤。
（3）碳柱脱色与离子交换
培添养加基。中的CaCO3是中和剂，可以分批
培养基无需灭菌，直接接入上述培养好 的种子液，培养物接种量为10%,
(完整版)发酵原理及工艺
18
皮肤、毛发中的细菌
肠粘膜上分布的细菌
时时刻刻与微生物“共舞”
？ ？ 6.是 祸 是 福
微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！
少数微生物是人类的敌人，可以导致病害、霉变等
鼠
艾
滋
疫
病
埃博拉病毒 防止或消除有害微生物
• 微生物是人类的朋友 充分利用有益的微生物资源
➢ 微生物是自然界物质循环的关键环节：固氮、分解； ➢ 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证
细菌的一般培养条件 一般细菌可在有氧条件下，37℃、最适pH6.5～7.5，放18～ 24小时生长。厌氧菌则需在无氧环境中放2～3天后生长。个 别细菌如结核菌要培养1个月之久。
放线菌的一般培养条件 放线菌中除致病类型外，一般为需氧菌，生长的最适温度为 28-30℃，最适PH为7.5-8.0，培养时间一般2-3天或更长。
实际生产中，对环境、设备、管线、物料、人员等均有控菌要求 千方百计避免杂菌污染
无菌操作案例
1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生 物污染外，还有什么目的？
答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果
需要，请选择合适的方法。 （1） 培养细菌用的培养基与培养皿 （2） 玻棒、试管、烧瓶和吸管 （3） 实验操作者的双手 答：（1）、（2）需要灭菌；（3）需要消毒。
真核微生物（真菌、原生动物、藻类）
2.菌落：由一个细菌局限于一处生长繁殖后形成的具有一定形 态特征的子细菌群落
细菌菌落在固定培养基的培养特征一般从以下方面描述
（1）大小 （2）边缘形状
（3）隆起度
（4）表面状态 （5）表面光泽
（6）表面质地
发酵技术的概念
发酵技术的概念发酵技术的概念发酵技术是指利用微生物（如细菌、酵母、真菌等）在适宜条件下，通过代谢过程将有机物质转化为其他化合物的一种生物技术。
发酵技术广泛应用于食品、医药、化工等领域，是现代工业生产中不可或缺的一部分。
一、发酵技术的基本原理1.微生物代谢过程微生物在代谢过程中，通过分解和转化有机物质，产生能量和新的化合物。
这些化合物可以是有用的，如乳酸和醋酸等，也可以是有害的，如二氧化碳和甲烷等。
2.微生物的选择在发酵过程中，选择适宜的微生物对于产品质量和产量都非常重要。
常用的微生物包括细菌、酵母、真菌等。
3.适宜条件适宜条件包括温度、pH值、氧气含量、营养成分等因素。
这些条件对于微生物代谢过程具有重要影响。
二、发酵技术在食品工业中的应用1.酸奶制作酸奶是利用乳酸菌在适宜条件下对牛奶中的乳糖进行发酵而制成的。
通过发酵，牛奶中的乳糖被分解成乳酸，从而使得牛奶变成了呈现酸味的状态。
2.面包制作面包是利用面粉、水和酵母等原料，在适宜条件下进行发酵而制成的。
在发酵过程中，酵母会分解面粉中的淀粉质，产生二氧化碳气体，从而使得面团膨胀。
3.啤酒制作啤酒是利用大麦芽、啤酒花和水等原料，在适宜条件下进行发酵而制成的。
在发酵过程中，啤酒花中含有苦味物质和香味物质，在微生物代谢过程中产生了多种有机化合物，从而形成了啤酒特有的风味。
三、发酵技术在医药工业中的应用1.抗生素制备抗生素是一类能够杀死或抑制细菌生长的药物，是利用微生物代谢过程中产生的抗生素进行制备。
常用的微生物包括链霉菌、放线菌等。
2.酶制剂制备酶是一类能够在特定条件下催化化学反应的蛋白质。
在医药工业中，常用酶制剂包括蛋白酶、淀粉酶等，这些酶都是通过微生物发酵过程中产生的。
四、发酵技术在化工工业中的应用1.乙醇制备乙醇是一种重要的有机化合物，在化工工业中广泛应用于溶剂、燃料等领域。
乙醇可以通过利用大肠杆菌等微生物进行发酵而得到。
2.有机酸制备有机酸是一类含有羧基（COOH）的有机化合物，在化工工业中广泛应用于塑料、橡胶等领域。
发酵原理及操作方法
发酵原理及操作方法发酵是指有机物在无氧或微氧条件下，通过微生物酶的作用转化为其他有机物的过程。
发酵具有重要的工业、农业和食品加工应用，如酒精发酵、面包发酵和乳酸发酵等。
本文将详细介绍发酵的原理和操作方法。
发酵的原理：发酵是由微生物酶催化引起的一系列化学反应。
常见的发酵微生物包括细菌、酵母菌和真菌等。
发酵常用的基质有糖类、蛋白质和脂肪等。
发酵是一种无氧过程，其最终产物通常是醇类、有机酸、气体和二氧化碳等。
发酵的步骤：发酵一般包括以下几个步骤：物料准备、接种、培养和收获。
1. 物料准备：根据发酵的要求，选择合适的基质和微生物菌株。
基质可以是糖类、蛋白质和脂肪等有机物，需要保证基质的纯度和浓度。
2. 接种：将所选的微生物菌株接种到含有基质的培养基中。
接种需要注意无菌操作，以防止污染。
通常使用勺子、滴管或注射器等工具将菌株转移到培养基中。
3. 培养：将培养基加热灭菌，然后放入合适的培养容器中。
培养条件包括温度、湿度、pH值和氧气浓度等。
这些条件可以根据菌株的需要进行调整。
在培养过程中，需要定期检测和调整培养基的成分和条件，以促进微生物生长和代谢产物形成。
4. 收获：根据发酵的要求，在微生物生长到最佳状态时进行收获。
收获的方式可以是离心或过滤等，以分离微生物和发酵产物。
发酵的注意事项：1. 保持无菌操作：发酵过程中，要注意保持所有器具和培养环境的无菌状态，以防止污染物进入发酵体系，从而影响发酵效果。
2. 控制发酵条件：温度、湿度、pH值和氧气浓度等发酵条件对微生物的生长和代谢产物的形成都有重要影响。
需要根据菌株的要求，调整这些因素，以获得最佳的发酵效果。
3. 检测和调整培养基成分：在培养过程中，需要定期检测和调整培养基中的成分，以满足微生物的生长需求。
这可以通过检测培养物的营养物消耗和代谢产物形成情况来实现。
4. 控制发酵时间：发酵时间的长短对发酵产物的生成和累积有重要影响。
需要根据微生物菌株的特点和发酵产物的要求，控制发酵时间。
发酵原料及特点_概述说明以及解释
发酵原料及特点概述说明以及解释1. 引言1.1 概述发酵是一种广泛应用于食品工业的生物技术，它利用微生物、酶或细胞等生物体对原料进行代谢过程，从而产生有益的化学变化。
发酵作为一种古老而传统的方法，在人类的发展历史中扮演着重要的角色。
近年来，随着科学技术的进步和生物学研究领域的发展，对发酵的认识和应用也日益深入。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行阐述。
首先，引言部分介绍了发酵的概念和其在食品工业中的重要性。
接下来，第二部分将详细探讨发酵原料及其特点，包括原料概述、主要特点以及重要作用。
第三部分将解析发酵过程及机制，介绍其基本步骤、机理以及条件对产品影响的分析。
第四部分将聚焦于发酵在食品工业中的应用，简要介绍食品发酵工艺、常见食品中的发酵过程与效果，并讨论该技术在食品工业中的前景和挑战。
最后，结论部分总结了发酵原料及其特点的重要性和应用价值，并展望未来的发展方向和研究领域，并提出进一步研究的建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍发酵原料及其特点，解析发酵过程及机制，并探讨发酵在食品工业中的应用。
通过对这些内容的详细探讨，希望能够增加读者对发酵技术的理解和认识，为相关领域的研究和实践提供参考与借鉴。
同时，本文也旨在展示发酵对于食品产业的重要性，并对未来在该领域中可能面临的挑战进行探讨。
2. 发酵原料及特点2.1 发酵原料概述发酵是一种利用微生物的代谢活动产生有用产物（如食品、药物、化学品等）的过程。
在发酵过程中，使用的原料被微生物转化为可供人类使用或直接消费的最终产品。
发酵原料可以分为两大类：有机原料和无机原料。
有机原料主要包括蔬菜、水果、肉类、奶制品以及各种含糖物质（如蔗糖、果糖等）。
这些有机原料富含碳水化合物和其他营养成分，提供了微生物进行代谢所需的基本营养素。
无机原料包括淀粉、糖浆和氮源（如氨基酸）、矿物质盐等。
这些无机原料为微生物提供能量来源和其他必需元素，促进其正常生长和代谢。
2.2 发酵原料的主要特点发酵原料具有以下几个主要特点：1. 营养丰富：发酵需要充足的能量和营养素来支持微生物的生长和代谢过程。
发酵的生产工艺
发酵的生产工艺发酵是利用微生物（菌类、酵母菌等）生长代谢产生的酶作用、产生有机酸等过程，在人类生活和工业上具有广泛的应用。
在生产工艺中，发酵生产工艺是一种可控的、有机的方法，其具体流程包括发酵菌种的培养、发酵产物的提取和分离等。
首先，发酵工艺的第一步是选择菌种进行培养。
菌种的选择直接影响到发酵产物的质量和产量。
根据不同的要求，可选择不同的菌种。
一般来说，选用的菌种必须是纯种，并要求对环境因素有一定的适应能力。
菌种的培养通常采用液体培养或固体培养的方式。
液体培养可以提供充足的营养物质，并且可方便进行观察和控制，但对消毒条件要求较高；固体培养受到培养基组成的影响较大，但可以提供相对稳定的生长环境。
其次，经过菌种的培养，需要将其转移到发酵罐中进行大规模发酵。
发酵罐的选择需要考虑到菌种的要求，包括温度、pH 值、通气等因素。
通常情况下，发酵罐会提供相应的温度控制装置、搅拌装置和气体通气装置。
这些装置可以满足菌种生长和代谢所需要的条件，以及保证发酵反应的均匀性和稳定性。
在发酵过程中，还需要提供合适的培养基来供养菌种。
培养基的选择和组成要根据菌种的要求和发酵产物的需求来确定。
一般来说，培养基的主要组成包括碳源、氮源、无机盐等。
其中，碳源是菌种生长的主要能量来源，氮源是合成蛋白质和细胞组分的重要组成部分，无机盐则提供菌种所需的微量元素。
发酵罐中的发酵过程需要控制适宜的温度、pH值和通气速率等。
温度的控制要根据不同菌种的要求，通常在37℃以下进行，一般为25-37℃。
pH值的调节也是非常重要的，一般范围为5-8之间。
通气速率则会影响到发酵罐内的氧气和二氧化碳的浓度，对微生物的生长和代谢有着直接的影响。
最后，经过一段时间的发酵，发酵产物会积累在发酵液中。
如果需要分离和提取发酵产物，可以经过离心、滤液、浓缩等步骤进行。
离心可以将菌体与发酵液分离开来，滤液则可以将固体颗粒和微生物残留物过滤掉。
浓缩则是通过去除水分的方式，使发酵产物的浓度得到提高。
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺是一种利用微生物代谢产生有机酸的生物技术。
有机酸是一类含有羧基的有机化合物，常见的有柠檬酸、苹果酸、乳酸、醋酸等。
这些有机酸在食品、医药、化工等领域有着广泛的应用。
有机酸发酵工艺的基本原理是将含有可发酵碳源的物质（如糖、淀粉、蛋白质等）与微生物（如乳酸菌、醋酸菌、柠檬酸菌等）共同培养，通过微生物代谢作用产生有机酸。
这个过程需要控制好发酵条件，如温度、pH值、氧气含量等，以保证微生物的生长和代谢。
有机酸发酵工艺的应用十分广泛。
在食品工业中，乳酸、柠檬酸、醋酸等有机酸被广泛应用于酸奶、果汁、醋等产品的生产中，不仅能增加产品的口感和营养价值，还能延长产品的保质期。
在医药领域，某些有机酸如乳酸和丙酮酸还可以作为药物的原料，用于治疗糖尿病、高血压等疾病。
在化工领域，有机酸可以作为溶剂、催化剂、防腐剂等，广泛应用于化学合成、油漆、涂料等领域。
有机酸发酵工艺的优点在于其生产成本低、环保、可持续等特点。
与传统的化学合成方法相比，有机酸发酵工艺不需要高温高压反应，不会产生大量废水和废气，对环境污染较小。
同时，有机酸发酵工艺还可以利用农业废弃物等廉价原料进行生产，具有可持续性。
有机酸发酵工艺是一种十分重要的生物技术，具有广泛的应用前景。
未来，随着生物技术的不断发展和完善，有机酸发酵工艺将会在更多领域得到应用。
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有机酸发酵工业中的发酵原料和发酵工艺
—————以食醋及柠檬酸的发酵生产为例
摘要：食醋是我国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸味调味品，它能增进食欲，帮助消化。
食醋按加工方法可分为合成醋、酿造醋和再制醋3大类。
其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋，它是用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲糖化、酒精发酵和醋酸发酵等阶段酿制而成，其主要成分除醋酸外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味。
它不仅是调味佳品，而且长期食用对人体健康十分有益[1]。
我国食醋的发酵可分为糖化、酒精发酵及醋酸发酵三大生物化学工程，这三大工程即可为液态，也可为固态[2]。
这3个过程都离不开不同种类微生物所产生的酶的作用[3-7]，即由曲霉产生的糖化型淀粉酶使淀粉水解为糖类，蛋白酶使蛋白质分解为各种氨基酸；酵母菌分泌的各种酒化酶使糖分子分解为酒精；由醋酸菌产生的氧化酶将酒精氧化成醋酸。
整个食醋的发酵过程就是这些微生物产生的酶的互相协同作用，从而产生一系列的生物化学变化的过程。
柠檬酸又称枸橼酸(Citric acid)，为一般生物代谢产物，在自然界中分布极广。
它不仅存在于柠檬、柑桔等植物果实的汁液中，也广泛存在于动物及人的器官中[8]。
柠檬酸的制取可由柠檬汁、柑桔汁等分离制取。
柠檬酸主要应用于食品工业，约占总产量的60 ％[9]。
作为食品添加剂中的调味剂、酸化剂、和防腐剂，用于饮料、果酱、水果酒、水果糖、冰琪琳等品种中。
拧檬酸工业生产采用以微生物在代谢过程中积累中间体的方式，拧檬酸发酵技术目前已较成熟[10]。
关键词：食醋；柠檬酸；发酵工艺
1食醋的生产原料
1.1原料的分类
目前酿醋生产所用的主要原料可分为：薯类如甘薯和马铃薯等；粮谷类如玉米和大米等；粮食加工下脚料如碎米、麸皮及谷糠等；果蔬类如黑醋栗、葡萄及胡萝卜等；野生植物如橡子和菊芋等；其它如酸果酒、酸啤酒及糖蜜等。
生产食醋除了上述主要原料外，还需要疏松材料如谷壳及玉米芯等，使发酵料通透性好，好氧微生物能良好生长。
1.2主要原料的成分
1.2.1 淀粉
淀粉分直链淀粉和支链淀粉2种。
直链淀粉是葡萄糖单体通过α一1，4一糖苷键连接成一条直线状，可多达数千个葡萄糖单体。
支链淀粉是葡萄糖单体除通过α一1，4一糖苷键相连外，还通过α一1，6一糖苷键相连，形成分枝。
在植物淀粉中，直链淀粉和支链淀粉的比例是不同的。
1.2.2蛋白质
制醋常用原料中都含有蛋白质，但含量都比较少，蛋白质经蛋白酶分解后可作为微生物的重要养分，也是食醋中氨基酸的来源，能增进食醋的色泽和风味。
1.2.3脂肪
脂肪对食醋酿造有影响，含脂肪高的原料，进行酒精发酵时，易产酸，故一般均选用脂肪含量少的原料酿醋。
1.2.4无机盐
无机盐是微生物生长代谢活动中不可缺少的一类物质，有调节渗透压的作用，原料中所含无机盐已足够。
1.2.5果胶
果胶在块根或块茎作物中含量较多，由多聚半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲酯组成，由于有甲氧基的存在，故在蒸煮时，可生成甲醇，对发酵及产品质量有不利的影响。
1.2.6纤维素
纤维素是葡萄糖通过β一1，4一糖苷键相连，不能被淀粉酶所分解，故不能被微生物所利用。
1.3酿造微生物
传统酿醋是利用自然界中的野生菌制曲、发酵，因此涉及的微生物种类繁多。
新法制醋均采用人工选育的纯培养菌株进行制曲、酒精发酵和醋酸发酵，因而发酵周期短、原料利用率高[11]。
主要分为：淀粉水解微生物酒精发酵微生物醋酸发酵微生物。
淀粉水解微生物能够产生淀粉酶、糖化酶。
使淀粉水解的微生物很多，而适合于酿醋的主要是曲霉菌。
酒精发酵微生物生产上一般采用子囊菌亚门酵母属中的酵母，但不同的酵母菌株，其发酵能力不同，产生的滋味和香气也不同。
醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种。
醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力。
2 食醋的生产工艺流程
糖化、酒精发酵
打耙
酒醪
以上生产工艺流程参考自文献[2]。
糖化：糯米经粉碎后，加水和耐高温淀粉酶，打进蒸煮器进行连续蒸煮，冷却，加糖化酶进行糖化。
酒精发酵：淀粉经过糖化后可得到葡萄糖，将糖化30min后的醪液打人
发酵罐，再把酵母罐内培养好的酵母接入。
酵母菌将葡萄糖经过细胞内一系列酶的作用，生成酒精和二氧化碳。
在发酵罐里酒精发酵分3个时期：前发酵期，主发酵期，后发酵期。
醋酸发酵：酒精在醋酸菌的作用下，氧化为乙醛，继续氧化为醋酸，这个过程称为醋酸发酵，在食醋生产中醋酸发酵大多数是敞口操作，是多菌种的混合发酵，整个过程错综复杂，醋酸发酵是食醋生产中的主要环节。
提热过杓：将麸皮和酒醅混和，要求无干麸，酒精浓度控制在5％一7％为好，再取当日已翻过的醋醅做种子，放于拌好麸的酒麸上，用大糠覆盖，第2 d开始，将大糠、上层发热的醅与下面一层未发热的醅充分拌匀后，再盖一层大糠，此操作过程称为“过杓”。
露底：“过杓”结束，醋酸发酵已达旺盛期。
这时应每天将底部的潮醅翻上来，面的热醋醅翻下去，见底，这一操作过程称为“露底”。
封酪：封醅前取样化验，称重下醋，耙平压实，用塑料或尼龙油布盖好，四边用食盐封住，不要留空隙和细缝，防止变质。
淋醋：淋醋采用3套循环法。
最后浓缩、储存。
3柠檬酸的生产原料
柠檬酸发酵所用微生物及原料：
可形成柠檬酸的微生物种类很多，如真菌类有：梨形毛霉、平滑青霉菌、桔青霉、二歧拟青霉、黑曲霉、棒曲霉、温氏曲霉、泡盛曲霉、芬曲霉、丁烯二酸曲霉、斋藤曲霉及宇佐美曲霉、还有绿色木霉及普通黑粉菌等品种。
然而真正具有工业生产价值，即产酸率较高并且能够利用多种糖类作为霉菌生长时所需碳源的品种只有黑曲霉，泡盛曲霉，斋藤曲霉。
我国目前柠檬酸生产厂家所用的菌株均为黑曲霉，都经过诱变育处理，已不是野生菌株，但产酸能力强，而且适应用粗放发酵原料及生产条件．有刺干降低成本。
柠檬酸发酵生产可使用的原料品种很多。
但共可划分为二类。
即糖质原料和石油原料。
糖质原料包括薯干、薯渣、淀粉、淀粉渣及玉米粉，各种粗制糖(粗蔗糖．饴糖等)、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜，葡萄糖母液等。
石油原料主要包括C10-C2O的正烷烃。
虽然用于柠檬酸生产的菌种可采用多种碳源，但以蔗糖和葡萄糖为佳，许多原料需进行纯化，因为有些微量元素会影响柠檬酸的产生[12]。
4柠檬酸发酵生产方法
柠檬酸的生产方法主要是从天然植物中提取和生物发酵法两种，目前以发酵法生产柠檬酸为主[13]。
柠檬酸发酵生产方法有三种即：传统的固态发酵法、液态浅盘发酵法和深层通风发酵法，现代工业化大生产主要采用深层通风发酵法。
深层液体通风发酵的特点是：微生物菌体均匀分散在液相中，均匀利用溶解氧，发酵时不产生分生孢子，全部菌体细胞都参与合成柠檬酸的代谢，发酵速度高，设备占地面积小，生产规模大，完全实现机械自动化操作和控制，劳动强度低，生产率高，菌体生成量少，原料消耗低，产酸率几乎接近理论产率，但要求技术水平高，整个生产过程衔接紧凑，如果某一生产环节出了差错，往往会给整个生产带来重大损失。
柠檬酸深层发酵工艺流程如下图所示。
上图来自于参考文献[14]。
参考文献：
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[5] 何国庆．食品发酵与酿造工艺学[M]．北京：中国农业出版社，2001：247—254.
[6] 沈龙清．食醋酿造工艺．中国酿造[J]，1991，(2)：35—39.
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[11] 张烨, 等．山西老陈醋醋酸菌耐热性的研究[J]．江苏调味副食品，2006，4：8—110．
[12] 王旭, 禹邦超, 贺占魁. 柠檬酸发酵生产概述[J].高等函授学报(自然科学版), 1997, (2): 44-48.
[13] 郭兴凤, 瑞宝, 谷文英, 等. 菜籽蛋白的酶水解一复合风味蛋白酶水解条件的研究[J]. 粮油食品科技, 2001, 9 (2): 32—34.
[14] 张明光. 柠檬酸发酵温度控制方法研究及其实现[J].计算机测量与控制, 2003, 11 (11): 856-862.。