发酵技术复习重点
发酵复习重点
发酵复习重点第一章绪论1.名词解释:发酵工程现代发酵工程:采用现代工程技术手段,利用生物细胞的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程中的一种新技术。
2.发酵过程中包括哪些环节?发酵工程的内容包括了以下的基本步骤:1.菌种的选育2.培养基的配置3.灭菌4.种子扩大培养和接种5.发酵过程控制6.发酵动力学及代谢机理7.发酵过程的比拟放大8.分离提纯3.简述发酵工程的发展历史。
⏹ 1.传统发酵工业:●从人类出现到19世纪中期⏹ 2.近代发酵工业建立时期●19世纪50年代到20世纪40年代⏹ 3.近代发酵工业全盛时期●从20世纪40年代初到70年代末⏹ 4.现代发酵工业建立和发展●20世纪70年代末至今4.发酵工业的研究范围包括哪几个方面?⏹ 1.微生物菌体发酵⏹ 2.微生物酶发酵⏹ 3.微生物代谢产物发酵⏹ 4.微生物转化发酵⏹ 5.生物技术的生物细胞发酵5.简述发酵工程的主要前沿进展。
主要研究:人工选育和改良菌种⏹高等动植物细胞培养⏹固定化技术广泛应用⏹开发大型节能高效的发酵装置⏹强调代谢机理与调控研究⏹将生物技术广泛地用于环境工程⏹混合菌发酵前沿进展:⏹过程优化技术⏹多尺度生物反应器优化控制技术⏹生物炼制第二章菌种选育1.发酵工业对菌种的要求有哪些,菌种的来源有哪些?⏹原料廉价,生长迅速,目的产物产量高;⏹培养条件易于控制,发酵周期较短;⏹抗噬菌体及杂菌污染的能力强;⏹菌种不易变异退化;⏹对放大设备的适应性强;⏹菌种不是病原菌,不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
●从自然界筛选●菌种保藏机构●从发酵制品中分离2.常见的菌种选育方法有哪些?经典育种:自然选育,诱变育种,有一定盲目性。
定向育种:杂交育种,分子育种(DNA重组技术)如碱基类似物、5—氟尿嘧啶、烷化剂等4.菌种保藏有哪些主要方法?⏹1、斜面低温保藏⏹2、液体石蜡覆盖保藏⏹3、沙土管保藏法⏹4、悬液保藏法⏹5、真空冷冻干燥保藏法⏹6、低温保藏法⏹7、液氮超低温保藏法第三章微生物培养基1.组成工业培养基的主要成分有哪些,各成分来自哪些资源?一、碳源种类:⏹糖:单糖中的己糖,寡糖中的蔗糖、麦芽糖、棉子糖,多糖中的淀粉、纤维素、半纤维素、甲壳质和果胶质等,其中淀粉是大多数微生物都能利用的碳源。
发酵工程章节复习资料
发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念1、传统发酵最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象,或者是指酒的⽣产过程。
2、⽣化和⽣理学意义的发酵指微⽣物在⽆氧条件下,分解各种有机物质产⽣能量的⼀种⽅式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电⼦受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。
3、⼯业上的发酵泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括:1. 厌氧培养的⽣产过程,如酒精,乳酸等。
2. 通⽓(有氧)培养的⽣产过程,如抗⽣素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。
发酵⼯程(Fermentation Biotechnology): 应⽤微⽣物学等相关的⾃然科学以及⼯程学原理,利⽤微⽣物等⽣物细胞进⾏酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的⼀门科学。
2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段,每段的技术特点是什么?1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造,好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴:⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴:从分解代谢转为⽣物合成代谢,可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴:遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程:以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础,通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究,使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术:可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业(啤酒、葡萄酒、⽩酒)2. ⾷品⼯业(酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸)3. 抗⽣素⼯业(青霉素、链霉素、⼟霉素)4. 有机酸⼯业(柠檬酸、葡萄糖酸)5. 酶制剂⼯业(淀粉酶、蛋⽩酶)6. 氨基酸⼯业(⾕氨酸、赖氨酸)7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业(酒精、丙酮)9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业(沼⽓、⽣物柴油)11.环境保护产业(废⽔⽣物处理)12.⽣理活性物质发酵⼯业(激素)13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业(酵母、单细胞蛋⽩)4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐,发酵⼯程具有以下特点:1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应,与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏,反应安全,需求条件也⽐较简单3、发酵醪(包括固相、液相、⽓相,还含有活细胞体或菌丝体),属⾮⽜顿流体,其特性影响因素很多,对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统,以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、反应以⽣命体的⾃动调节⽅式进⾏,因此数⼗个反应过程能够像单⼀反应⼀样,在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段,为了适应菌体与发酵产物的特点,需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。
发酵相关知识点归纳总结
发酵相关知识点归纳总结一、发酵的基本过程发酵是一种由微生物或酶参与的生化过程,其基本过程可以归纳为以下几个步骤:1. 营养物质的吸收:微生物吸收到适宜的营养物质(如碳源、氮源、微量元素等)后,开始进行生长和繁殖。
2. 菌体生长和产酶:微生物在适宜的环境条件下进行生长和繁殖,同时产生各种酶。
3. 酶的作用:产生的酶对底物进行水解、转化或缩合等反应,生成所需的产物。
4. 产物的积累:产物在发酵过程中积累到一定浓度后,可以进行提取、精制和加工,最终得到商品化的产品。
二、发酵过程的影响因素发酵过程受到许多因素的影响,包括微生物菌株的选择、发酵环境的控制、底物和产物的相互作用等,以下是发酵过程中常见的影响因素:1. 微生物菌株的选择:不同的微生物菌株对不同的底物和条件有着不同的适应性和特点,菌株的选择对发酵过程起着决定性的作用。
2. 发酵环境的控制:包括温度、pH值、氧气供应、搅拌速率等,在不同的发酵过程中,需要根据具体底物和菌株的特点进行合理的控制。
3. 底物和产物的相互作用:在发酵过程中,底物和产物的积累、抑制作用等都会对发酵过程产生影响,需要进行合理的底物供应和产物回收。
三、常见的发酵生产产品发酵技术在食品工业、医药工业、生物能源工业等领域得到广泛应用,以下是一些常见的发酵生产产品:1. 食品类产品:酸奶、葡萄酒、啤酒、面包、豆豉、酱油、醋等。
2. 医药类产品:抗生素、生物药品、酶制剂、维生素等。
3. 生物能源类产品:生物柴油、生物酒精、生物氢气等。
4. 化工类产品:有机酸、氨基酸、酶制剂、饲料添加剂等。
四、发酵技术的发展与应用随着生物工程、生物技术和微生物学等科学技术的不断发展,发酵技术在各个领域得到了迅速的发展和应用,以下是一些发酵技术的发展趋势和应用前景:1. 发酵工程技术:包括发酵设备的自动化、发酵过程的动态模拟和优化、在线监测和控制技术等方面的发展,使得发酵工艺的稳定性和效率得到了显著提高。
发酵工程全部知识点总结
发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。
主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。
2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性,通过合理调控环境条件,进行微生物发酵过程中的相关技术。
二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物,广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。
2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用,如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。
3. 真菌真菌发酵应用广泛,包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。
三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中,通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。
2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中,通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。
3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中,采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。
四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一,根据不同的发酵工艺和需求,可以采用不同类型的发酵罐。
2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中,针对不同的微生物和产物特性,进行合理的发酵条件控制和操作流程。
3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中,通过自动化设备和仪器,实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。
五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛,如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。
2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛,如生产抗生素、激素、酶制剂等。
3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用,如生物乙醇、生物柴油等。
4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用,如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。
六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步,发酵工程的技术也在不断提高,发酵设备和工艺不断更新。
发酵重点资料整理
发酵重点资料整理名词解释:工业发酵的含义:通过微生物的生长繁殖以及代谢活动,产生和累计人们所需要的产物的生化反应。
发酵工程的含义:利用微生物的某种特定功能,通过现代工程技术手段,给微生物提供适宜的生长条件,生长。
出所需要的产物的生物反应工程代谢控制发酵:有意识地改变微生物的代谢途径,最大限度地积累产物。
利用有机酸和氨基酸的代谢控制。
巴斯德效应:氧气对发酵的抑制作用。
巴斯德发现,在酵母菌发酵时,通入氧气,呼吸作用增强,发酵作用降低。
初级代谢产物与次级代谢产物:初级代谢产物是微生物通过代谢活动,产生与自身生长繁殖必须的物质;次级代谢产物是生成对自身无明确影响的产物。
自发突变与诱发突变:自发突变是微生物在一定情况下自身发生的变异;诱发突变是人为地有意识地将生物置于诱变因子当中,该生物发生突变。
自然选育:根据自然变异从自然界选出符合生成要求的菌种。
诱变育种:用人工方法引起菌体变异,再筛选出适合的菌种。
营养缺陷型菌株:野生菌株通过人工诱变或者自然突变失去合成某种营养物的能力。
在缺乏改种营养物的培养基时,不能生长。
发酵培养基:满足大量菌体生长、繁殖以及产物积累的培养基。
C/N 比:培养基中的碳源及氮源的比值。
DE 值:葡萄糖当量值,是指糖化液中还原糖占干物质的比例。
生长因子:生长所必须的微量的有机物。
前体物、产物促进剂:前体物以及产物促进剂可以促进产物的积累。
前体是可以直接被微生物合成到产物,促进剂能改改变细胞渗透性。
过滤介质除菌:利用过滤介质的除菌方法。
分为绝对过滤介质除菌,深层过滤介质。
绝对过滤介质是利用微生物大于过滤孔径的机制。
深层过滤介质是利用重力沉降、扩散运动、惯性冲击、阻截、静电吸附。
实罐灭菌(实消)、空消:实罐灭菌又称分批灭菌,将培养基输入到发酵罐,一同灭菌。
连续灭菌是指将培养基先灭菌,在倒入已经灭菌后的发酵罐中的灭菌方式。
发酵罐要在之前先消毒,称为空消。
接种量:接种量是移入的接种液体积占接种后培养液体积的比例。
高三发酵工程重要知识点
高三发酵工程重要知识点发酵工程是一门综合性学科,涉及生物、化学、工程等多个领域。
在高三阶段,学生需要全面掌握发酵工程的重要知识点,以应对考试和未来的学习和研究。
下面将介绍一些高三发酵工程的重要知识点。
1. 发酵原理发酵是指利用微生物在有机物质存在下进行代谢作用,产生新的有用物质过程。
其中,微生物是发酵的关键因素,常见的有乳酸菌、酵母菌等。
发酵的基本过程包括微生物的增殖、代谢产物的生成和底物被消耗三个阶段。
2. 发酵过程控制发酵过程控制是指通过调节温度、pH值、氧气供应等条件,实现对发酵过程的控制和优化。
在实际操作中,需要根据发酵产物的要求和微生物的特性来选择合适的控制策略。
例如,对于酵母菌的发酵,温度的控制非常重要,过高或过低都会影响产率和产物质量。
3. 发酵罐设计发酵罐是进行发酵工程实验或生产的主要设备之一。
其设计应考虑到微生物的生长特性,以提供合适的温度、氧气和营养物质。
另外,罐内的搅拌、通气等操作也需要满足发酵过程的要求。
发酵罐的设计需要结合具体的实验目的和工艺要求进行。
4. 发酵产物的提取与纯化在完成发酵过程后,常常需要对发酵产物进行提取和纯化,以获得纯净的目标产物。
常用的提取方法包括溶剂萃取、膜分离和超滤等。
纯化方法则包括离子交换、凝胶渗透和高效液相色谱等。
不同的产物和实验目的需要选择合适的提取和纯化方法。
5. 发酵工程中的微生物遗传改造技术微生物遗传改造技术是发酵工程中的重要内容之一。
通过基因工程技术,可以改造微生物的代谢途径和酶系统,以增加目标产物的产量和改善其质量。
例如,通过引入外源基因,可以使微生物产生重要的药物、酶和生物材料等。
6. 发酵工程中的安全与环保在进行发酵工程实验和生产过程中,安全和环保是必须重视的问题。
需注意生物安全防护、废棄物处理和能源的优化利用等。
合理进行安全评估和环境影响评估,确保发酵工程实验和生产能够安全、高效地进行。
7. 发酵工程的应用发酵工程广泛应用于医药、食品、化工等领域。
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☆要实现发酵过程并得到发酵产品,必须具备的条件:①要有某种适宜的微生物;②要保证或控制微生物进行代谢的各种条件(培养基组成、温度、溶解氧浓度、碱度等);③要有进行微生物发酵的设备;④要有将菌体或代谢产物提取出来,精制成产品的方法和设备。
发酵生产过程是利用生物体的生命活动来获取产品的,与化学生产过程相比其特点为:1、生产过程通常都是在常温下进行,一般操作条件比较温和,各种设备不必考虑防爆问题,可能使一种设备有多种用途。
2、生产所用的原料常以淀粉、糖蜜等碳水化合物为主,并加入少量的有机和无机氮源,原料只要不含对生物有害的物质,一般不需对原料进行预处理。
3、生产过程中的反应是以生命体的自动调节方式进行的,因此数十个反应过程能够像单一的反应一样,在单一的生物反应器中进行。
4、能够很容易地生产复杂的高分子化合物,其中酶、光学活性体等的生产是发酵生产过程中最有特色的领域。
5、利用生命体特有的反应机制,能够高选择性地进行复杂化合物在特定部位上的氧化、还原、官能团导入等反应。
6、生产产品的生物体有时也是产物,其富含维生素、蛋白质、酶等;除特殊情况外,生物体的培养液一般不会对人和动物造成危害。
7、发酵生产过程中最需要注意的是防止杂菌污染,尤其是噬菌体的侵入危害很大,有时甚至是致命的,因此,生产过程的灭菌十分重要,它决定着生产的成败。
8、通过改良生物体的生产性能,可在不增加设备投资的条件下,利用原有的生产设备使生产能力上升。
发酵工业的优缺点:优点:1.产物结构复杂性和特异性: 2. 过程安全性:水相、常温、常压、中性、不燃不爆3.主要原料可再生性:阳光和土地4.原料可替换性5.反应自控性6.设备通用性7.副产物可综合利用性8.生产能力可提高性:突变与基因扩增9.产物类型可塑性:突变与转基因缺点:1.副产物多,分离精制困难2.反应速度慢3.原料转化率低4.反应浓度低5.生产稳定性差6.设备庞大,辅助设备多,投资大7.废水、废渣排放量大,处理费用高8.生产过程容易受到其他微生物的污染9.通气、搅拌、冷却等能耗大☆发酵工业对微生物菌种的要求1.能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和生成所需的代谢产物,产量高的菌种。
微生物发酵技术复习大纲.doc
微生物发酵技术复习大纲名词解释1、初级代谢产物:微生物通过初级代谢途径,产生微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物。
2、次级代谢:是微生物在一定的生理阶段出现的一种特殊代谢类型,是某些微生物为了避免在代谢过程中某些代谢产物的积累造成的不利作用,而产生的一类利于生存的代谢类型,次级代谢产物通常是在生产后期合成。
3、湿热灭菌法:按被灭菌物品的性质不同,选择不同温度的湿热蒸汽进行灭菌,此法在同一温度下笔干热杀菌效力大。
4、连续灭菌:培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌,冷却后送入己灭菌的发酵罐内的灭菌工艺过程,又称连消。
5、诱变育种:利用各种诱变剂处理微生物细胞,提高基因的随机突变频率,扩大变异幅度,通过一定的筛选方法,获取所需要优良菌株的过程。
6、菌种初筛:是从分离得到的大量菌种中将合成忖的产物的菌种筛选出來的过程。
初筛可分为平板筛选和摇瓶发酵筛选。
7、菌种复筛:对初筛出来的菌种进行复筛,通常采用摇瓶培养法,一般一个菌株至少要重复3〜5个瓶,培养后的发酵液必须釆用精确分析方法测定。
8、自然选育:在生产过程中,不经过人工诱变处理,利用菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程。
9、种子扩大培养:是指将保存在沙土管、冷冻干燥管、斜面试管等中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和高质量的纯种的过程。
10、巴斯德消毒法:将待消毒的物品在60-62°C加热30min或在70°C加热15min,以杀死其屮的病原菌和一部分微生物的营养体。
11、辐射灭菌法:利用高能量的电磁辐射和微粒辐射来杀死微生物。
12、微生物转化:是指利用微生物代谢过程中的某些酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能基团产物的牛物化学反应。
13、质粒:是一种能够独立复制的染色体外遗传因子。
14、抗生素:是青霉素、链霉索、红霉素和四环素等一类化学物质的总称,是生物在其生命过程中产生的能在低浓度下有选择性地抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。
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发酵及发酵工业广义——通过微生物的培养使某种特定代谢产物或菌体本身大量积累的过程。
狭义——厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。
发酵工业:(巴斯德)经纯种培养和提炼精制获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过程叫发酵工业。
如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶、维生素、某些色素等。
酿造(brewing):我国人们对一些特定产品发酵生产的特殊称法,是未知的混合微生物区系参与的一种自然发酵。
酿造工业:经自然培养、不需提炼精制、产品由复杂成分构成并对风味有特殊要求的食品或调味品的生产过程。
如黄酒、清酒、葡萄酒、酱油、醋、腐乳、豆豉、面酱等。
1836-1837年Larkutzing发现在啤酒的发酵中存在活的生物体,但并未发现发酵与微生物的关系。
发酵是由微生物进行的一种化学变化,不同类型的发酵是由形态可以区别的各种特殊的微生物所引起的。
1870年,Pasteur发现了微生物之间有相互抑制的作用。
即拮抗作用。
其间1804年,法国厨师阿卑特(Appert)发明了瓶装罐头)科赫的功绩发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立证实炭疽病因—炭疽杆菌发现结核病原菌—结核杆菌科赫法则1880年,发现可以通过稀释把多种微生物分离开来,建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
建立了研究的微生物一系列方法,把早年在马铃薯块上的培养技术改为明胶平板(1881)和琼脂平板(1882)显微镜技术:包括细菌鞭毛在内的许多染色方法、悬滴培养法以及显微摄影技术。
利用平板分离方法找到并分离许多传染病的病源菌(炭疽、结核、链球、)1884年提出了科赫法则(Koch’s ostulates):病原微生物存在与病体而非健康体;可纯培养;纯培养物接种后染病;可重新分离再培养(Joseph Lister,1827~1912)首创用石炭酸喷洒手术室和煮沸手术用具以防术后感染,为防腐、消毒,以及无菌操作奠定了基础。
1878年,李斯特分离乳酸链球菌时用注射器和酒杯培养装置1897年,Buchner(布赫纳)阐明了发酵的化学本质。
发酵工程考试整理
发酵工程考试整理1. 引言发酵工程是研究微生物在繁殖、代谢和生物转化过程中的应用技术,广泛应用于食品工业、医药工业、化工工业等领域。
发酵工程考试是对学生在发酵工程学习中所掌握的理论知识、实践操作和问题解决能力的考察。
本文将对发酵工程考试内容进行整理,帮助同学们更好地复习和备考。
2. 理论知识2.1 发酵微生物•常见发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、曲霉菌等。
其特点、分类、培养条件和应用需牢记。
•发酵微生物的生长曲线、生长速率和生长限制因素是发酵工程研究的重要内容。
•在发酵过程中,微生物会产生代谢产物,如乳酸、酒精、酸碱等,理解产物的生成途径和影响因素很重要。
2.2 发酵罐的设计和操作•发酵罐的设计包括体积、氧气传递、搅拌、温度、pH值等因素,掌握其设计原理和参数调控方法。
•掌握发酵罐的清洁和消毒操作,避免污染和细菌感染。
2.3 发酵工艺•主要发酵工艺包括批次发酵、连续发酵、半连续发酵等,了解各工艺的特点和优缺点。
•发酵工艺参数的确定是保证发酵过程顺利进行的重要步骤,涉及培养基的配方、气体供给、搅拌速度等因素。
3. 实验操作3.1 培养基的配制•掌握培养基中各成分的配比和消毒操作,保证培养基的质量。
•培养基的pH值的调节和测定是常见的实验操作,了解调节方法和相关仪器的使用。
3.2 各类发酵系统的操作•批次发酵系统的操作包括发酵罐的准备、培养基的接种、参数的调控等。
•连续发酵系统的操作需要了解进料和出料的流程控制和稳定性维护。
•半连续发酵系统的操作涉及在连续发酵的基础上,添加某些原料以实现特定产物的生产。
3.3 检测和分析技术•发酵过程中需要对微生物代谢产物进行定量分析,如pH值的测定、温度的测量等。
•常见的微生物代谢产物分析方法有高效液相色谱、气相色谱和质谱分析等,了解其原理和操作流程。
4. 问题解决和应用展望4.1 问题解决能力•发酵工程中会出现一些常见问题,如微生物感染、发酵罐温度控制失常等,能够快速定位问题并解决是考察的重点。
发酵技术考前复习资料
一、绪论发酵:已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支,成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。
现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包,而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物,生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料,在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。
(理解记忆)发酵的定义:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
发酵工程定义:也称为微生物工程,是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系,该体系主要包括菌种选育、保藏和扩大生产,微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备,以及微生物生理功能的工业化利用等在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养,或利用固定化酶,固定化细胞所做的反应器加工底物(即有生化催化剂参加),以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。
主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。
如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态发酵工程组成:上游工程、发酵工程、下游工程发酵方法的类别:a.根据对氧的需要区分:厌氧和有氧发酵;b.根据培养基物理性状区分:液体和固体发酵;c.根据从微生物生长特性区分:分批发酵和连续发酵发酵流程:保藏菌种→斜面活化→扩大培养→种子罐→主发酵(这两个步骤加入灭菌的空气和碳源、氮源、无机盐等营养物质)→产品分离纯化→成品工业发酵步骤和工艺流程:(1) 用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制(2) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(3) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中(4) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物(5) 将产物抽提并进行精制,以得到合格的产品(6) 回收或处理发酵过程中产生的废物和废水发酵原料的预处理:原料不同处理方法也有所差异。
发酵工程复习重点
微生物生物技术重点第一章1 发酵的概念传统概念:指酵母作用于果汁或发芽谷物,进行酒精发酵时产生CO2的现象。
生物学概念:发酵是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质开释能量的过程。
(生化)工业生物学家概念: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现代概念:培养生物细胞(含动植物和微生物)来制取产物的所有过程2 生物工程(Microbial engineering )是利用微生物的特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系;是将传统发酵与现代DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
发酵工程的发展简史1、传统的发酵时期——天然发几千年酒(古埃及龙山文化)啤酒、黄酒、酱油、泡菜等特点多数产品为嫌气性发酵非纯种培养单凭体会传授技术,使产品质量不稳固(不了解微生物与发酵的关系)2、近代发酵工程时期——纯培养技术1665 英国物理学家Robert Hooke(罗伯特·胡克)细胞壁1680 荷兰列文·虎克(Antonie vanLeeuwenhoek) 活细胞人类认识到微生物的存在特点多数产品为嫌气性发酵非纯种培养单凭体会传授技术,使产品质量不稳固(不了解微生物与发酵的关系)由天然发酵阶段转向纯培养发酵(第一次转折过程特点产品的生产过程较为简单,对生产要求不高,规模不大3、近代发酵工程时期——深层培养技术显现于20世纪40年代,以抗生素的生产为标志青霉素的发觉与大量需求表面培养法(surface culture) 效价40U/mL,纯度20%,收率30%二战期间,青霉素发酵生产成功青霉素发酵生产的成功,给发酵工业带来两大功绩:开拓了以青霉素为先锋的庞大抗生素发酵工业建立深层培养法(submerged fermentation),把通气搅拌技术引入发酵工业。
它使得需氧菌的发酵生产从此走上了大规模工业化生产途径。
发酵技术及应用复习要点
第二章白酒一、白酒的分类1、按曲种分:大曲白酒(大曲为糖化发酵剂、进行多次发酵,然后蒸馏、勾兑、贮存而成的酒)、小曲白酒、麸曲白酒(以纯粹培养的曲霉菌及酵母制成的散麸曲和酒母为糖化发酵剂,进行多次发酵,然后进行蒸馏、勾兑、贮存)、大小曲混用酒(贵州董酒)、液体曲白酒、酶法白酒。
2、按香型分:酱香型(茅台酒)、浓香型(泸州特曲酒)、清香型(汾酒)、米香型(桂林三花酒)、凤香型(西凤酒)、兼香型(董酒)。
3、按原料分:粮谷酒、薯干酒、代粮酒4、按生产方法分:固体发酵白酒、半固态发酵酒、液态发酵酒5、按酒质量分:名优白酒、一般白酒6、按酒度高低分:高度白酒(酒度在50%~65%(v/v))、中度白酒(酒度在40%~49%(v/v))、低度白酒(酒度一般在40%以下)。
二、白酒的生产原理1、白酒发酵的基本原理主要是酵母的糖代谢过程,酵母消耗还原性糖,一部分通过异化和同化作用,合成酵母本身物质,绝大部分通过代谢作用释放出能量,产生乙醇等代谢产物,并放出二氧化碳。
淀粉原料分解、酒精发酵、有机酸形成、蛋白质的变化在发酵和陈酿过程中,有机酸和高级醇发生酯化反应成酯,成为白酒呈香的主要物质。
三、白酒生产原料及其特点1、高粱:分粳高粱与糯高粱。
粳高粱含直链淀粉较多,较难溶于水,蛋白质含量高于糯高粱。
糯高粱几乎全是直链淀粉,淀粉含量虽较粳高粱低,但具有吸水性强,容易糊化的特点,出酒率高,是历史悠久的酿酒原料。
2、玉米:玉米淀粉主要集中在胚乳内,颗粒结构紧密,质地坚硬,要很长的蒸煮时间才能充分糊化,容易在发酵过程中氧化而产生异味带入酒中,所以玉米做原料酿酒不如高粱酿出的酒纯净。
3、大米:大米淀粉含量高,质地纯正,结构疏松,利于糊化,蛋白质、脂肪及纤维等含量较少。
在混蒸式的蒸馏中,可将饭味带入酒中,酿出的酒具有爽净的特点,故有“大米酿酒净”之说。
4、小麦:小麦中含有丰富的碳水化合物,粘着力强,营养丰富,在发酵中产热量较大,所以生产中单独使用应慎重。
高三生物一轮复习发酵工程知识点
发酵工程一、发酵发酵:是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
二、发酵工程1、概念:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。
2、微生物:包括来自天然界的微生物和基因重组的微生物。
3、应用①食品工业上:传统的发酵成品(酱油、酒类)、食品添加剂(柠檬酸、味精)、酶制剂(α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶)②农牧业上:生产微生物肥料(根瘤菌制作根瘤菌肥)、生产微生物农药(苏云金杆菌防治80多种虫害)、生产微生物饲料(用酵母菌、乳酸菌等生产单细胞蛋白)三、传统发酵技术1、菌种来源:原料中天然存在的或前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物。
2、类型:固体发酵和半固体发酵3、实质:有氧或无氧条件下的物质氧化分解。
4、结果:生产人们需要的各种发酵产品。
5、应用:果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作。
四、果酒和果醋1、制作原理与发酵条件挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵↓ ↓ 果酒 果醋 3、果酒、果醋制作的注意事项(1)材料的选择与处理:选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。
冲洗以洗去灰尘为目的,且不要太干净,以防洗去野生型酵母菌。
(2)防止发酵液被污染的方法 ①榨汁机要清洗干净并晾干。
②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒,或用洗洁精洗涤。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。
五、腐乳的制作1、制作原理:毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶,分解有机物。
①蛋白质――→蛋白酶氨基酸+小分子的肽。
②脂肪――→脂肪酶甘油+脂肪酸。
2、制作流程:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
3、影响条件①温度:控制在15~18℃。
②材料的用量:控制盐的用量,酒精含量控制在12%左右。
③配制卤汤:卤汤的成分及作用。
4、腐乳制作的注意事项(1)豆腐选取:其含水量以70%为宜。
(2)控制好材料的用量:对卤汤中盐(盐∶豆腐=1∶5)和酒(12%左右)的用量需要严格控制。
发酵类知识点总结大全
发酵类知识点总结大全一、发酵的基本概念1.1 发酵的定义发酵是一种利用微生物、酵母或酶来进行有机物质的分解或转化过程。
在发酵过程中,微生物或酶通过一系列的代谢反应,将有机物质分解成更简单的物质,或者将一个化合物转化成另一个化合物。
1.2 发酵的发现发酵技术早在古代就已经存在。
古代人类发现了面粉与水混合发酵后可以制成面包,葡萄汁经过发酵可以制成葡萄酒,豆类经过发酵可以制成豆腐等。
这些古代的发酵技术奠定了现代发酵工业的基础。
1.3 发酵的应用发酵技术在食品加工、饮料制作、药物生产以及工业生产中都有着广泛的应用。
通过发酵技术,可以制作出各种美味的食品和饮料,生产出各种有益的药物,还可以制造出各种化学品和生物制品。
二、发酵过程中微生物的作用2.1 发酵过程中的微生物发酵过程中,微生物是发酵的关键因素之一。
常见的发酵微生物包括酵母菌、细菌和霉菌等。
这些微生物通过各种代谢反应,将有机物质分解成更简单的物质,或者将一个化合物转化成另一个化合物。
2.2 酵母菌的作用酵母菌是发酵过程中最常见的微生物。
它可以利用糖类物质进行发酵,产生二氧化碳和酒精。
酵母菌在酿酒、酿造面包等食品加工过程中起着重要作用。
2.3 乳酸菌的作用乳酸菌是一类常见的乳酸发酵菌,它可以将糖类物质分解成乳酸和一氧化碳。
乳酸发酵是很多发酵食品加工过程中常见的一种发酵方式,比如酸奶的制作就是利用了乳酸菌的乳酸发酵能力。
2.4 解盐菌的作用解盐菌是一类能够在高盐环境中生存的微生物,它们通常被用来进行盐渍食品的发酵,比如咸菜、酱油等。
三、发酵过程中酶的作用3.1 酶的作用在发酵过程中,酶起着至关重要的作用。
酶是一类特殊的蛋白质分子,它可以加速化学反应的进行,而不参与反应本身。
通过酶的作用,可以使食品中的糖类、蛋白质和脂肪等分子得到分解,或者让一种化合物转化为另一种化合物。
3.2 淀粉酶的作用淀粉酶是一类能够将淀粉分解为较短链糖的酶。
在面包、饼干等食品的制作过程中,淀粉酶可以将面粉中的淀粉分解成较易发酵的麦芽糖,从而促进发酵过程的进行。
发酵工程复习资料
发酵工程复习资料第一章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型?答案要点:一)发酵的类型:按发酵原料分类:糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵;按发酵形式分类:固体发酵、液体发酵;按发酵工艺流程分类:分批发酵、连续发酵、流加发酵;按发酵过程对氧的需求分类:厌氧发酵、通风发酵;按发酵产物分类:氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵二)发酵产品的类型:以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。
答案要点:一)组成:上游工程:菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。
发酵工程:发酵培养。
下游工程:产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。
二)基本要求:发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三)主要特点: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,要求条件简单;2)发酵所用的原料主要以再生资源为主;3)发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单一的代谢产物;4)获得按常规方法难以生产的产品;5)投资少,见效快,经济效率高;6)维持无菌条件是发酵成败的关键;7)环境污染小。
3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位?答案要点:因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用,例如:抗生素的生产;饮料食品等的制造;沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。
所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。
4、了解发酵工业的类型及必备条件。
答案要点:一)发酵工业类型:食品发酵工业:食品、酒类1)传统分类非食品发酵工业:抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白酿造业:利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。
2)现代分类发酵工业:经过微生物纯种培养后,提炼、精制而获得成分单纯、无风味要求的产品。
发酵工程复习重点
发酵工程复习重点1、发酵工程的概念:发酵原理与工程学的结合,利用生物细胞(含动物、植物和微生物细胞),在合适的条件下,经特定的代谢途径转变成所需产物或菌体的过程。
是研究利用生物材料生产有用物质,服务于人类的一门综合性科学技术。
2、发酵过程的分类:1)获取能量的方式:好氧发酵、厌氧发酵;2)发酵状态:固态发酵、液态发酵、液体表面发酵、液体深层发酵;3)发酵工艺类型:批式发酵、半连续发酵、连续发酵4)产物类型:初级代谢产物发酵、次级代谢产物发酵;(或)食品发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵、维生素发酵、抗生素发酵、酵母培养3、巴氏灭菌法:又称低温灭菌法,先将要求灭菌的物质加热到65℃30分钟或72℃15分钟,随后迅速冷却到10℃以下。
这样既不破坏营养成分,又能杀死细菌的营养体。
如:啤酒、黄酒、酱油、醋、牛奶等4、发酵工程的第一次飞跃:通气搅拌发酵技术的建立世界上第一个抗生素——青霉素世界上第二个抗生素——链酶素5、生物工程研究的领域:基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程、生物反应器、生物分离工程6、工业微生物的特点:1)种类繁多,分布广泛2)生长繁殖快,代谢能力强3)遗传稳定性差,容易发生变异7、发酵工业对菌种的要求:(1)能在廉价原料制备的培养基上迅速生长并生成所需的代谢产物,且产量高;(2)培养条件易于控制;(3)生长迅速,发酵周期短;(4)满足代谢控制的要求;(5)抗噬菌体和杂菌的能力强;(6)遗传性状稳定,菌种不易变异退化;(7)在发酵过程中产生的泡沫要少;(8)对需要添加的前体物质有耐受能力,并且不能将这些前体物质作为一般碳源利用;(9)不是病原菌,同时在系统发育上与病原菌无关,不产生任何有害的生物活性物质(包括抗生素、激素和毒素)。
8、微生物菌种的分离:1)施加选择性压力分离法利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养要求的不同,如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源等,人为控制这些条件,使之利于某类或某种微生物生长,而不利于其他种类微生物的生存,以达到使目的菌种占优势,而得以快速分离纯化的目的。
发酵复习提纲
发酵复习提纲一、名词解释:11生工(2)1、临界氧:各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求,这一溶氧浓度叫做临界氧2、前体:一些添加到培养基中,不促进微生物生长,但在微生物的生物合成过程中能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分,本身的结构基本不变,而产物产量因此有较大的提高的物质。
3、葡萄糖效应:葡萄糖作为碳源,在葡萄糖没有被利用完之前,乳糖操纵子就一直被阻遏,乳糖不能被利用,直到葡萄糖被利用完后,乳糖操纵子才进行转录,形成利用乳糖的酶,这种现象称葡萄糖效应。
4、发酵: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5、发酵工程:利用微生物特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系,是将传统发酵与现代化的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。
6、发酵热:在发酵过程中产生的净热量,由生物热Q生物、搅拌热Q搅拌、蒸发热Q蒸发、辐射热Q辐射组成Q发酵=Q生物+Q搅拌—Q蒸发±Q辐射7、根据灭菌程度可分为:灭菌,消毒,防腐,清洁8、代谢控制发酵:用人工诱变的方法,有意识地改变微生物的代谢途径,最大限度地积累产物,这种发酵形象地称为代谢控制发酵。
二、发酵现象分析:1、以谷氨酸发酵为例:条件过多(高)过低PH前期7.5到8后期1降低产率N-乙酰谷氨酰胺到1.6溶氧(通风)浪费产生机械热乳酸/琥珀酸NH4+谷氨酰胺α—酮戊二酸磷酸缬氨酸降低产量Mn2+增加CO2的固定有利于谷氨酸合成B族维生素会使乙酰辅酶A会促进脂肪酸合成,使细胞壁完整谷氨酸运输困难生物素乳酸/琥珀酸产量降低C/N比100:15~25 前期反应速度快容易出现溶氧降低谷氨酸产量不足温度过高后劲不足2、发酵现象分析:2.1发酵液pH异常可能原因:①是否污染(染菌不同导致pH变化)②碳氮比是否合理,过高偏酸,过低偏碱③CO2溶解量过高偏酸④氨基氮含量过高偏碱2.2解决方法:①染菌处理,根据染菌时间可分解决方案,前期则直接将培养基再次灭菌,再次接种,中期只能倒罐,末期控制代谢条件尽快结束发酵过程降低损失。
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第一章:绪论
发酵技术概念,发酵技术六大内容,酿造与制造的区别,发酵技术在各个发展阶段的主要特征,工业意义上发酵的概念,常见的厌氧发酵产物有哪些?菌体发酵、转化发酵与代谢发酵的区别?发酵工业有何优缺点?
第二章:发酵培养基的配制
什么叫发酵培养基?工业发酵上常见的碳氮源有哪些?水在发酵培养基的配制中有何作用?前体物质在发酵过程中主要有哪些功能?泡沫的产生对发酵有何利弊?物理与化学消泡的优缺点比较?什么叫基础培养基、完全培养基和营养缺陷型培养基(又称为补充培养基)?原料转换中碳氮源的替代来源是什么?
第三章:发酵菌的选育
什么叫自然选育、诱变育种?自然选育菌种时主要有哪些步骤?菌种保藏的目的(或概念)是什么?普通冷冻、超低温冷冻、液氮冷冻及冻干保藏中,温度分别多少?是否要保护剂?保藏年限各为多少?超低温保藏的步骤有哪些?种子扩大培养、种龄、级数的概念?
第四章:发酵罐
什么叫发酵罐?优良罐体的必备条件有哪些?常用的啤酒罐有哪些?酒精罐与啤酒罐的冷却装置分别是什么?CIP自动清洗系统的构造如何?喷嘴有何特点?大型罐为何会出现罐内真空?需氧罐中搅拌器有哪些类型?挡板作用是什么?什么叫全挡板条件?生产上如何达到全挡板条件?中空纤维管生物反应器的结构如何?
第五章:灭菌
什么叫灭菌、消毒、防腐?三种巴氏消毒法的温度及时间各为多少?培养基灭菌时灭菌温度及时间的计算(重点内容)。
空消为何要从罐顶通入高温蒸气?连消有何优点?空气介质过滤除菌中主要作用力有哪四个?主要影响因素有哪些?常见介质纤维有哪些?
第六章:发酵过程的控制
补碳氮的方式和时机为什么?提高溶氧浓度有哪些措施?PH对发酵有何影响?有哪些控制措施?二氧化碳对发酵有何影响?
第七章:产物的提纯
发酵醪液的内容物有哪些?提纯主要有哪些步骤?离心、萃取、盐析及等电点沉淀的原理各是什么?
红色为重中之重的内容。