发酵工程设计概论课件 第五讲共87页
合集下载
《食品生物技术概论》3发酵工程
2. 提取
通过低速离心或者微过滤法除去细胞碎 片，或者有机溶剂沉淀蛋白。利用过滤、萃 取等对蛋白产物进行初步纯化的过程。
主要方法：吸附法、离子交换法、沉淀法、 萃取法、超滤法
3. 精制
用途决定纯度。有时候，蛋白粗提取物就 可以作为产品，有些则对产品要求较高。如 药用等。必须要进行提纯精制。
根据分配机制的不同，分为凝胶色谱、离 子交换色谱、聚焦色谱、疏水色谱、亲和色 谱等几种类型。
典型的分批发酵工艺流程图
微生物分批培养的生长曲线
1.延滞期 2.加速生长期 3.指数生长期 4.减速期 5.稳定期 6.衰亡期
2. 连续发酵
连续发酵：以一定的速度向发酵罐内添加新鲜 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，微生物仍在稳定 状态下生长。
连续发酵可分为单罐连续发酵和多罐串联连续 发酵等方式。
二、发酵工艺控制
发酵的参数 直物接理参参数数
直接化采学用参特数定的传感器检测到的数据 生物参数 间接参数 无法得到直接的数据
1.温度
影响多方面 整个发酵过程中对温度的需求也不一致 生产上一般很少加温
——发酵是放热过程
冷却——夹套和蛇形管冷却
2. PH值
pH与微生物的生命活动密切相关—— 酶催 化活性
食品生物技术概论
第三章 发酵工程
第一节 发酵工程概述
发酵工程概述
第三个转折点 ——人工诱变育种和代谢控制发酵工程技术的建立
❖以动态生物化学和遗传学为基础，将微生物 进行人工诱变，选育高产菌株，实现有选择
地大量生产目的产物。该技术先在氨基酸生
产上获得成功，而后在核苷酸、有机酸、抗
生素等其它产品中得到应用。 ❖代谢控制发酵：利用生物化学或遗传学 的方法，人为地改变或 控制微生物代谢， 使其有用产物大量积累的方法。
（培养基组成，温度，溶氧pH等） ➢ 进行发酵的设备 ➢提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法
和设备
四、发酵工程的特点
发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物 体所进行的化学反应。其主要特点如下：
1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的 生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简 单。
2，发酵所用的原料简单粗放。通常以淀粉、糖 蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机 和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类 别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于 这一特性，可以利用废水和废物等作为发酵的 原料进行生物资源的改造和更新。
“生物导弹” ：
“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，它 由单克隆抗体与药物、酶或放射性同位素配合而成， 因带有单克隆抗体而能自动导向，在生物体内与特 定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治 疗作用。生物导弹在核医学上，特别在人体扫描图 技术和肿瘤定位方面已获得很大进展。例如，向病 人血液中注射用示踪量放射性物质标记的单克隆抗 体，抗体将携带放射活性物质通过全身血液渗透到 所有组织。由于肿瘤细胞表面有特异性抗原可与单 克隆抗体结合，因而这种抗体一放射性同位素结合 物就不断积累在肿瘤上。应用常规核医学显示微仪 器扫描病人身体，就可以在摄影底片上得到放射活 性图像，放射活性密集的区域即肿瘤所在部位。
发酵工程及其应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3
微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成ATP，另一 1.温度： 部分散发到培养基中时，会引起发酵温度升高；机械搅拌也会产
生一部分热量引起温度升高。此外，发酵罐壁散热，水分蒸发会
带走部分热量，使发酵温度降低。
通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整，用
冷却水进行温度的调节
好氧型微生物：溶解氧要充足；
③生产酶制剂 酶制剂是指酶经过提纯、加工后具有催化功能的
生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应。
利用微生物发酵生产α淀粉酶、β淀粉酶、果胶酶、 脂肪酶和氨基肽酶等；目前已有50多种酶制剂用于食品生产。
淀粉酶主要用于面包生产中的面团改良、婴幼儿食品中的谷类原料的预 处理、啤酒制造中用于糖化和分解淀粉、果汁加工中的淀粉分解和提高过 滤速度，以及用于蔬菜、糖浆、怡糖、葡萄糖、粉状糊精等食品的加工制 造。蛋白酶主要用于水解蛋白生产、肉类软化、啤酒抗寒、烘烤制品、干 酪制造等。
菌种的选育 扩大培养 培养基的配制 灭菌
发酵过程的影响因素：
05
06
07
08
接种
发酵 产品的分离 提纯
环节
产品的分离、 提纯
目的 如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束后， 采用过滤、沉淀方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。 如果产品是代谢物，可据产物性质采取适当提取、 分离纯化措施来获得产品。
新人教版选择性必修3发酵工程及其应用课件(共102张)
4.灭菌和接种:在发酵前对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理,接种过程中 要注意防止杂菌污染。 5.发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节:
【特别提醒】通过发酵罐对发酵条件进行控制 (1)温度:通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整。 (2)溶解氧:通过通气量和搅拌速度加以调节。 (3)pH:通过加料装置添加酸或碱进行调节,也可以在培养基中添加pH缓冲液。
b.啤酒的工业化生产流程:
(2)生产各种各样的食品添加剂:酸度调节剂、_增__味__剂__、着色剂、_增__稠__剂__、 防腐剂等。 (3)生产_酶__制__剂__:在食品工业中,经常用到一些酶制剂,如α-淀粉酶、β-淀粉 酶、氨基肽酶和脂肪酶等。
【激疑】有人认为食品添加剂都是有害的,这种想法对吗?为什么? 提示:不对。食品添加剂可以增加食品的营养,改善食物的口味等,只要符合国 家标准,并不会对人体产生伤害。
百度文库
【素养·探究——母题追问】 (1)科学思维——分析与推理 发酵过程中为什么要控制发酵条件? 提示:发酵条件会影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成。 (2)科学探究——结果评价 在谷氨酸发酵中产物是什么?它属于代谢物吗? 提示:谷氨酸发酵产物是谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸,是细胞代谢物。
【素养·迁移】
知识点二 发酵工程的应用 1.发酵工程的应用:发酵工程渗透到几乎所有的工农业领域。 (1)在食品工业上的应用:生产传统的发酵产品、食品添加剂和酶制剂。 (2)在医药工业上的应用:生产抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂和疫苗等。 (3)在农牧业上的应用:生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等。
发酵工程 ppt课件
最适pH的选择
原则：有利于菌体生长和产物的合成。一般根
据实验结果确定。
最适pH与菌株，培养基组成，发酵工艺有关。 应按发酵过程的不同阶段分别控制不同的pH范 围。
pH的控制
调节基础培养基的配方 -调节碳氮比（C/N）
氮源过多，会使菌体生长过于旺盛，pH偏高，不利于代谢 产物的积累，氮源不足，则菌体繁殖量少，从而影响产量。
4.3.3.3 厌氧发酵设备
厌氧发酵也称静止培养, 因其不需供氧, 所以 设备和工艺都较好氧发酵简单。严格的厌氧液 体深层发酵的主要特色是排除发酵罐中的氧。 酒精、丙酮、丁醇、乳酸和啤酒等都是采用液 体厌氧发酵工艺生产的。
啤酒发酵罐
4.3.4 下游加工过程
从发酵液中分离、精制有关产品的过程称为发酵生 产的下游加工过程（Down stream processing）。
利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来 制备微生物菌体或其代谢产物的过程。
路易斯· 巴斯德（Louis Pasteur)
近代微生物奠基人 巴氏消毒法
每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展。 每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展。
传染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒
力，病菌可以被改造成防病的疫苗。
4.3.3.2 通风搅拌式发酵罐
在通风搅拌式发酵罐中，通风的目的不仅是供 给微生物所需要的氧，同时还利用通入发酵罐 的空气，代替搅拌器使发酵液均匀混合。
发酵工程概论
（4）按发酵工艺流程区分
• 分批发酵 • 连续发酵 • 补料发酵
（5）按发酵过程中对氧的不同需求来分
• 厌氧发酵 • 通风发酵
5 发酵工业范围
1. 酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等) 2.食品工业(酱、酱油、醋、腐乳、面包、
酸乳等) 3.有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等) 4.抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉
FERMENTATION Process Control
Fermentation engineering
FERMENTATION Process Control
下游工程
DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment -by product recovery
2、放线菌
放线菌：是一类呈菌丝状生长，主要以孢 子繁殖和陆生性较强的原核生物。
2、放线菌
放线菌的形态
2、放线菌
放线菌的结构
基内菌丝：深入培
气
生
孢
菌
子
丝
丝
养基内，吸收营养
气生菌丝：伸展在 空气中
孢子 孢子丝：气生菌丝
分化，具孢子
培养基
基内菌丝
2、放线菌
放线菌的分布 – 放线菌在自然界分布很广，在土壤、堆肥和湖 底、河底的淤泥等处，尤其在土壤中种类和数 量很多。
发酵工程课程设计
发酵工程课程设计
设计说明书
45M 3
机械搅拌通风发酵罐的设计
起止日期： 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 5 日
包装与材料工程学院
2013年12 月
31 日
目 录
第一章 前言 ...........
第二章
设计方案 .......
第三章 谷氨酸的发酵工艺 ................. 错误!未指定书签。
3.1谷氨酸的发酵工艺流程图： .................... 错误!未指定书签。
3.2谷氨酸的生产原料及处理【7】 ................... 错误!未指定书签。 3.3谷氨酸发酵工艺技术参数 ...................... 错误!未指定书签。 3.4谷氨酸发酵环境控制 .......................... 错误!未指定书签。
第四章 发酵罐设计及谷氨酸发酵基本参数 ... 错误!未指定书签。
4.1发酵罐的型式 ................................ 错误!未指定书签。 4.2发酵罐的用途 ................................ 错误!未指定书签。
第五章 发酵罐造型及工艺计算 ............. 错误!未指定书签。
5.1 发酵罐容积的确定 ........................... 错误!未指定书签。 5.2发酵罐主要尺寸的计算 ........................ 错误!未指定书签。 5.3罐体 ........................................ 错误!未指定书签。
发酵工程
发酵工程
（西农生技复习）
——望海1973整理第一章发酵工程概述
发酵的现代概念：利用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或其代谢产物的过程统称为发酵。
发酵工程的概念：利用微生物或其他生物细胞，在特定的生物反应器内生产某种特定的产品的工业化生产过程和技术体系。
发酵工程反应过程的特点——与化学工程相比
核心过程是生物学过程而非化学过程（系统性、间接控制性、非线性）
条件温和、特别注重生产过程的无菌
发酵工程：就是化学工程中各有关单元操作结合了微生物特性的一门学科。与化学工程相比，发酵工程的特点是：
1.常温常压反应
2.原料无毒，很多发酵行业生产比较粗放
3.遵循生物代谢规律
4.较易生产复杂的高分子化合物
5.发酵液下游提取常需预处理
6.注重发酵过程染菌的防止
7.育种是提高产量的重要途径
发酵罐的分类
按微生物生长代谢需要分类：分为好氧和厌氧二类
按照发酵罐设备特点分类：分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐按容积分类：实验室用（1～50L）中试用（50～5000L）生产用（5000L 以上）按微生物生长环境分类：悬浮生长发酵罐和支持生长发酵罐
机械搅拌通气发酵罐
1.通用型机械搅拌通气发酵罐
为发酵工厂最常用的发酵罐，
特点：由压空系统负责通气，机械搅拌系统机械搅拌。
缺点：能耗较大，机械剪切力较大，容易产生死角。
2.自吸式发酵罐
空气靠叶轮带动发酵液高速流动或液体喷射形成的真空自行吸入，无需通风装置。
优点：传质效率高，能耗低；
缺点：罐内为负压，机械剪切力大，应用范围有限。
分批发酵
又称分批培养，是指将所有的物料（除空气、消沫剂、调节pH值的酸碱物外）一次性加入发酵罐，然后灭菌、接种、培养，最后将整个罐的内容物放出，进行产物回收。清罐结束后，重新开始新的装料发酵的发酵方式
发酵工程技术概论
3.第三阶段：1942-1952——抗生素工业 世界上第一个抗生素产品是青霉素，第二个抗
生素是链霉素。
青霉素工业化成功推动了发酵工业的发展，主 要标志有：深层发酵、生产大规模化、多种抗 生素、氨基酸、核酸发酵成功，甾体的微生物 转化。
谷氨酸发酵的生产实例
谷 氨 酸 钠 是 味 精 的
微生物发酵技术
1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出 了著名的发酵理论：“一切发酵过程都是微生 物作用的结果。”
巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用； 酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着 科学技术的发展，可以用加热处理等方法来杀死 有害的微生物，防止酒发生质变。 同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人 工培养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵， 获得所需的发酵产品。
原生质体融合于1978年第三届国际工业微生物遗 传学讨论会上提出，是基因重组的一种重要方法
原生质体育种技术主要有原生质体融合、原生质 体转化技术，原生质体诱变育种等。
1.步骤
（1）标记菌株的筛选和稳定性验证。 （2）原生质体制备。 （3）等量原生质体加聚乙二醇促进融合。 （4）涂布于再生培养基，再生出菌落。 （5）选择性培养基上划线生长，分离验证，挑取
二、自然育种
※定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进
行菌种选育的过程。
第五章-发酵过程控制ppt课件(全)
静止期（V），因营养物质耗尽，有害物质大量积累， 细胞的浓度达到最大值，不再增加。
死亡期（VI）
在死亡期（VI），细胞开始死亡，活细胞的浓度不断 下降，这时α＞μ，生长呈负增长。工业发酵一般不 会等到菌体开始自溶时才结束培养。发酵周期的长 短不仅取决于前面五期的长短还取决于菌的初始浓 度X0。
第三节 发酵过程主要影响因素及其控制
一般发酵过程控制主要参数：pH值、温度、溶解氧浓度、基质浓度、空 气流量、压力、搅拌转速、搅拌功率、黏度、浊度、料液流量、产物的浓 度、氧化还原电位、废气中的氧含量、废气中的CO2含量、菌丝形态、菌 体浓度等。
温度：发酵整个过程或不同阶段中所维持的温度 。 溶解氧浓度：需氧菌发酵的必备条件。 基质浓度：发酵液中糖、氮、磷等重要营养物质的浓度。 空气流量：每分钟内Fra Baidu bibliotek单位体积发酵液通入空气的体积，也叫通风比。 压力：发酵过程中发酵罐维持的压力。 黏度：细胞生长或细胞形态的一项标志，也能反映发酵罐中菌丝分裂过程
对有些微生物培养在接种时添加某种激活剂可大大缩短延滞 期。
菌龄相同的菌种，则接种量越大，停滞期越短，而 培养基的浓度对停滞期的长短影响不大。
停滞期的长短，差别很大，短的几乎觉察不到，瞬 间即可完成，而长的要在接种后2～3天才开始生长。
种子一般应采用对数生长期且达到一定浓度的培养 物，该种子能耐受含高渗化合物和低CO2分压的培 养基。
死亡期（VI）
在死亡期（VI），细胞开始死亡，活细胞的浓度不断 下降，这时α＞μ，生长呈负增长。工业发酵一般不 会等到菌体开始自溶时才结束培养。发酵周期的长 短不仅取决于前面五期的长短还取决于菌的初始浓 度X0。
第三节 发酵过程主要影响因素及其控制
一般发酵过程控制主要参数：pH值、温度、溶解氧浓度、基质浓度、空 气流量、压力、搅拌转速、搅拌功率、黏度、浊度、料液流量、产物的浓 度、氧化还原电位、废气中的氧含量、废气中的CO2含量、菌丝形态、菌 体浓度等。
温度：发酵整个过程或不同阶段中所维持的温度 。 溶解氧浓度：需氧菌发酵的必备条件。 基质浓度：发酵液中糖、氮、磷等重要营养物质的浓度。 空气流量：每分钟内Fra Baidu bibliotek单位体积发酵液通入空气的体积，也叫通风比。 压力：发酵过程中发酵罐维持的压力。 黏度：细胞生长或细胞形态的一项标志，也能反映发酵罐中菌丝分裂过程
对有些微生物培养在接种时添加某种激活剂可大大缩短延滞 期。
菌龄相同的菌种，则接种量越大，停滞期越短，而 培养基的浓度对停滞期的长短影响不大。
停滞期的长短，差别很大，短的几乎觉察不到，瞬 间即可完成，而长的要在接种后2～3天才开始生长。
种子一般应采用对数生长期且达到一定浓度的培养 物，该种子能耐受含高渗化合物和低CO2分压的培 养基。
发酵工程 ppt课件
产生多种抗生素（12 000余种，60%左右来自放 线菌），经济价值大
发酵工程 ppt课件
Reproductive mycelium（孢子丝）
直形、波浪形或螺旋形
Aerial mycelium （气生菌丝)
Substrate mycelium
（基内菌丝)
发酵工程 ppt课件
放线菌生殖方式
发酵工程 ppt课件
Arrangements of Cocci
球菌
单球菌 链球菌
双球菌 四联球菌
八叠球菌
葡萄球菌
发酵工程 ppt课件
单球菌
双球菌
肺炎双球菌
Streptococcus pyogenes
streptococcus链球菌发酵工程
ppt课件
酿脓链球菌
tetrad四联球菌
micrococcus tetragenus 四联微球菌 金属镀膜，×40 000
发酵 工程 内容
1.菌种的选育 2.培养基的配制 3.培养基和设备的灭菌 4.扩大培养和接种 5.发酵过程 6.产品的分离提纯
发酵工程 ppt课件
1.菌种的选育
1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵 理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”
巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒 变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技术的 发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物，防止 酒发生质变。
发酵工程 ppt课件
Reproductive mycelium（孢子丝）
直形、波浪形或螺旋形
Aerial mycelium （气生菌丝)
Substrate mycelium
（基内菌丝)
发酵工程 ppt课件
放线菌生殖方式
发酵工程 ppt课件
Arrangements of Cocci
球菌
单球菌 链球菌
双球菌 四联球菌
八叠球菌
葡萄球菌
发酵工程 ppt课件
单球菌
双球菌
肺炎双球菌
Streptococcus pyogenes
streptococcus链球菌发酵工程
ppt课件
酿脓链球菌
tetrad四联球菌
micrococcus tetragenus 四联微球菌 金属镀膜，×40 000
发酵 工程 内容
1.菌种的选育 2.培养基的配制 3.培养基和设备的灭菌 4.扩大培养和接种 5.发酵过程 6.产品的分离提纯
发酵工程 ppt课件
1.菌种的选育
1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵 理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”
巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒 变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技术的 发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物，防止 酒发生质变。
发酵工程5
微生物的营养来源
• （1）能源 • 自养菌：光；氢，硫胺；亚硝酸盐，亚 铁盐。 • 异养菌：碳水化合物等有机物，石油 天然气和石油化工产品，如醋酸。
• （2）碳源： • 碳酸气； • 淀粉水解糖，糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液 等 • 石油、正构石蜡，天然气 • 醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
• （3）氮源 • 豆饼或蚕蛹水解液，味精废液，玉米浆， 酒糟水等有机氮 • 尿素，硫酸铵，氨水，硝酸盐等无机氮 • 气态氮
葡萄糖： • 是最易利用的糖，并且作为加速微生物 生长的一种有效的糖。 • 过多的葡萄糖会过分加速菌体的呼吸， 以致培养基中的溶解氧不能满足需要。
• 糖蜜：是制糖厂生产糖时的结晶母液，是蔗糖 厂的副产物。含有较丰富的糖、氨素化合物和 无机维生素等，是微生物工业的价廉物美的原 料。 • 淀粉：一般要经菌体产生的胞外酶水解成单糖 后再被吸收利用。可克服葡萄代谢过快的弊病。 来源丰富，价格比较低廉。常用的为玉米淀粉、 小麦淀粉和甘薯淀。
生理代谢
菌种筛选
种子培养
发酵培养
• （2） 固体培养基 • 分类：斜面试管、平板等 • 是在液体培养基中加入凝固剂配 成的，最常用的凝固剂是琼脂。
• 作用： • 固体培养基在菌种的分 离、保藏、菌落特征的观察、 活菌计数和鉴定菌种方面是 不可缺少的。 • 在制曲、酶制剂、柠檬 酸等生产中，用来培养霉菌 等的固体种子和发酵培养基 是由麸皮等农作物加无机元 素等制成的。
发酵工程
37
通气搅拌生物反应器
（1）笼式通气搅拌生物反应器 避免通气时气泡直接损伤细胞。它借助一 个多孔的通气装置在笼内通气。缺点：气 路不能在线灭菌。 （2）双层笼式通气搅拌生物反应器 使气路能在线灭菌，并采用具有静止密封 的磁力驱动装置，将单层改为双层，扩大 了丝网交换面积，使氧传递系数增大。
38
m：微生物的最大比生长速度 S：限制性营养物质的浓度 Ks：饱和常数，当=1/2 m时的S的 浓度
44
Ks的大小反映了微生物对营养物质的吸收 亲和力大小， Ks越大，表示微生物对营 养物质的吸收亲和力越小，反之，就越大。 一般来说，细菌的m大于真菌，对同一 细菌而言，培养温度升高， m增大；营 养物质成分改变， m也会发生变化。 生产过程中，为了避免营养物质的抑制作 用，分批培养时，培养基中的营养物质浓 度不宜太高。
17
二、微生物的酶
除了动植物酶制剂外，利用发酵技术提取 的微生物酶制剂具有特殊优点。微生物的 酶主要应用于食品及其有关工业中。 酶的生产是受到微生物本身严格控制。为 改进酶的生产能力可以改变这些控制，如 在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变 和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。
18
三、微生物代谢产物
又称分批发酵，是指在一个密闭系统内投入有限数量的 营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生 物在特定条件下只完成一个生长繁殖周期的培养方法。 1942年，Monod方程 温度、pH值、营养物质类型和营养物浓度等条件一定 时，微生物细胞的比生长速度与限制性营养物质的浓度 之间存在一定的关系，即：
通气搅拌生物反应器
（1）笼式通气搅拌生物反应器 避免通气时气泡直接损伤细胞。它借助一 个多孔的通气装置在笼内通气。缺点：气 路不能在线灭菌。 （2）双层笼式通气搅拌生物反应器 使气路能在线灭菌，并采用具有静止密封 的磁力驱动装置，将单层改为双层，扩大 了丝网交换面积，使氧传递系数增大。
38
m：微生物的最大比生长速度 S：限制性营养物质的浓度 Ks：饱和常数，当=1/2 m时的S的 浓度
44
Ks的大小反映了微生物对营养物质的吸收 亲和力大小， Ks越大，表示微生物对营 养物质的吸收亲和力越小，反之，就越大。 一般来说，细菌的m大于真菌，对同一 细菌而言，培养温度升高， m增大；营 养物质成分改变， m也会发生变化。 生产过程中，为了避免营养物质的抑制作 用，分批培养时，培养基中的营养物质浓 度不宜太高。
17
二、微生物的酶
除了动植物酶制剂外，利用发酵技术提取 的微生物酶制剂具有特殊优点。微生物的 酶主要应用于食品及其有关工业中。 酶的生产是受到微生物本身严格控制。为 改进酶的生产能力可以改变这些控制，如 在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变 和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。
18
三、微生物代谢产物
又称分批发酵，是指在一个密闭系统内投入有限数量的 营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生 物在特定条件下只完成一个生长繁殖周期的培养方法。 1942年，Monod方程 温度、pH值、营养物质类型和营养物浓度等条件一定 时，微生物细胞的比生长速度与限制性营养物质的浓度 之间存在一定的关系，即：
食品发酵工程概论
一是成本
二是驯化
例：柠檬酸发酵
以蔗糖为原料
成分 麦芽汁 蔗糖 NH4NO3 K2HPO4 MgSO4.H2O KCl 琼脂
斜面 麦汁
种子罐
发酵
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
20% 0.11% 0.025% 0.015%
2%
薯干粉
成分
斜面
种子罐
发酵
麦芽汁 薯干粉 (NH4)2SO4 琼脂
根据微生物对氧的需求分：好氧发酵、厌氧发酵
第一节
分批式发酵
微生物的发酵方式
概念：在发酵过程中，除了不断进行通气（好氧发
酵），调节发酵液pH外与外界没有其它物料交
换的一种发酵方式。培养基的一次性加入，产
品一次性收获。 特点：操作简单、周期短、染菌机会少、原料利用率 高、但产率低。
第一节
微生物的发酵方式
分批发酵中微生物的生长状态
微生物的生长曲线：将少量
单细胞纯培养接种的一恒定
容积的新鲜液体培养基中， 在适宜的条件下培养，定时 取样测定细菌含量，如果以 培养时间为横坐标，以细菌 数目的对数为纵坐标作图， 所得的曲线。
第一节
对数期
微生物的发酵方式
特点：细菌数以几何级数增加，代时稳定，细菌数的 增加与原生质量的增加及菌液浊度成正相关。 代时：单个细胞完成一次分裂所需要的时间称为代时 （不同菌种对数期的代时不同，同一种菌培养条件不 同代时不同） 问题：发酵工业选择那个时期的微生物细胞作为种子？
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、wk.baidu.com复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
发酵工程设计概论课件 第五讲
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
43、wk.baidu.com复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
发酵工程设计概论课件 第五讲
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹