发酵工程原理PPT课件
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《发酵工程原理》课件
04
发酵工程应用实例
酒精发酵
酒精发酵简介
酒精发酵原理
酒精发酵是一种通过酵母菌将糖类物质转 化为乙醇和二氧化碳的过程，广泛应用于 酒精饮料、生物能源等领域。
酒精发酵主要基于酵母菌的厌氧代谢，通 过糖酵解途径将葡萄糖转化为乙醇和二氧 化碳。
酒精发酵工艺
酒精发酵的应用
酒精发酵工艺包括原料选择、糖化、发酵 、蒸馏和精馏等步骤，每个步骤都有严格 的操作要求。
生物农药的应用
生物农药广泛应用于农业、林 业等领域，可有效防治病虫害 ，提高农产品质量和产量。
05
发酵工程的前景与挑战
新型生物反应器的研发与应用
总结词
新型生物反应器是发酵工程的重要发 展方向，能够提高发酵效率和产物质 量。
详细描述
新型生物反应器采用先进的材料和设 计，优化了发酵过程中的氧气和营养 物质传递，减少了染菌风险，提高了 产物浓度和收率。
发酵工程通过控制微生物的生长和代谢过程，生产出包括食品、饮料、饲料、医 药品、化学品和农业用化学品等在内的各种有用物质。它具有高度洁净的生产环 境，能够实现高效转化和大规模生产，是现代生物技术的重要组成部分。
发酵工程的发展历程
总结词
发酵工程经历了自然发酵、纯培养技术、通气发酵、 酶工程和基因工程等阶段，发展至今已成为一门高度 综合性的生物工程技术。
02
微生物发酵过程
微生物发酵的类型
厌氧发酵
在无氧条件下，利用厌氧菌进行发酵，产生 乙醇、乳酸等。
兼性厌氧发酵
在有氧和无氧条件下都能进行发酵，产生酒 精、酵母等。
好氧发酵
在有氧条件下，利用好氧菌进行发酵，产生 丙酮、丁醇等。
混合发酵
同时利用多种微生物进行发酵，产生多种代 谢产物。
发酵工程第十三章发酵产物分离原理与技术
01
活性炭：容易从水溶液中吸附溶质，吸附芳香族化合物能力大。
02
活性炭种类：有酸性、碱性或中性。
03
活性炭吸附选择性差，不能进行精炼。
04
②、疏水性或非极性吸附剂
活性炭种类
活性炭种类
颗粒大小
表面积
吸附力
吸附量
洗脱
粉末活性炭
小
大
大
大
难
颗粒活性炭
较小
较大
较小
较小
难
锦纶活性炭
大
小
小
小
易
粉末活性炭 锦纶活性炭
02
一、等电点沉淀法
从猪胰脏中提取胰蛋白酶原：胰蛋白酶原的pI＝8.9，可先于pH 3.0左右进行等电点沉淀，除去共存的许多酸性蛋白质(pI=3.0)。工业生产胰岛素(pI＝5.3)时，先调pH至8.0除去碱性蛋白质，再调pH至3.0除去酸性蛋白质(同时加入一定浓度的有机溶剂以提高沉淀效果)。
A
碱性磷酸酯酶的pI沉淀提取：发酵液调pH4.0后出现含碱性磷酸酯酶的沉淀物，离心收集沉淀物。用pH9.0的0.1 mol/L Tris-HCl缓冲液重新溶解，加入20～40%饱和度的硫酸铵分级，离心收集的沉淀Tris-HCl缓冲液再次沉淀，即得较纯的碱性磷酸酯酶。
盐离子电荷的中和作用，使蛋白质溶解度下降；
盐离子引起原本在蛋白质分子周围有序排列的水分子的极化，使水活度降低。
1、盐析法的原理
盐析原理示意图
蛋白质的溶解度与盐浓度间的关系可用Cohn方程式表示：
盐析原理
图1 碳氧血红蛋白的溶解度与硫酸铵离子强度的关系图
蛋白质的溶解度与盐浓度间的关系可用Cohn方程式表示： logS/S0 = －Ks·I logS=β-KsI S — 离子强度为I时的蛋白溶解度 (g/L); S0 — 纯溶剂（即I = 0）时蛋白的溶解度； Ks — 盐析常数，与温度和pH无关； I — 离子强度 当温度一定时，S0对于某一溶质是一常数，即logS0 = 是溶质的特征常数，对于蛋白质而言，其大小主要取决于不同蛋白质的性质，它也与溶液的温度和pH值有关，但与盐的种类无关。
活性炭：容易从水溶液中吸附溶质，吸附芳香族化合物能力大。
02
活性炭种类：有酸性、碱性或中性。
03
活性炭吸附选择性差，不能进行精炼。
04
②、疏水性或非极性吸附剂
活性炭种类
活性炭种类
颗粒大小
表面积
吸附力
吸附量
洗脱
粉末活性炭
小
大
大
大
难
颗粒活性炭
较小
较大
较小
较小
难
锦纶活性炭
大
小
小
小
易
粉末活性炭 锦纶活性炭
02
一、等电点沉淀法
从猪胰脏中提取胰蛋白酶原：胰蛋白酶原的pI＝8.9，可先于pH 3.0左右进行等电点沉淀，除去共存的许多酸性蛋白质(pI=3.0)。工业生产胰岛素(pI＝5.3)时，先调pH至8.0除去碱性蛋白质，再调pH至3.0除去酸性蛋白质(同时加入一定浓度的有机溶剂以提高沉淀效果)。
A
碱性磷酸酯酶的pI沉淀提取：发酵液调pH4.0后出现含碱性磷酸酯酶的沉淀物，离心收集沉淀物。用pH9.0的0.1 mol/L Tris-HCl缓冲液重新溶解，加入20～40%饱和度的硫酸铵分级，离心收集的沉淀Tris-HCl缓冲液再次沉淀，即得较纯的碱性磷酸酯酶。
盐离子电荷的中和作用，使蛋白质溶解度下降；
盐离子引起原本在蛋白质分子周围有序排列的水分子的极化，使水活度降低。
1、盐析法的原理
盐析原理示意图
蛋白质的溶解度与盐浓度间的关系可用Cohn方程式表示：
盐析原理
图1 碳氧血红蛋白的溶解度与硫酸铵离子强度的关系图
蛋白质的溶解度与盐浓度间的关系可用Cohn方程式表示： logS/S0 = －Ks·I logS=β-KsI S — 离子强度为I时的蛋白溶解度 (g/L); S0 — 纯溶剂（即I = 0）时蛋白的溶解度； Ks — 盐析常数，与温度和pH无关； I — 离子强度 当温度一定时，S0对于某一溶质是一常数，即logS0 = 是溶质的特征常数，对于蛋白质而言，其大小主要取决于不同蛋白质的性质，它也与溶液的温度和pH值有关，但与盐的种类无关。
《发酵工程绪论》课件
《发酵工程绪论》ppt课件
目录
• 发酵工程简介 • 发酵工程的基本原理 • 发酵工程的主要技术 • 发酵工程的应用实例 • 发酵工程的未来发展
01
发酵工程简介
发酵工程定义
01
02
03
发酵工程
利用微生物的代谢过程， 通过现代工程技术手段， 生产有用物质或直接应用 于工业生产的一种技术。
发酵工程的核心
氨基酸的生产
氨基酸简介
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，具有氨基和羧基的有机化合物。
氨基酸的生产
通过发酵工程，可以将糖类物质转化为氨基酸。不同的微生物具有不同的氨基酸合成能 力，通过选择适当的菌种和发酵条件，可以生产出各种氨基酸，如谷氨酸、赖氨酸等。
有机酸的生产
有机酸简介
有机酸是指含有羧基的化合物，具有酸味。
THANKS
感谢观看
合成生物学
结合合成生物学技术，设计和构建新型微生物， 实现特定代谢产物的优化生产。
人工智能与大数据
利用人工智能和大数据技术，对发酵过程进行实 时监控、优化和控制，提高发酵效率。
生物资源的利用与保护
要点一
微生物资源的挖掘与利用
深入挖掘各种微生物资源，利用其代谢产物，实现生物资 源的最大化利用。
要点二
乳酸发酵可以用于生产酸奶、乳酪等乳制 品，以及泡菜、酸豆角等蔬菜制品。乳酸 发酵可以提高食品的口感和品质，延长保 质期，同时还有助于维持肠道菌群平衡。
酶制剂的生产
酶制剂简介
酶是一种具有生物催化功能的蛋白质，酶制 剂则是经过加工制成的酶制品。
酶制剂的应用
酶制剂可以用于食品、饲料、纺织、造纸、 制药等领域。例如，淀粉酶可以用于淀粉加 工，提高淀粉的利用率；蛋白酶可以用于蛋 白质水解，生产氨基酸和肽类物质。
目录
• 发酵工程简介 • 发酵工程的基本原理 • 发酵工程的主要技术 • 发酵工程的应用实例 • 发酵工程的未来发展
01
发酵工程简介
发酵工程定义
01
02
03
发酵工程
利用微生物的代谢过程， 通过现代工程技术手段， 生产有用物质或直接应用 于工业生产的一种技术。
发酵工程的核心
氨基酸的生产
氨基酸简介
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，具有氨基和羧基的有机化合物。
氨基酸的生产
通过发酵工程，可以将糖类物质转化为氨基酸。不同的微生物具有不同的氨基酸合成能 力，通过选择适当的菌种和发酵条件，可以生产出各种氨基酸，如谷氨酸、赖氨酸等。
有机酸的生产
有机酸简介
有机酸是指含有羧基的化合物，具有酸味。
THANKS
感谢观看
合成生物学
结合合成生物学技术，设计和构建新型微生物， 实现特定代谢产物的优化生产。
人工智能与大数据
利用人工智能和大数据技术，对发酵过程进行实 时监控、优化和控制，提高发酵效率。
生物资源的利用与保护
要点一
微生物资源的挖掘与利用
深入挖掘各种微生物资源，利用其代谢产物，实现生物资 源的最大化利用。
要点二
乳酸发酵可以用于生产酸奶、乳酪等乳制 品，以及泡菜、酸豆角等蔬菜制品。乳酸 发酵可以提高食品的口感和品质，延长保 质期，同时还有助于维持肠道菌群平衡。
酶制剂的生产
酶制剂简介
酶是一种具有生物催化功能的蛋白质，酶制 剂则是经过加工制成的酶制品。
酶制剂的应用
酶制剂可以用于食品、饲料、纺织、造纸、 制药等领域。例如，淀粉酶可以用于淀粉加 工，提高淀粉的利用率；蛋白酶可以用于蛋 白质水解，生产氨基酸和肽类物质。
发酵工程知识讲座ppt课件
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❖ 快速利用的氮源物质： 如氨水、铵盐促进菌体生长。
缓慢利用的氮源物质： ❖ 有利于延长产物的合成期。
❖ 如果氮源物质投料多，会造成菌体生长快， 但菌体衰老也快。
❖ 解决方法：“中间补料”。
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37
五、温度对发酵的影响及控制
温度是影响有机体生长繁殖最重要的 因素之一，因为任何生物化学的酶促反应 都是直接与温度变化有关的，最终影响微 生物的生长和产物形成。
发
酵 工
种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术集成。
酵程
工
程
现 代 发
是将DNA重组及细胞融合技术、酶工程技术、组学及代谢网络调 控技术、过程工程优化与放大技术等新技术与传统发酵工程融合，
酵 大大提高传统发酵技术水平，拓展传统发酵应用领域和产品范围
工 程
的一种现代工业生物技术体系（新一代工业生物技术）。 强调现代生物技术、控制技术和装备技术在传统与现代发酵工业
不同。 3）最适发酵温度，与培养基成分和浓度等相关。 ❖ 温度的控制
依靠夹层或蛇管控制。 目前许多发酵罐都采用自动化控制，但要常巡查， 确保其正常运行。
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六、溶解氧对发酵的影响及控制 在好氧深层培养中，氧气的供应往往是发酵 能否成功的重要限制因素之一。
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13
二、发酵生产类型
1、以微生物细胞为产物的发酵 2、以微生物代谢产物为产品的发酵 3、以微生物酶为产品的发酵 4、生物转化或修饰化合物的发酵 5、微生物废水处理和其他
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1、生产微生物细胞物质
❖ 定义：是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞
《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。
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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。
第三章 发酵工程原理及其在食品工业中的应用[可修改版ppt]
![第三章 发酵工程原理及其在食品工业中的应用[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/92ff29c8964bcf84b8d57b86.png)
利用固体基质，如麸皮、米糠、秸秆等为主要原料， 再根据需要添加其他谷糠、豆饼、无机盐等，加水拌成含 水量适度的半固态物料作为培养基，供微生物的生长繁殖 和产生代谢产物。目前利用固体发酵法生产的产品有酒曲、 白酒、酱油、食醋、腐乳、酶制剂、食用菌等。
（二）液体发酵法
利用液态培养基，进行微生物的生长繁殖和形成人们所 需要的代谢产物。根据通气（供氧）或不通气及通气方法 的不同，又分为液体表面发酵法、液体深层通气发酵法、 液体厌氧发酵法三种。
第三章 发酵工程原理及 其在食品工业中的应用
（一）发酵工程主要研究对象 1.大规模微生物细胞培养过程； 2.大规模培养基灭菌和空气灭菌过程； 3.微生物细胞生长和产物形成动力学； 4.发酵过程的优化； 5.生物反应器的放大和设计； 6.发酵过程的参数监控和计算机应用； 7.发酵产品的分离和纯化等工程技术问题。
一、食品发酵工业对微生物菌种的一般要求
1.菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和繁殖， 并且生成所需的代谢产物产量要高。
2.菌种可以在要求不高，易于控制的培养条件下（糖浓 度、温度、pH值、溶解氧和渗透压等）迅速生长和发酵。
3.菌株生长速度和产物生成速度应较快，发酵周期较短。
4.根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变 菌株、调节突变菌株或野生菌株。
（二）发酵工程产品类型 1.以菌体为产品。(酵母菌、单细胞蛋白) 2.以微生物的酶为产品。（碱性蛋白酶、淀粉酶）发酵作用，对某种化合物的化学结构进行改造，
即产品的转化过程。（醋的酿造）
二、发酵工程的发展简史
（一）天然发酵阶段 主要产品有黄酒、白酒、啤酒、酒精和醋等。多数产
（二）酵母菌
发酵工业中常用的酵母：酿酒酵母、汉逊酵母和各种 假丝酵母等。除了用来酿造饮料酒、酒精和烤制面包外， 还可用于生产甘油、酶制剂、有机酸等。此外，由于酵 母菌体本事富含蛋白质、核糖核酸、细胞色素C、酶类 及多种维生素，又是医药、食品、饲料行业中的重要原 料。
（二）液体发酵法
利用液态培养基，进行微生物的生长繁殖和形成人们所 需要的代谢产物。根据通气（供氧）或不通气及通气方法 的不同，又分为液体表面发酵法、液体深层通气发酵法、 液体厌氧发酵法三种。
第三章 发酵工程原理及 其在食品工业中的应用
（一）发酵工程主要研究对象 1.大规模微生物细胞培养过程； 2.大规模培养基灭菌和空气灭菌过程； 3.微生物细胞生长和产物形成动力学； 4.发酵过程的优化； 5.生物反应器的放大和设计； 6.发酵过程的参数监控和计算机应用； 7.发酵产品的分离和纯化等工程技术问题。
一、食品发酵工业对微生物菌种的一般要求
1.菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和繁殖， 并且生成所需的代谢产物产量要高。
2.菌种可以在要求不高，易于控制的培养条件下（糖浓 度、温度、pH值、溶解氧和渗透压等）迅速生长和发酵。
3.菌株生长速度和产物生成速度应较快，发酵周期较短。
4.根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变 菌株、调节突变菌株或野生菌株。
（二）发酵工程产品类型 1.以菌体为产品。(酵母菌、单细胞蛋白) 2.以微生物的酶为产品。（碱性蛋白酶、淀粉酶）发酵作用，对某种化合物的化学结构进行改造，
即产品的转化过程。（醋的酿造）
二、发酵工程的发展简史
（一）天然发酵阶段 主要产品有黄酒、白酒、啤酒、酒精和醋等。多数产
（二）酵母菌
发酵工业中常用的酵母：酿酒酵母、汉逊酵母和各种 假丝酵母等。除了用来酿造饮料酒、酒精和烤制面包外， 还可用于生产甘油、酶制剂、有机酸等。此外，由于酵 母菌体本事富含蛋白质、核糖核酸、细胞色素C、酶类 及多种维生素，又是医药、食品、饲料行业中的重要原 料。
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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；
4.微生物发酵工程分为两大部分：
绪
发酵部分：
论
提纯部分：
.
6
发酵工程
二、微生物工程的发展史 1.自然发酵时期；经验操作 2.纯培养技术的建立
绪
厌氧发酵工程技术逐渐发展，该期产品如丙 酮等。
论
3.通气搅拌的好气性发酵工程技术的建立， 抗生素工业开始，有机酸、酶制剂、维生素、 激素等产品的问世。
.
7
发酵工程
4.人工诱变育种与代谢控制发酵工业技术的建 立；上个世纪60年代，氨基酸微生物工业发酵 技术建立，这是在分子生物学发展的基础上实 现的，这表明遗传工程技术在发酵生产中得到 应用。人工诱变育种代谢控制发酵工程技术的 绪 建立，是微生物工程发展的一个转折时期。
论 5.发酵动力学、发酵过程的连续化、自动化工 程技术的建立；
.
16
发酵工程
通过学习，应初步掌握： ①优良菌种选育； ②合理控制发酵条件，调节代谢途径（增加 前体物质或抑制物质）； 绪 ③生产过程连续化、自动化； 论 ④探求新工艺、新设备； ⑤从事微生物工程的研究和设计能力； 主要内容：发酵机理、代谢控制、发酵产物 提纯
.
17
个人观点供参考，欢迎讨论！
.
4
发酵工程
2.微生物工程与化学工程相比，具有明显的 区别：
①发酵过程是极其复杂的生物化学反应；
绪 ②发酵过程的各种反应与微生物活细胞息息 论 相关；
③对发酵的控制是通过对微生物代谢的控制 来实现的；
.
5
发酵工程
3.发酵醪的流体力学性质和一般典型的溶液 有明显的不同，不服从牛顿力学规律，称为 非牛顿流体。
.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10
发酵工程
1.发酵产品的生产特点：
①一般操作条件比较温和； ②原料以淀粉、糖蜜等为主； ③过程反应以生命体的自动调节方式进行； ④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等； 绪 ⑤能进行一些特殊反应，如官能团导入； 论 ⑥生产产品的生物体本身也是产物； ⑦生产过程中，需要防止杂菌污染； ⑧通过菌种性能的改变，从而获得新的反应性 能或提高生产率；
.
13
发酵工程
四、发酵类型及工艺流程
根据微生物对氧的需求情况：好氧发酵、厌 氧发酵、兼性厌氧； 根据培养基性状：液体发酵、固体发酵； 绪 根据工艺流程：分批发酵、连续发酵； 论 典型工艺流程：菌种→种子→发酵→产物提 取→废弃物处理
.
14
发酵工程
五、发酵工业在国民经济中的应用
六、发酵工业发展趋势
⑻核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸等）
.
12
发酵工程
⑼维生素发酵工业（维生素B族等） ⑽生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） ⑾微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、SCP等） ⑿微生物环境净化工业（利用微生物处理废 绪 水、污水等）
论 ⒀生物能工业（沼气、纤维等发酵生产酒精、 乙烯等物质）
⒁微生物冶金工业（利用微生物探矿、冶金、 石油脱硫等）
.
11
发酵工程
2.微生物工业的范围
发酵工业的产品可分为：菌体、酶、代谢产 物、转化修饰产物；
⑴酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等）
绪
⑵食品工业（酱、醋等） ⑶有机溶剂发酵工业（酒精等）
论 ⑷抗生素工业（青霉素、链霉素、土霉素等）
⑸有机酸发酵工业（柠檬酸、醋酸、乳酸等）
⑹酶制剂工（淀粉酶、蛋白酶等）
⑺氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等）
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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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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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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
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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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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；
4.微生物发酵工程分为两大部分：
绪
发酵部分：
论
提纯部分：
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二、微生物工程的发展史 1.自然发酵时期；经验操作 2.纯培养技术的建立
绪
厌氧发酵工程技术逐渐发展，该期产品如丙 酮等。
论
3.通气搅拌的好气性发酵工程技术的建立， 抗生素工业开始，有机酸、酶制剂、维生素、 激素等产品的问世。
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发酵工程
4.人工诱变育种与代谢控制发酵工业技术的建 立；上个世纪60年代，氨基酸微生物工业发酵 技术建立，这是在分子生物学发展的基础上实 现的，这表明遗传工程技术在发酵生产中得到 应用。人工诱变育种代谢控制发酵工程技术的 绪 建立，是微生物工程发展的一个转折时期。
论 5.发酵动力学、发酵过程的连续化、自动化工 程技术的建立；
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通过学习，应初步掌握： ①优良菌种选育； ②合理控制发酵条件，调节代谢途径（增加 前体物质或抑制物质）； 绪 ③生产过程连续化、自动化； 论 ④探求新工艺、新设备； ⑤从事微生物工程的研究和设计能力； 主要内容：发酵机理、代谢控制、发酵产物 提纯
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个人观点供参考，欢迎讨论！
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2.微生物工程与化学工程相比，具有明显的 区别：
①发酵过程是极其复杂的生物化学反应；
绪 ②发酵过程的各种反应与微生物活细胞息息 论 相关；
③对发酵的控制是通过对微生物代谢的控制 来实现的；
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3.发酵醪的流体力学性质和一般典型的溶液 有明显的不同，不服从牛顿力学规律，称为 非牛顿流体。
.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1.发酵产品的生产特点：
①一般操作条件比较温和； ②原料以淀粉、糖蜜等为主； ③过程反应以生命体的自动调节方式进行； ④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等； 绪 ⑤能进行一些特殊反应，如官能团导入； 论 ⑥生产产品的生物体本身也是产物； ⑦生产过程中，需要防止杂菌污染； ⑧通过菌种性能的改变，从而获得新的反应性 能或提高生产率；
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四、发酵类型及工艺流程
根据微生物对氧的需求情况：好氧发酵、厌 氧发酵、兼性厌氧； 根据培养基性状：液体发酵、固体发酵； 绪 根据工艺流程：分批发酵、连续发酵； 论 典型工艺流程：菌种→种子→发酵→产物提 取→废弃物处理
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五、发酵工业在国民经济中的应用
六、发酵工业发展趋势
⑻核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸等）
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⑼维生素发酵工业（维生素B族等） ⑽生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） ⑾微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、SCP等） ⑿微生物环境净化工业（利用微生物处理废 绪 水、污水等）
论 ⒀生物能工业（沼气、纤维等发酵生产酒精、 乙烯等物质）
⒁微生物冶金工业（利用微生物探矿、冶金、 石油脱硫等）
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2.微生物工业的范围
发酵工业的产品可分为：菌体、酶、代谢产 物、转化修饰产物；
⑴酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等）
绪
⑵食品工业（酱、醋等） ⑶有机溶剂发酵工业（酒精等）
论 ⑷抗生素工业（青霉素、链霉素、土霉素等）
⑸有机酸发酵工业（柠檬酸、醋酸、乳酸等）
⑹酶制剂工（淀粉酶、蛋白酶等）
⑺氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等）