微生物发酵技术 ppt课件
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发酵工程原理PPT课件
发酵工程原理 与技术应用
.
1
发酵工程
一、微生物发酵工程
微生物工程：利用微生物的活动来进行物质 转化的理论与工程技术体系。是将化学工程 有关理论和单元操作应用于微生物的工业发 绪 酵生产，进而发展起来的具有新的特点的一 论 门学科。
.
2
发酵工程
生物学
绪
论
发酵工程
工程学
化学
.
3
发酵工程
1.是应用微生物为工业规模生产服务的一门 工程技术，是直接建立在微生物学基础上的， 随微生物工业的发展而发展，同时也是与化 学工业相结合的一个新发展。 绪 论
目前，发酵工程的全部基本参数：如温度、pH 值等均能自动记录并能自动控制。
.
8
发酵工程
6.微生物酶反应生物合成和化学合成反应结 合工程技术的建立；
混合法（可先发酵后合成，亦可颠倒） 大规模生产 ：维生素C、激素、核酸； 新
绪 的抗生素； 某些氨基酸
论
.
9
发酵工程
三、微生物工业的特点及范围
微生物工业（发酵工业）：利用微生物具有 的化学活性进行物质转换，从事各种发酵产 品生产的工业。 绪 论
①从糖分解产生简单化合物→复杂物质的生
物合成；
绪 论
②发酵方法代替化学合成方法较多；
③向大型发酵发展（常用20～120吨发酵罐， 最大500～1000吨）
④人工诱变菌种和代谢控制，新产品、新用
途层出不穷；
⑤开辟新原料；
⑥环境友好型生产；
.
15
发酵工程
七、《发酵工程原理与技术》的任务和内容
任务：从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性 发酵与好气性发酵过程及产品提纯的工艺原 理； 绪 用这些基本理论去分析、解决微生物工业中 论 存在的具体问题，提高产品质量和数量；
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1
发酵工程
一、微生物发酵工程
微生物工程：利用微生物的活动来进行物质 转化的理论与工程技术体系。是将化学工程 有关理论和单元操作应用于微生物的工业发 绪 酵生产，进而发展起来的具有新的特点的一 论 门学科。
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发酵工程
生物学
绪
论
发酵工程
工程学
化学
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3
发酵工程
1.是应用微生物为工业规模生产服务的一门 工程技术，是直接建立在微生物学基础上的， 随微生物工业的发展而发展，同时也是与化 学工业相结合的一个新发展。 绪 论
目前，发酵工程的全部基本参数：如温度、pH 值等均能自动记录并能自动控制。
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8
发酵工程
6.微生物酶反应生物合成和化学合成反应结 合工程技术的建立；
混合法（可先发酵后合成，亦可颠倒） 大规模生产 ：维生素C、激素、核酸； 新
绪 的抗生素； 某些氨基酸
论
.
9
发酵工程
三、微生物工业的特点及范围
微生物工业（发酵工业）：利用微生物具有 的化学活性进行物质转换，从事各种发酵产 品生产的工业。 绪 论
①从糖分解产生简单化合物→复杂物质的生
物合成；
绪 论
②发酵方法代替化学合成方法较多；
③向大型发酵发展（常用20～120吨发酵罐， 最大500～1000吨）
④人工诱变菌种和代谢控制，新产品、新用
途层出不穷；
⑤开辟新原料；
⑥环境友好型生产；
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15
发酵工程
七、《发酵工程原理与技术》的任务和内容
任务：从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性 发酵与好气性发酵过程及产品提纯的工艺原 理； 绪 用这些基本理论去分析、解决微生物工业中 论 存在的具体问题，提高产品质量和数量；
25.1 发酵技术（课件ppt）
发酵用到的酵母菌、霉菌、乳酸菌等微生物的繁殖需要有 机物、水分和适宜的温度等外界条件
乳酸菌
酵母菌
霉菌
常见发酵食品的原料和微生物
产品
原料
发酵微生物
米酒
米
曲霉、毛霉、酵母菌
面酱
面粉
米曲霉
黄酱 面粉、黄豆
米曲霉
豆豉
黄豆
米曲霉、毛霉、黑根霉
二、沼气的生产也是发酵过程
沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水 等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条 件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生 沼气的过程。
沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在 沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55 ％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有 少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。甲烷细菌
产生甲烷
甲烷燃烧可用于照明、发电。
沼渣是沼气发酵后残留在沼气 池底部的半固体物质,含有丰富 的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮 、磷、钾和多种微量元素等， 是一种缓速兼备的优质有机肥 和养殖饵料。
三、工业化的发酵技术构成了生物技术的产业
工业化的发酵产品
抗生素 氨基酸 甜味剂 食用有机酸 酶制剂
总结
一、发酵食品 1. 认识发酵食品
25.1发酵技术
2. 品尝一杯自制的酸奶
乳酸菌在适宜的温度和无氧条件下将牛奶中的乳糖等分解或转化为乳酸
3. 酿一瓶醇香浓郁的米酒。
曲霉、毛霉
酵母菌
淀粉——————葡萄糖———酒精
讨论：
1.酒药对酿制米酒起什么作用？
酒药就是酒曲， 酒曲中所含的酶 制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
2.米饭表面的绒毛是什么？
乳酸菌
酵母菌
霉菌
常见发酵食品的原料和微生物
产品
原料
发酵微生物
米酒
米
曲霉、毛霉、酵母菌
面酱
面粉
米曲霉
黄酱 面粉、黄豆
米曲霉
豆豉
黄豆
米曲霉、毛霉、黑根霉
二、沼气的生产也是发酵过程
沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水 等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条 件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生 沼气的过程。
沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在 沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55 ％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有 少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。甲烷细菌
产生甲烷
甲烷燃烧可用于照明、发电。
沼渣是沼气发酵后残留在沼气 池底部的半固体物质,含有丰富 的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮 、磷、钾和多种微量元素等， 是一种缓速兼备的优质有机肥 和养殖饵料。
三、工业化的发酵技术构成了生物技术的产业
工业化的发酵产品
抗生素 氨基酸 甜味剂 食用有机酸 酶制剂
总结
一、发酵食品 1. 认识发酵食品
25.1发酵技术
2. 品尝一杯自制的酸奶
乳酸菌在适宜的温度和无氧条件下将牛奶中的乳糖等分解或转化为乳酸
3. 酿一瓶醇香浓郁的米酒。
曲霉、毛霉
酵母菌
淀粉——————葡萄糖———酒精
讨论：
1.酒药对酿制米酒起什么作用？
酒药就是酒曲， 酒曲中所含的酶 制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
2.米饭表面的绒毛是什么？
发酵基础知识ppt课件
– 平叶＞弯叶＞箭叶
相同搅拌功率下，三者的粉碎气泡的能力：
微观湍动
– 平叶＞弯叶＞箭叶
相同搅拌功率下，三者翻宏动观流翻体动 的能力：
– 平叶＜弯叶＜箭叶
完整编辑ppt
31 31
轴向式搅拌器 桨叶式 旋桨式
Lightnin式
完整编辑ppt
32 32
工厂多采用在同一搅拌轴上安装不同叶形 的搅拌器
HL ha
封
Hb
装料的液面高度
封头凸出部分的高度，标准椭圆 头有： ha ＝0.25D
封头直边高度，据壁厚一般取25、 40、 50mm
完整编辑ppt
24 24
完整编辑ppt
25 25
公称容积：V0
V0定义为：罐圆筒部分容积＋底封头容积 能装液的体积
罐中实际装料体积：V 则有： v/v0=0.7-0.8， 即 装料系数
完整编辑ppt
39 39
7. 空气分布器
空气分布装置的作用是吹入无菌空 气，并使空气均匀分布。
分布装置的形式有单管及环形管等。
常用的分布装置是单管式，单管式 管口对正罐底中央，装于最低一挡
搅拌器下面，喷口朝下，管口与罐 低的距离约40mm
通常通风管的空气流速取20米/秒。
为了防止吹管吹入的空气直接喷击
进料管路有时配在罐体上封头,有时位于罐体下部与放料 管路共用一个管口
有时取样、放料、接种使用一个口
有没有蒸汽进口？
完整编辑ppt
44 44
实罐灭菌： “三路进汽”、 “非进即出”
– “三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空 气进口、排料口、取样口进入罐内，由于这三个管
都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死 角。
相同搅拌功率下，三者的粉碎气泡的能力：
微观湍动
– 平叶＞弯叶＞箭叶
相同搅拌功率下，三者翻宏动观流翻体动 的能力：
– 平叶＜弯叶＜箭叶
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31 31
轴向式搅拌器 桨叶式 旋桨式
Lightnin式
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32 32
工厂多采用在同一搅拌轴上安装不同叶形 的搅拌器
HL ha
封
Hb
装料的液面高度
封头凸出部分的高度，标准椭圆 头有： ha ＝0.25D
封头直边高度，据壁厚一般取25、 40、 50mm
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24 24
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25 25
公称容积：V0
V0定义为：罐圆筒部分容积＋底封头容积 能装液的体积
罐中实际装料体积：V 则有： v/v0=0.7-0.8， 即 装料系数
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39 39
7. 空气分布器
空气分布装置的作用是吹入无菌空 气，并使空气均匀分布。
分布装置的形式有单管及环形管等。
常用的分布装置是单管式，单管式 管口对正罐底中央，装于最低一挡
搅拌器下面，喷口朝下，管口与罐 低的距离约40mm
通常通风管的空气流速取20米/秒。
为了防止吹管吹入的空气直接喷击
进料管路有时配在罐体上封头,有时位于罐体下部与放料 管路共用一个管口
有时取样、放料、接种使用一个口
有没有蒸汽进口？
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44 44
实罐灭菌： “三路进汽”、 “非进即出”
– “三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空 气进口、排料口、取样口进入罐内，由于这三个管
都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死 角。
专题1-传统发酵技术的应用ppt课件
种，酒精含 常温，无
量控制在12 氧条件
％左右
重铬酸钾 与其反应 呈灰绿色
品尝、 pH试纸 检测
课题延伸：
如何证明果汁发酵后有酒精产生？
1、关于酵母菌的叙述，正确的是（ A ）
A、酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧 B、酵母菌主要的繁殖方式为孢子生殖 C、酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 D、酵母菌在含青霉素的培养基中不能 生存
（2）代谢类型：异养需氧型
（3）发酵条件： ①温度：醋酸菌的最适生长温度为 30℃～35℃，
醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。
②氧气：醋酸菌是好氧细菌，要供应充足，要不断通入 氧气。
③PH：呈 酸性 。
2、原理：（用反应式表示）
（1）氧气、糖源都充足 ：醋酸菌将葡萄汁中 的 糖分解成醋酸 。 （糖制醋）
酶 C6H12O6 →3CH3COOH
（2）氧气充足、糖源不足：醋酸菌将 乙醇→乙 醛→ 醋酸 。 （酒变醋）
酶 2C2H5OH+O2 →2CH3CHO+2H2O
酶 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH
三、果酒和果醋实验流程示意图。
挑选 葡萄
冲
榨
酒精
洗
汁
发酵
醋酸 发酵
果酒 果醋
排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，
3发酵时间对腐乳制作有什么影响？ 时间过短，__发_酵__不__充_分_____；时间过长， __不__易__成_形__，_影__响__口_味___
你喜爱吃泡菜食品吗？你吃过哪些？ 泡菜中的亚硝酸盐对身体有何影响？
26
27
泡菜是一种以发酵加工制成的浸制品，为泡酸 菜类的一种。泡菜制作容易，成本低廉，营养卫 生，风味可口，利于贮存。在我国四川、东北、 湖南、湖北、河南、广东、广西等地民间均有自 制泡菜的习惯。目前较受欢迎的是川味和韩味泡 菜，在许多风味餐馆里，都有其踪影，它鲜嫩清 脆，可以增进食欲，帮助消化与吸收。如果自己 在家也做一些这样的泡菜，做为每天饭前小菜， 或以它配菜，烹成各种菜肴，不失为一件美事。 但是泡菜含亚硝酸盐具致癌作用危害身体健康， 所以不宜多吃
量控制在12 氧条件
％左右
重铬酸钾 与其反应 呈灰绿色
品尝、 pH试纸 检测
课题延伸：
如何证明果汁发酵后有酒精产生？
1、关于酵母菌的叙述，正确的是（ A ）
A、酵母菌的代谢类型为异养、兼性厌氧 B、酵母菌主要的繁殖方式为孢子生殖 C、酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 D、酵母菌在含青霉素的培养基中不能 生存
（2）代谢类型：异养需氧型
（3）发酵条件： ①温度：醋酸菌的最适生长温度为 30℃～35℃，
醋酸发酵时将温度严格控制在此范围内。
②氧气：醋酸菌是好氧细菌，要供应充足，要不断通入 氧气。
③PH：呈 酸性 。
2、原理：（用反应式表示）
（1）氧气、糖源都充足 ：醋酸菌将葡萄汁中 的 糖分解成醋酸 。 （糖制醋）
酶 C6H12O6 →3CH3COOH
（2）氧气充足、糖源不足：醋酸菌将 乙醇→乙 醛→ 醋酸 。 （酒变醋）
酶 2C2H5OH+O2 →2CH3CHO+2H2O
酶 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH
三、果酒和果醋实验流程示意图。
挑选 葡萄
冲
榨
酒精
洗
汁
发酵
醋酸 发酵
果酒 果醋
排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，
3发酵时间对腐乳制作有什么影响？ 时间过短，__发_酵__不__充_分_____；时间过长， __不__易__成_形__，_影__响__口_味___
你喜爱吃泡菜食品吗？你吃过哪些？ 泡菜中的亚硝酸盐对身体有何影响？
26
27
泡菜是一种以发酵加工制成的浸制品，为泡酸 菜类的一种。泡菜制作容易，成本低廉，营养卫 生，风味可口，利于贮存。在我国四川、东北、 湖南、湖北、河南、广东、广西等地民间均有自 制泡菜的习惯。目前较受欢迎的是川味和韩味泡 菜，在许多风味餐馆里，都有其踪影，它鲜嫩清 脆，可以增进食欲，帮助消化与吸收。如果自己 在家也做一些这样的泡菜，做为每天饭前小菜， 或以它配菜，烹成各种菜肴，不失为一件美事。 但是泡菜含亚硝酸盐具致癌作用危害身体健康， 所以不宜多吃
微生物发酵培养技术
特点
微生物发酵培养技术具有高效、环保、可实现工业化生产等优点 ，是现代生物技术的重要组成部分。
微生物发酵培养技术的应用领域
01
02
03
04
食品工业
用于生产各种发酵食品，如酸 奶、面包、酱油、醋等。
医药工业
用于生产抗生素、疫苗、生长 因子等生物药物。
农业领域
用于生产生物肥料、生物农药 等，提高农作物的产量和品质 。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
酶制剂的生产
酶制剂是指通过微生物发酵培养获得的酶的制品 ，广泛应用于生物工程、医药、食品等领域。
06
04
连续发酵
在一定的时间内，连续向发酵罐中补 充新鲜培养基，同时排出部分发酵液， 使发酵罐内的微生物始终处于生长或 代谢状态。
应用
广泛应用于酒精、酵母、丙酮等产品的生产。
固定化细胞与酶技术
固定化细胞技术
将微生物细胞固定在一定载体上，使其保持 活性并反复利用。
优点
细胞固定后稳定性好，可多次重复利用，适合 于连续生产和反应。
培养基的制备需要考虑微生物 的营养需求、底物浓度、pH值 、温度和通气量等因素。
不同的微生物需要不同的培养 基，因此需要根据具体的微生 物种类和发酵需求来选择和制 备培养基。
微生物发酵的培养条件控制
微生物发酵的培养条件对产物的产量和质量有很大的影响。
培养条件包括温度、pH值、通气量和搅拌速度等，这些条件需要控制在适当的范围 内，以保证微生物的正常生长和代谢。
微生物发酵培养技术具有高效、环保、可实现工业化生产等优点 ，是现代生物技术的重要组成部分。
微生物发酵培养技术的应用领域
01
02
03
04
食品工业
用于生产各种发酵食品，如酸 奶、面包、酱油、醋等。
医药工业
用于生产抗生素、疫苗、生长 因子等生物药物。
农业领域
用于生产生物肥料、生物农药 等，提高农作物的产量和品质 。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
乳酸发酵是指通过乳酸菌将糖 类物质转化为乳酸的过程，广 泛应用于食品、饮料和饲料等 领域。
酶制剂的生产
酶制剂是指通过微生物发酵培养获得的酶的制品 ，广泛应用于生物工程、医药、食品等领域。
06
04
连续发酵
在一定的时间内，连续向发酵罐中补 充新鲜培养基，同时排出部分发酵液， 使发酵罐内的微生物始终处于生长或 代谢状态。
应用
广泛应用于酒精、酵母、丙酮等产品的生产。
固定化细胞与酶技术
固定化细胞技术
将微生物细胞固定在一定载体上，使其保持 活性并反复利用。
优点
细胞固定后稳定性好，可多次重复利用，适合 于连续生产和反应。
培养基的制备需要考虑微生物 的营养需求、底物浓度、pH值 、温度和通气量等因素。
不同的微生物需要不同的培养 基，因此需要根据具体的微生 物种类和发酵需求来选择和制 备培养基。
微生物发酵的培养条件控制
微生物发酵的培养条件对产物的产量和质量有很大的影响。
培养条件包括温度、pH值、通气量和搅拌速度等，这些条件需要控制在适当的范围 内，以保证微生物的正常生长和代谢。
《微生物发酵》PPT课件
❖ 20世纪50年代，氨基酸发酵工业又成为微生物技术产业的又一个成员，实现了对微 生物的代谢进行人工调节，这又使微生物技术进了一步。
❖ 20世纪60年代，微生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。
❖ 20世纪70年代，为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化 合物代替碳水化合物的发酵，如利用石油化工原料进行发酵生产，培养单细胞蛋白， 进行污水处理，能源开发等。
是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。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是比较传统的菌体发酵工业。 新的菌体发酵可用来生产药用真菌，如香菇菌、依赖虫蛹而生存的冬虫 夏草菌、与天麻共存的密环菌等药用菌。
2.微生物酶发酵
酶普遍存在于动物、植物和微生物中。因为微生物种类多、产酶的品种多、 生产容易和成本低等特点，所以目前工业应用的酶大多来自微生物发酵。
（2）无菌发酵，整个反应过程要求无菌。培养基无菌、空 气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾 气也要求进行无菌处理。
（3）非连续性生产。微生物的生理特性决定了发酵过程的 非连续性，大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行 的，目前可以实现连续化生产的是啤酒的连续化生产。
编辑ppt
7
第二节 工业发酵的工艺流程
生物发酵工艺多种多样，但基本上包括菌种的选育、菌种培 养基的配制、扩大培养和接种、发酵过程下游处理即分离提
纯等几个过程。
一、菌种的选育
找到合适的菌种是发酵工程的前提。人们最初是从自然界寻
找所需要的菌种，如谷氨酸发酵时常用菌有谷氨酸棒状杆菌
等。但这种方法得到的菌种，产量一般都比较低。20世纪40
年代，微生物学家开始用紫外线、激光、化学诱变剂等处理
源远流长的发酵技术_PPT课件
发酵技术与日常生活—食品、饮料
酱制品、酒类、饮料等（酸奶、馒头、面包、 酱油、米酒、米醋等）
源远流长的发酵技术_PPT课件
源远流长的发酵技术_PPT课件
按发酵原料分类
我们现在常吃的发酵食品主要有谷物发酵制品、豆类发酵制品 和乳类发酵制品。
谷物发酵制品包括甜面酱、米醋、米酒等，这些食品中富 含苏氨酸等成分，可以防止记忆力减退。另外，醋的主要成分是多 种氨基酸及矿物质，有降低血压、血糖及胆固醇的效果。此外，还 有馒头、面包、包子、发面饼等。
为原料，加快发酵的速度。 (2)为什么在糯米中央挖一个洞？
（1）增加氧气，促使酵母菌快速繁殖； （2）减少酒精对酵母菌伤害。
源远流长的发酵技术_PPT课件
源远流长的发酵技术_PPT课件
5、为什么容器要密封？
（1）防止杂菌污染 ；（2）提供无氧环境。
如果不密封，可能会使其他杂菌进入，导致原料变 质，酿酒失败。
2、将米蒸熟的目的是__高__温__灭__菌___。
3、为什么用凉开水冲淋蒸熟的糯米？
（1）降低糯米的温度，防止温度过高抑制或杀死 酵母菌。
（2）防止杂菌污染
源远流长的发酵技术_PPT课件
源远流长的发酵技术_PPT课件
4、(1)酒曲为什么要与糯米混合均匀？ 目的是使酒曲中的微生物更充分地利用糯米作
发酵技术的概念： 发酵技术是指利用微生
物的发酵作用，运用一些
技术手段控制发酵过程，
大规模生产发酵产品的技
术。
源远流长的发酵技术_PPT课件
源远流长的发酵技术_PPT课件
(一)、米酒的酿制
原料:
糯米
酒曲
酒曲上生长有大量的微生物，还有微生物所分泌的
酶，酶具有生物催化作用，可以加速将谷物中的淀粉，蛋 白质等转变成酒精、糖、氨基酸等。
酱制品、酒类、饮料等（酸奶、馒头、面包、 酱油、米酒、米醋等）
源远流长的发酵技术_PPT课件
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按发酵原料分类
我们现在常吃的发酵食品主要有谷物发酵制品、豆类发酵制品 和乳类发酵制品。
谷物发酵制品包括甜面酱、米醋、米酒等，这些食品中富 含苏氨酸等成分，可以防止记忆力减退。另外，醋的主要成分是多 种氨基酸及矿物质，有降低血压、血糖及胆固醇的效果。此外，还 有馒头、面包、包子、发面饼等。
为原料，加快发酵的速度。 (2)为什么在糯米中央挖一个洞？
（1）增加氧气，促使酵母菌快速繁殖； （2）减少酒精对酵母菌伤害。
源远流长的发酵技术_PPT课件
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5、为什么容器要密封？
（1）防止杂菌污染 ；（2）提供无氧环境。
如果不密封，可能会使其他杂菌进入，导致原料变 质，酿酒失败。
2、将米蒸熟的目的是__高__温__灭__菌___。
3、为什么用凉开水冲淋蒸熟的糯米？
（1）降低糯米的温度，防止温度过高抑制或杀死 酵母菌。
（2）防止杂菌污染
源远流长的发酵技术_PPT课件
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4、(1)酒曲为什么要与糯米混合均匀？ 目的是使酒曲中的微生物更充分地利用糯米作
发酵技术的概念： 发酵技术是指利用微生
物的发酵作用，运用一些
技术手段控制发酵过程，
大规模生产发酵产品的技
术。
源远流长的发酵技术_PPT课件
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(一)、米酒的酿制
原料:
糯米
酒曲
酒曲上生长有大量的微生物，还有微生物所分泌的
酶，酶具有生物催化作用，可以加速将谷物中的淀粉，蛋 白质等转变成酒精、糖、氨基酸等。
第二章发酵工业微生物菌种ppt课件
第二章 发酵工业微生物菌 种制备原理和技术
2019
-
1
第一节 发酵工业微生物菌种的选育
一、工业微生物的特点 1. 能够利用廉价的原料，或使用来源丰富的原料. 2.菌体温度应适应较高的温度. 3. 遗传性能要相对稳定 4.菌对所采用的设备和生产过程的适应性 5.菌的产物得率和产物在培养基中的浓度 6.产物容易从发酵液（细胞）中提取
2019
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6
(3) 放线菌 霉菌 放线菌是由不同长短的纤细菌丝所形成 霉菌与人类日常生活密切相关。除了用于传 的单细胞微生物。放线菌是抗生素的主 统的酿酒、制酱油外，近代广泛用于发酵工 要产生菌。除抗生素外，放线菌在甾体 业和酶制剂工业。工业上常用的霉菌，有子 激素生物合成和酶制剂生产上也有广泛 囊菌纲的红曲霉、藻状菌纲的毛霉、根霉和 应用。 犁头霉，以及半知菌纲的曲霉及青霉等
2019 17
自然选育在工业生产上的意义 问题： 高产菌株是正突变高，还是负突变高？ 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致 高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复 突变 自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的 重要措施。
2019
-
18
自然选育操作步骤： 一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。 单细胞(孢子)悬液的制备 平板分离 挑选单菌落(注意形态的观察) 发酵试验
7. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 201）细菌 发酵工业上常用的细菌大多是杆菌，如枯草芽 孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、乳酸杆菌、梭 状芽孢杆菌大肠杆菌等。 (1) 醋酸杆菌（Acetobacter）：用于酿 醋，把乙醇氧化成乙酸。 (2) 假单胞菌（Pseudomonas）
2019 8
2019
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1
第一节 发酵工业微生物菌种的选育
一、工业微生物的特点 1. 能够利用廉价的原料，或使用来源丰富的原料. 2.菌体温度应适应较高的温度. 3. 遗传性能要相对稳定 4.菌对所采用的设备和生产过程的适应性 5.菌的产物得率和产物在培养基中的浓度 6.产物容易从发酵液（细胞）中提取
2019
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6
(3) 放线菌 霉菌 放线菌是由不同长短的纤细菌丝所形成 霉菌与人类日常生活密切相关。除了用于传 的单细胞微生物。放线菌是抗生素的主 统的酿酒、制酱油外，近代广泛用于发酵工 要产生菌。除抗生素外，放线菌在甾体 业和酶制剂工业。工业上常用的霉菌，有子 激素生物合成和酶制剂生产上也有广泛 囊菌纲的红曲霉、藻状菌纲的毛霉、根霉和 应用。 犁头霉，以及半知菌纲的曲霉及青霉等
2019 17
自然选育在工业生产上的意义 问题： 高产菌株是正突变高，还是负突变高？ 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致 高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复 突变 自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的 重要措施。
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自然选育操作步骤： 一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。 单细胞(孢子)悬液的制备 平板分离 挑选单菌落(注意形态的观察) 发酵试验
7. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 201）细菌 发酵工业上常用的细菌大多是杆菌，如枯草芽 孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、乳酸杆菌、梭 状芽孢杆菌大肠杆菌等。 (1) 醋酸杆菌（Acetobacter）：用于酿 醋，把乙醇氧化成乙酸。 (2) 假单胞菌（Pseudomonas）
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《微生物发酵技术》课件
越来越多的行业将采用微生物发酵技术来
现代微生物学技术的快速发展将为微生物
Hale Waihona Puke 生产高附加值的产品，推动其发展和应用。
发酵技术带来更多创新和突破。
选择适合的发酵模式和优化 培养条件，以提高产物产量 和品质。
成分控制
控制培养基的成分，包括碳 源、氮源和微量元素等，以 满足微生物生长需求。
反应过程控制
通过控制发酵过程中的温度、 氧气供应和搅拌等参数，优 化产物的生产。
微生物发酵技术的未来发展
1 现代微生物学技术在微生物发酵
技术中的应用
2 微生物发酵技术的未来趋势
《微生物发酵技术》PPT课件
微生物发酵技术
什么是微生物发酵技术？
• 概念：微生物发酵技术利用微生物的生物转化能力进行产物的生产与改良的技术。 • 历史：微生物发酵技术源远流长，可以追溯到数千年前的古代文明。
微生物发酵技术的应用
食品工业
微生物发酵技术在食品生产中起到重要作用，如酸奶、酒精、面包等食品的生产。
3 环保可持续
微生物发酵技术对环境友好，减少了化学合成过程中的排放和废弃物处理。
微生物发酵技术的基本原理
1 微生物代谢路径
微生物发酵过程中产生多种物质，通过微生物的代谢途径合成所需产物。
2 微生物生长环境要求
微生物的生长需要适宜的温度、pH值和营养物质等环境条件。
微生物发酵技术中的关键技术
模式选择、培养条 件控制
化学工业
微生物发酵技术被广泛应用于化工产品的生产，如酶、有机酸和溶剂等。
药品工业
制药工业依赖微生物发酵技术来合成抗生素、激素和疫苗等药物。
微生物发酵技术的特点
1 产物纯度高
微生物发酵技术可以获得高纯度的产物，满足不同行业对产品纯度的要求。
现代微生物学技术的快速发展将为微生物
Hale Waihona Puke 生产高附加值的产品，推动其发展和应用。
发酵技术带来更多创新和突破。
选择适合的发酵模式和优化 培养条件，以提高产物产量 和品质。
成分控制
控制培养基的成分，包括碳 源、氮源和微量元素等，以 满足微生物生长需求。
反应过程控制
通过控制发酵过程中的温度、 氧气供应和搅拌等参数，优 化产物的生产。
微生物发酵技术的未来发展
1 现代微生物学技术在微生物发酵
技术中的应用
2 微生物发酵技术的未来趋势
《微生物发酵技术》PPT课件
微生物发酵技术
什么是微生物发酵技术？
• 概念：微生物发酵技术利用微生物的生物转化能力进行产物的生产与改良的技术。 • 历史：微生物发酵技术源远流长，可以追溯到数千年前的古代文明。
微生物发酵技术的应用
食品工业
微生物发酵技术在食品生产中起到重要作用，如酸奶、酒精、面包等食品的生产。
3 环保可持续
微生物发酵技术对环境友好，减少了化学合成过程中的排放和废弃物处理。
微生物发酵技术的基本原理
1 微生物代谢路径
微生物发酵过程中产生多种物质，通过微生物的代谢途径合成所需产物。
2 微生物生长环境要求
微生物的生长需要适宜的温度、pH值和营养物质等环境条件。
微生物发酵技术中的关键技术
模式选择、培养条 件控制
化学工业
微生物发酵技术被广泛应用于化工产品的生产，如酶、有机酸和溶剂等。
药品工业
制药工业依赖微生物发酵技术来合成抗生素、激素和疫苗等药物。
微生物发酵技术的特点
1 产物纯度高
微生物发酵技术可以获得高纯度的产物，满足不同行业对产品纯度的要求。
10微生物发酵制药工艺1幻灯片
成品工段
提炼车间
包装车间
包装
原料药
10.2 微生物的生长特征
1、微生物发酵基本过程特征/菌体生长与产物生成的特
征，三个阶段
❖
❖
❖
❖
❖
❖
发酵前期(fermentation prophase)
菌体生长期
发酵中期(fermentation metaphase)
产物合成（分泌）期
发酵后期(fermentation anaphase)
量没有明显增加的一段时间。延迟期是菌体适应环境的过程。
延迟期时间长短不一，与遗传和环境因素有关，由菌体与环
境相互作用的程度决定的。因不同接种量、不同菌种和菌龄
等而表现不同。工业上希望延迟期越短越好，常采用如种子
罐与发酵罐培养基尽量接近，对数期的菌体作为种子、加大
接种量等方法进行放大培养和发酵生产。
14
初级代谢与产物形成是完全分开的，如抗生素、生物碱、微生物毒素的
发酵。对于诱导型基因工程菌，往往在静止期，加入诱导物，基因转录
和产物表达，所以产物生成速率和比速率分别为：
比
生
长
或
比
生
长
速
率
p
生
物
量
或
产
量
时间t
时间t
5、代谢产物的生物合成
❖
代谢（metabolism）是生物体内进行的生理生化反应的统称。
有代谢不稳定性。
(2)次级代谢产物的构建单位
❖
微生物合成的次级代谢产物是由微生物代谢产生的一些中间产物，如由
碳水化合物降解生成的五碳（C5）、四碳（C4）、三碳（C3）、二碳
（C2）化合物和初级代谢产物合成。
提炼车间
包装车间
包装
原料药
10.2 微生物的生长特征
1、微生物发酵基本过程特征/菌体生长与产物生成的特
征，三个阶段
❖
❖
❖
❖
❖
❖
发酵前期(fermentation prophase)
菌体生长期
发酵中期(fermentation metaphase)
产物合成（分泌）期
发酵后期(fermentation anaphase)
量没有明显增加的一段时间。延迟期是菌体适应环境的过程。
延迟期时间长短不一，与遗传和环境因素有关，由菌体与环
境相互作用的程度决定的。因不同接种量、不同菌种和菌龄
等而表现不同。工业上希望延迟期越短越好，常采用如种子
罐与发酵罐培养基尽量接近，对数期的菌体作为种子、加大
接种量等方法进行放大培养和发酵生产。
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初级代谢与产物形成是完全分开的，如抗生素、生物碱、微生物毒素的
发酵。对于诱导型基因工程菌，往往在静止期，加入诱导物，基因转录
和产物表达，所以产物生成速率和比速率分别为：
比
生
长
或
比
生
长
速
率
p
生
物
量
或
产
量
时间t
时间t
5、代谢产物的生物合成
❖
代谢（metabolism）是生物体内进行的生理生化反应的统称。
有代谢不稳定性。
(2)次级代谢产物的构建单位
❖
微生物合成的次级代谢产物是由微生物代谢产生的一些中间产物，如由
碳水化合物降解生成的五碳（C5）、四碳（C4）、三碳（C3）、二碳
（C2）化合物和初级代谢产物合成。
《发酵工程》PPT演示课件
应的压力降也较小。
35
36
❖ 过滤器进行灭菌时，一般是自上而下通入0.20.4 Mpa的蒸汽，灭菌45min后用压缩空气吹 干备用。总过滤器约每月灭菌一次。
37
2). 滤纸过滤器：
❖ 介质:超细玻璃纤维纸。 ❖ 孔径:1-1.5μm ❖厚度: 0.25-0.4mm ❖ 实密度:2600Kg/m3 ❖ 填充率:14.8%。
❖ 求灭菌失败几率为0.001 时所需要的灭菌时间
❖
解：N0 = 40 X106 X 2 X105 = 8X 1012个
❖
Nt= 0.001个
❖
K = 1.8 min-1
❖
灭菌时间：t = 2.303 /1.8 lg （8X
1012/0.001） = 20.34min
15
❖ 例2.若将例1中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度 131℃，此温度下灭菌速率为15min-1。求灭菌所 需的维持时间。
连续
便于自 动控制
蒸汽负 荷均衡
22
23
24
25
6.3 空气过滤除菌 一、发酵用无菌空气的质量标准: 发酵用的无菌空气,就是将自然界的空气 经过压缩,冷却,减湿,过滤等过程达到:
26
1
❖连续提供一定流量的压缩空气。
2
空气的压强为0.2-0.4Mpa
3
进入过滤器之前，空气的相对湿度≤ 70%
31
32
❖
2．空气的过滤除菌
绝对过滤
介质的空隙 小于被拦截的 微生物大小， 如用聚四氟乙 烯或纤维素酯 材料做成的微 孔滤膜。
过滤 拦截的微生物 大小，但介质有 一定厚度，机理 是静电，扩散， 惯性及拦截作用。 如棉花过滤器， 超细玻璃纤维纸， 金属烧结管等。
35
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❖ 过滤器进行灭菌时，一般是自上而下通入0.20.4 Mpa的蒸汽，灭菌45min后用压缩空气吹 干备用。总过滤器约每月灭菌一次。
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2). 滤纸过滤器：
❖ 介质:超细玻璃纤维纸。 ❖ 孔径:1-1.5μm ❖厚度: 0.25-0.4mm ❖ 实密度:2600Kg/m3 ❖ 填充率:14.8%。
❖ 求灭菌失败几率为0.001 时所需要的灭菌时间
❖
解：N0 = 40 X106 X 2 X105 = 8X 1012个
❖
Nt= 0.001个
❖
K = 1.8 min-1
❖
灭菌时间：t = 2.303 /1.8 lg （8X
1012/0.001） = 20.34min
15
❖ 例2.若将例1中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度 131℃，此温度下灭菌速率为15min-1。求灭菌所 需的维持时间。
连续
便于自 动控制
蒸汽负 荷均衡
22
23
24
25
6.3 空气过滤除菌 一、发酵用无菌空气的质量标准: 发酵用的无菌空气,就是将自然界的空气 经过压缩,冷却,减湿,过滤等过程达到:
26
1
❖连续提供一定流量的压缩空气。
2
空气的压强为0.2-0.4Mpa
3
进入过滤器之前，空气的相对湿度≤ 70%
31
32
❖
2．空气的过滤除菌
绝对过滤
介质的空隙 小于被拦截的 微生物大小， 如用聚四氟乙 烯或纤维素酯 材料做成的微 孔滤膜。
过滤 拦截的微生物 大小，但介质有 一定厚度，机理 是静电，扩散， 惯性及拦截作用。 如棉花过滤器， 超细玻璃纤维纸， 金属烧结管等。
第二章 (酶工程)微生物发酵产酶ppt课件
分解代谢物阻遏现象：
实验：细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长，优先 利用葡萄糖。待葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，产生 了两个对数生长期中间隔开一个生长延滞期的“二次 生长现象”(diauxie或biphasic growth）。
这一现象又称葡萄糖效应， 产生的原因是由于葡萄糖降解 物阻遏了分解乳糖酶系的合成。 此调节基因的产物是环腺苷酸 受体蛋白（CRP）,亦称降解物 基因活化蛋白（CAP）。
腺苷酸 环化酶 cAMP
抑制
CAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein）
5'-AMP
磷酸二酯 酶 激活
分解代 谢产物
三、提高酶产量的策略
（一）菌种选育（一劳永逸） 1.诱变育种
(1) 使诱导型变为组成型——选育组成型突变株
(2)使阻遏型变为去阻遏型
C R P c A M P 复 合 物
C R P + c A M P
cAMP-CRP复合物的作用示意图
操纵基因（Operater gene）:
位于启动基因和结构基因之间的一段碱基 顺序，能特异性地与调节基因产生的变构蛋 白结合，操纵酶合成的时机与速度。
结构基因（Structural gene）:
决定某一多肽的DNA模板，与酶有各自 的对应关系，其中的遗传信息可转录为 mRNA，再翻译为蛋白质。
阻遏蛋白
蛋白质
诱导剂
调节基因(regulator gene)：
可产生一种组成型调节蛋白(regulatory protein) （一种变构蛋白），通过与效应物 (effector) （包括诱导物和辅阻遏物）的特异结合 而发生变构作用，从而改变它与操纵基因的结合力。 调节基因常位于调控区的上游。