工业发酵的特征资料
认识发酵工程 发酵工业的特点与范围
1.3发酵工业的特点与范围
2、发酵工程的应用范围 2.1根据产品类型划分 （1）微生物菌体的培养与发酵生产： 属于食品发酵产品范围的有酵母菌、单 细胞蛋白、螺旋藻、食用菌、活性乳酸 菌和双歧杆菌等益生菌；涉及其他发酵 产品范围的还有人畜用活菌疫苗、
应用范围
生物杀虫剂(杀鳞翅目、双翅 目昆虫的苏云金芽孢杆菌、蜡样 芽孢杆菌菌剂；防治松毛虫的白 僵菌、绿僵菌菌剂)。特点：细胞 的生长与产物积累成平行关系， 生长速率最大时期也是产物合成 速率最高阶段，生长稳定期产量 最高。
1.3发酵工业的特点与范围
（2）微生物酶的发酵生产：目前工业用酶大多来自微生物发酵 产生的胞外酶或胞内酶，再经分离、提取、精制得到酶制剂，酶制 剂的种类主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖苷酶、支链淀粉酶、 蔗糖酶、乳糖酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶、碱性蛋白酶、酸性蛋 白酶、中性蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、凝乳酶、过氧化氢酶；还有 某些用于医药生产和医疗检测的药用酶，如青霉素酰化酶、胆固醇 氧化酶、葡萄糖氧化酶、氨基酰化酶；用于传统酿酒工业的各种酒 曲的生产可看成是复合酶制剂的生产。现在已有很多酶制剂加工成 固定化酶，使发酵工业和酶制剂的应用范围发生重大变化。生物合 成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在 菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意。
微生物基因工程菌发 酵的新型医药产品，如乙 肝疫苗、干扰素
（12） 医药工业
（13） 微生物性功能 食品发酵工业
黄原胶、海 藻糖、食用色 素、Nisin
（14） 食品添加剂 发酵工业
低聚糖、真菌多 糖、活性肽、活性微 量元素、功能性不饱 和脂肪酸
（15） 环境净化 发酵工业
微生物探矿、 采油和石油发酵 脱硫
工业发酵
工业发酵简介工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为发酵。
这样定义的发酵就是“工业发酵”。
微生物是工业发酵的灵魂，没有微生物就没有工业发酵。
工业发酵就是通过微生物的生命活动，把发酵原料转化为人类所需要的微生物产品的工业过程。
工业发酵要依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物生理学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。
发展近百年来，随着科学技术的进步，工业发酵发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。
工业发酵的研究从典型的工业发酵开始最常见的工业发酵一般符合以下三个条件：① 使用的菌种属于化能异养型微生物，② 目的产物属于初级代谢产物或能量代谢副产物，③ 目的产物在细胞内生成后被分泌到细胞外。
符合以上条件的工业发酵叫做典型的工业发酵。
对工业发酵理论的研究从典型的工业发酵开始。
第一个台阶，系统地研究化能异养型微生物的工业发酵的理论第二个台阶，系统地研究其他营养类型微生物的工业发酵的理论第三个台阶，系统地研究微生物利用碳以外元素工业发酵的理论工业发酵理论第一个台阶的研究建立了微生物生命活动的三个基本假设（发酵学三假说）。
它们是我们改造和利用微生物的理论基础。
用这三个基本假设来分析典型的工业发酵，出现了：① 工业发酵的微生物生物机器的新思路，② 为工业生产服务的工业发酵若干推理，③ 工业微生物育种和发酵工艺控制的“五字策略”。
研究工业发酵的思路工业发酵→【从一般到特殊】→典型的工业发酵→【从特殊到一般】→细胞机器的概念模式→【深入研究以发现自然规律】→自然规律（微生物生命活动的三个基本假说）→【从一般到特殊：将自然规律运用到典型的工业发酵】→细胞机器亚稳态物流模式→载流路径→五段式→五字策略→【从特殊到一般】→对未来发酵工业生产的预测发酵工程（1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。
发酵工业简介
发酵工业简介发酵工业是生物工程的重要组成部分，是生物工程产业化的基础。
发酵工业指人们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一门传统工业。
至今，我国已形成了一个品种繁多，门类齐全，具有相当规模的独立工业体系，在国民经济中占有重要地位，其产品应用覆盖医药、卫生、轻工、农业、能源、环保等诸多行业，某些产品如味精、柠檬酸年产量已跃居世界首位。
如今，人们把利用生物细胞（指微生物细胞、动物细胞、植物细胞、微藻）在有氧或无氧条件下的生命来大量生产或积累生物细胞、酶类和代谢产物的过程成为发酵。
关键词：发酵工业、历史、现状、展望很早以前，人们就利用发酵技术来生产产品，直到近代才发现发酵时由微生物一引起的。
发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展，所涵盖的产品呢也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人们生活的各个方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新兴工业，近年来特别是20世纪90年代以来，行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展，而且对节约粮食、增加食品花色品种、提高产品质量及改善环境等发挥了重要作用。
1、发酵工程发展简史1、1传统发酵技术人类利用自然发酵现象生产食品已有几千年的历史。
你爱过就是最传统的发酵技术之一。
大约在9000年前，具有人们用谷物酿造啤酒。
在4000年前的龙山文化时期，我国就出现了黄酒酿造技术。
都将、醋、豆腐乳、泡菜、奶酪等传统食品的生产也均在2000年以上。
这些产品都是数千年来人们凭借智慧和经验，在没有亲眼见到微生物的情况下巧妙地利用微生物所获得的。
当时，人们不知道发酵的本质，也就不会人为地控制发酵过程，生产职能凭经验，因此这个时期也成为天然发酵时期。
现在，传统发酵技术仍然广泛应用于食品生产。
1、2近代发酵技术1、2、1微生物纯培养技术期间1680年，荷兰商人、博物学家列文虎克用自己发明创造的显微镜发现了微生物世界，这是人类第一次看到了微生物。
工业发酵主要类型及主要控制参数(精)
工业发酵主要类型及主要控制参数工业发酵是指利用微生物在一定条件下进行代谢反应，从而合成生物大分子，以达到工业生产目的的过程。
目前，工业发酵已经广泛应用于食品、医药、化工等领域。
发酵类型根据发酵生产的目的、生物种类和发酵的过程条件不同，可将工业发酵分为以下类型：食品发酵主要应用于食品加工领域。
其生物种类多为乳酸菌、酵母菌、霉菌等，包括酸奶、豆腐、酱油、味噌等。
医药发酵主要应用于药物、生物制品等的生产。
其生物种类多为细菌、真菌等微生物，包括青霉素、链霉素、胰岛素等。
纤维素酶生产发酵主要应用于制浆造纸、纤维素制品等领域。
其生物种类多为产纤维素酶的微生物，包括三级结构的真菌和细菌。
主要控制参数在工业发酵过程中，为确保发酵过程高效、稳定，需要对发酵过程中的主要参数进行精确控制。
主要参数包括：温度温度对于微生物的生长和代谢有着十分重要的影响。
在不同的发酵过程中，需要控制的最佳温度略有区别，一般在 25-45℃之间。
pH 值不同的微生物要求不同的pH 值范围，有些是弱酸耐受菌，有些是弱碱耐受菌，pH 对于发酵菌株的代谢产物的调节、酶活性等也有着重要的影响。
氧气气体浓度氧气是微生物生长和代谢过程中必须的成分，但不同的微生物对氧气的需求是不同的。
有些是厌氧生长菌，有些是需氧生长菌，而有些微生物在低氧或高氧浓度下生长更快。
因此，控制好氧气气体浓度对于发酵过程的效率和生产质量也有着重要的影响。
搅拌速度搅拌速度对于微生物的生长和代谢也有着重要的影响。
不同的发酵过程要求不同的搅拌速度，有的要求慢速、均匀搅拌，有的要求高速、强烈搅拌。
工业发酵主要类型及主要控制参数是工业发酵生产中的重要内容。
精确定义好发酵类型和控制参数，能够大幅提高生产效率，保证生产质量。
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。
发酵复习资料 -
☆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。
发酵类型及其各自的特点
发酵类型及其各自的特点发酵类型及其各自的特点？★固态表面发酵：是在固体培养基表面生长，是最早的工业发酵形式如白酒、酱油生产等。
这种方法麻烦并效率低需大量底物用于生产，但它仍用于少量液态发酵不能完成的产品生产。
固态发酵的优点:◇原料来源广，价格低廉；◇在霉菌发酵时就可以防止污染杂菌；◇能耗低；◇固体发酵的产物回收—般步骤少，费用也省。
固态发酵的缺点:◇大规模生产时的散热比较困难，◇参数检测如pH值、温度、菌体增殖量、产物生成量等是很难实现的。
★液态发酵：容量大，生产效率高，适于机械化，便于工艺条件的控制，产品质量高。
根据液态发酵中对氧气的需求分为：好氧发酵：如谷氨酸、柠檬酸、青霉素生产厌氧发酵：如乳酸、丙酮丁醇生产兼性厌氧发酵：如酒精生产时，前期通入一定量空气供酵母生长，后期形成缺氧环境，使乙醇大量积累发酵类型根据生产情况可分为：（1）分批发酵：分批发酵: 最简单的发酵形式。
优点：操作简单周期短染菌的机会减少生产过程、产品质量容易掌握（2）批补料发酵：fed-batch：分批补料发酵的优点：系统中能维持很低的基质浓度，从而避免快速利用碳源的阻遏效应能够按设备的通气能力去维持适当的发酵条件能减缓代谢有害物的不利影响（3）分批补料发酵分批补料发酵较单一的分批发酵中对废物浓度的升高会有积极影响是不断的稀释。
罐的利用率升高。
罐内装液量加大就可获得更高的产率。
另外，选择性的补料可用于保持发酵适当的pH 以利产物的形成。
分批补料发酵的操作控制方式：反馈补料：控制基质浓度流加、恒pH流加、恒溶氧流加、控制比生长速率的流加；非反馈补料：恒速流加、线性速率流加、指数流加（4）连续发酵⑴在分批发酵和分批补料发酵中均存在微生物生长环境变化较大的缺点。
而在连续发酵中控制的原则是保持条件始终一致。
同时保证这些条件始终最适合产物的形成这一点在分批发酵中是不可能的。
⑵最佳的连续发酵将使产物形成数量始终保持近似相同这种发酵形式的优点为产物的质量始终一致这一点对药物等代谢产物的生产是很重要的。
工业发酵的特征
2020/3/3
张星元：发酵原理
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微生物的生存利益与人类的
经济利益，也就是微生物的生命 活动规律和人的意志，这两者既 是对立的，又是统一的。研究发 酵原理的目的就在于为促使对立 向统一的转化提供理论依据。
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张星元：发酵原理
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人和微生物同是地 球上的居民，在理论上 处于平等的地位。人贵 有自知之明，因为人有 思想。
此基础上做出的关于发酵工程 的八个应用性推理，揭示了工 业发酵的生物学属性、工业发 酵的代谢本质，以及工业发酵 过程中微生物细胞生命活动的 规律。从而形成了发酵原理的 理论框架。
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张星元：发酵原理
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发酵原理是工业发酵的生
物学原理的简称。它研究工业 微生物在生长、繁殖与发酵过 程中的正常代谢与异常代谢规 律，探索提高现有的工业发酵 产品的发酵法生产能力，以及 开发工业发酵新产品和新原料 的理论根据及应用原理。
2020/3/3
张星元：发酵原理
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工业发酵的特征
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张星元：发酵原理
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1、菌种是发酵成功的内因。若设备条件 已确定， 可通过改良菌种挖掘生产潜力； 在设备、菌种确定的情况下， 可通过优 化发酵工艺条件发挥菌种潜力。 优良菌
种可大幅度增加生产，提高产品质量， 简化操作，提高经济效益。 2、维持正常的发酵条件和防止杂菌污染 至关重要。 3、生产设备单一（这里是指发酵罐，实 际上工业发酵生产中 起关键做用的是发 酵罐中培养的微生物细胞 —— 微生物生 物机器）。
张星元
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张星元：发酵原理
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张星元：发酵原理
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工业发酵过程属于由活细 胞参与的生命活动过程。具有 代谢的自动调节、辅酶再生、 生物能转换等机制；这个过程 原则上可以进行到基质原料耗 尽，或因代谢产物在细胞外累 积造成环境极度恶化而影响元：发酵原理
发酵工业概论知识点总结
发酵工业概论知识点总结1. 发酵工业的历史和发展发酵工业起源于古代人们在食品加工和酿酒等过程中对微生物代谢的利用，传统发酵技术逐渐形成并发展。
19世纪末至20世纪初，随着微生物学、生物化学和工程学等领域的不断进步，发酵工业取得了飞速发展，逐渐形成了现代发酵工艺。
2. 发酵工艺的基本原理发酵工艺是指利用微生物或其代谢产物进行生物转化的工艺。
其基本原理是在适宜的温度、pH值、营养条件下，微生物通过代谢过程合成目标产物。
发酵过程主要包括发酵菌种的培育、发酵培养基的制备、发酵过程的控制等环节。
3. 发酵产物的分类根据发酵产物的不同，可以将发酵产物分为食品发酵产物和工业发酵产物两大类。
食品发酵产物包括酸奶、豆豉、味精等；工业发酵产物包括抗生素、氨基酸、酶类、有机酸、聚合物等。
4. 发酵工艺的应用（1）食品发酵工业：包括酿造业、醋制品、豆制品、面食品等；（2）医药发酵工业：用于生产抗生素、激素类药物、维生素等；（3）化工发酵工业：生产醋酸、丁二酸、酶类、丙二醇、丙二酸等；（4）农业发酵工业：生物农药、饲料添加剂、微生物肥料等。
5. 发酵工业的发展趋势（1）微生物基因工程技术的应用：利用重组DNA技术改造微生物，实现高效合成目标产物；（2）发酵工艺的智能化和自动化：借助信息技术、自动化控制技术提高发酵工艺的生产效率和质量；（3）绿色发酵技术的推广应用：发展环保型、节能型的发酵工艺，减少废弃物和对环境的污染。
以上就是对发酵工业概论知识点的总结，希望能够给您带来一定的帮助。
发酵工业作为一个重要的产业，对于社会和经济发展都具有重要的意义。
发酵工业的发展不仅能够满足人们多样化的生产需求，也能够为人们带来更好的生活品质。
需要多加关注和推广。
发酵类型及其各自的特点
发酵类型及其各自的特点？★固态表面发酵：是在固体培养基表面生长，是最早的工业发酵形式如白酒、酱油生产等。
这种方法麻烦并效率低需大量底物用于生产，但它仍用于少量液态发酵不能完成的产品生产。
固态发酵的优点:◇原料来源广，价格低廉；◇在霉菌发酵时就可以防止污染杂菌；◇能耗低；◇固体发酵的产物回收—般步骤少，费用也省。
固态发酵的缺点:◇大规模生产时的散热比较困难，◇参数检测如pH值、温度、菌体增殖量、产物生成量等是很难实现的。
★液态发酵：容量大，生产效率高，适于机械化，便于工艺条件的控制，产品质量高。
根据液态发酵中对氧气的需求分为：好氧发酵：如谷氨酸、柠檬酸、青霉素生产厌氧发酵：如乳酸、丙酮丁醇生产兼性厌氧发酵：如酒精生产时，前期通入一定量空气供酵母生长，后期形成缺氧环境，使乙醇大量积累发酵类型根据生产情况可分为：（1）分批发酵：分批发酵: 最简单的发酵形式。
优点：操作简单周期短染菌的机会减少生产过程、产品质量容易掌握（2）批补料发酵：fed-batch：分批补料发酵的优点：系统中能维持很低的基质浓度，从而避免快速利用碳源的阻遏效应能够按设备的通气能力去维持适当的发酵条件能减缓代谢有害物的不利影响（3）分批补料发酵分批补料发酵较单一的分批发酵中对废物浓度的升高会有积极影响是不断的稀释。
罐的利用率升高。
罐内装液量加大就可获得更高的产率。
另外，选择性的补料可用于保持发酵适当的pH 以利产物的形成。
分批补料发酵的操作控制方式：反馈补料：控制基质浓度流加、恒pH流加、恒溶氧流加、控制比生长速率的流加；非反馈补料：恒速流加、线性速率流加、指数流加（4）连续发酵⑴在分批发酵和分批补料发酵中均存在微生物生长环境变化较大的缺点。
而在连续发酵中控制的原则是保持条件始终一致。
同时保证这些条件始终最适合产物的形成这一点在分批发酵中是不可能的。
⑵最佳的连续发酵将使产物形成数量始终保持近似相同这种发酵形式的优点为产物的质量始终一致这一点对药物等代谢产物的生产是很重要的。
工业发酵的类型与工艺流程
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工业发酵主要类型及主要控制参数(精)
工业发酵主要类型及主要控制参数发酵技术是一种利用微生物代谢能力进行化学合成、生物转化及能量转换的方法，广泛应用于食品、医药、生物制品等工业领域。
发酵有许多类型，每种类型的发酵都需要特定的控制参数。
本文将对工业发酵的主要类型和主要控制参数进行探讨。
工业发酵类型1. 常温发酵常温发酵是一种不需要温度控制的发酵方法。
适用于一些微生物，如酵母菌、青霉菌等。
常见的常温发酵包括：•青霉菌发酵：青霉菌是利用微生物代谢能力制作蓝纹奶酪、碧尼龙芝士、罗克福特芝士等食品的重要菌种。
•酵母菌发酵：酵母菌可以用于制作面包、啤酒、葡萄酒等食品和饮料。
2. 温度控制发酵温度控制发酵是一种需要控制温度的发酵方式，适用于多种微生物，如霉菌、酵母菌、乳酸菌等。
常见的温度控制发酵包括：•静态发酵：在温度恒定的环境下，微生物通过代谢产生有用的产物。
静态发酵常用于制备动物生长因子、酶等。
•动态发酵：需要控制温度，搅拌速度及通氧量等因素，可用于制备化学品、抗生素、生物制品等。
3. 厌氧发酵厌氧发酵是一种在无氧条件下进行的发酵方式，适用于一些厌氧微生物，如产酸菌、产乙醇菌等。
常见的厌氧发酵包括：•乙酸菌发酵：用于乙酸、醋酸、柠檬酸等的生产。
•乙醇菌发酵：用于乙醇、辅酶A等的生产。
工业发酵主要控制参数1. 温度温度是影响发酵效率的关键因素。
对于不同的微生物和发酵类型，需要控制不同的温度。
例如，酿造啤酒的酵母菌需要在15~25℃下进行发酵，而大肠菌的培养需要在37℃下进行。
2. pH值不同的微生物和发酵类型需要不同的pH值。
例如，酵母菌需要在5.56.5的中性环境4的酸性环境下进行发酵。
下进行发酵，而柠檬酸发酵需要在pH值为23. 溶氧量溶氧量是影响发酵速率和产物质量的重要因素。
微生物需要氧气来进行代谢活动，但是过量的氧气会对微生物产生不良影响。
因此，需要控制溶氧量以保证发酵效果。
4. 搅拌速度搅拌速度可以影响微生物和介质之间的质量传递和气体分布，从而影响发酵效果。
发酵重点资料整理
发酵重点资料整理————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：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。
工业发酵分析课件详解
5、微生物特殊机能的利用
• 利用微生物消除环境污染 • 利用微生物发酵保持生态平衡 • 微生物湿法冶金 • 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。
发酵工业简介
Fermentation Industry
• 发酵食品 • 有机酸 • 氨基酸 • 核酸类物质 • 酶制剂 • 医药工业（抗生素…） • 饲料工业（单细胞蛋白 • 环境工程（废物处理） • 其它 （冶金工业…）
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。
• 1、掌握各分析方法的基本原理 • 2、熟悉各分析方法的具体步骤 • 3、了解发酵分析在发酵工业中的应用
第一章 发酵简介
一、基本概念 1. 发酵一词的来源 “发酵”（Fermentation）一词是拉丁语“沸
腾”（fervere）的派生词，它描述酵母作用 于果汁或麦芽浸出液时产生气泡的现象。产 生气泡的现象是由浸出液中的糖在缺氧条件 下降解而产生的二氧化碳所引起的。
3.4 微生物发酵和控制
• 发酵方式可分为固体发酵和液体发酵两种。 • 固体发酵：适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生
产比较简单的产品。 • 液体深层发酵：适合于大规模工业化生产。
影响发酵的因素很多，如温度、pH、通风、搅 拌、罐压力等等，必须适当地控制影响发酵的各种 条件，掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物 测定，使整个发酵过程顺利进行。
第一节发酵工程的特征
1.微生物菌体发酵（酵母、单细胞蛋白、 药用真菌、杀虫剂等）； 2.微生物酶发酵（淀粉酶、糖化酶、氨基 酰化酶、青霉素酰化酶等）； 3.微生物代谢产物发酵（初级代谢产物、 次级代谢产物）；
4.微生物的转化发酵：微生物转化是利 用微生物细胞的一种或多种酶，把一 种化合物转变成更有经济价值的产物。 5.生物工程细胞的发酵，是指利用生物 工程技术所获得的细胞进行培养的新 型发酵，其产物多种多样。
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本阶段特点：
1.对纯种发酵和无菌操作要求严格；
2.规模巨大，搅拌发酵罐已达500m3，气升式发 酵罐为2000m3； 3.产品种类多，从初级代谢产物到次级代谢产 物；
4.配套技术发展快速。
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第五阶段
发酵原料的转变
粮食 农副产品
烷烃 天然气 石油
（三）发酵工程在能源工业中的应用
1. 新型能源 2 石油开采 3.微生物电池 4.沼气
（四）发酵工程在化学工业中的应用
化工原料（乙醇、丙酮、丁醇） 生物表面活性剂；
（六）发酵工程在其他方面的应用 农牧业：生物固氮、生物杀虫剂、微 生物饲料； 冶金工业和环境保护。
第三节 发酵工业产品类型
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本阶段特点：
1.可生产动、植物和人类的多种生理活性蛋白.生物技术与其它学科交叉研究，如信息技术与生
物技术的交叉，推动形成了生物信息学(biological
information)的建立和生物芯片技术的发展； 3.生物技术广泛应用于医药卫生、农林牧渔、轻工 食品、化工、能源和环境等领域。
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第三节 发酵工程的应用
工业发酵的名词解释
工业发酵的名词解释工业发酵是一种利用生物学原理和技术手段，通过微生物，如细菌、酵母等，产生特定的化学物质的过程。
在工业生产中，发酵过程广泛应用于食品、制药、环保、生物燃料等领域，并起到了至关重要的作用。
本文将详细解释工业发酵的定义、原理以及应用。
一、工业发酵的定义工业发酵是一种利用微生物酶作用，通过能供给、酶介质、发酵介质、过程操作等因素来生产化学物质的生物过程。
与传统的化工工艺相比，工业发酵具有环保、能源节约、成本低等优势。
工业发酵的核心技术是微生物与底物的相互作用，通过生物酶的催化作用，将底物转化为需要的化学物质。
二、工业发酵的原理1. 微生物选择工业发酵中使用的微生物多为细菌、酵母、真菌等。
选择适宜的微生物是工业发酵成功的基础，需要考虑微生物的产率、抗污染能力、耐受性等因素。
2. 发酵介质发酵介质是微生物生长和代谢所需的基础物质。
它们可以为微生物提供碳源、氮源、矿物盐等营养物质。
发酵介质的组成及浓度的调节对发酵过程的效果有重要影响。
3. 酶介质酶介质是在发酵过程中用于增强或缩短反应时间的物质。
酶介质可以促进微生物的代谢活性，提高发酵效率。
4. 发酵条件的控制温度、酸碱度、氧气供应等条件的控制是实现工业发酵成功的关键。
需要根据微生物的生长和代谢特点来优化这些条件，以保证最佳发酵效果。
三、工业发酵的应用1. 食品工业工业发酵在食品加工过程中起到至关重要的作用。
酵母发酵面包、啤酒，乳酸菌发酵酸奶、奶酪，豆豉发酵豆瓣酱等，都是工业发酵在食品工业中的应用。
通过发酵，可以提高食品的口感、保鲜效果和营养价值。
2. 制药工业工业发酵在制药领域广泛应用。
通过微生物的发酵代谢，可以生产出多种药物，如抗生素、酶制剂、氨基酸等。
工业发酵在大规模生产药物时，具有效率高、质量好的优势。
3. 生物燃料工业发酵也被用于生产生物能源，如生物乙醇和生物柴油。
通过微生物的发酵作用，可以将可再生植物材料转化为可燃烧的生物燃料，具有环保和可持续发展的特点。
发酵原理
细胞生长率
P=
细胞生长速率（g/L·min）
D（min-1）
参数：S0=6g/L =0.6g/(min·L)Yx/s=0.1Ks=0.8g/L
P=f(D)，求P的极大值
，令f’(D)= =0
得D= 或
即D= 或
又∵D≤ ∴D=
多级连续培养
基本假设：①各级反应液体积相同V；②中间不添加培养基；③各级流量相等
（3）菌体可被控制在一系列连续的过渡态阶段，可用来作为控制细胞质量的手段；
（4）与连续发酵相比，补料分批发酵的优点在于①无菌要求低；②菌种变异、退化少；③适应范围更广。
缺点由于没有物料取出，产物的积累最终导致比生产速率的下降。由于有物料的加入增加了染菌机会
半连续培养：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。
一次冷却和析水的空气过滤流程示意图
1－高空采风；2－粗过滤器；3－压缩机；4－冷却器；5，6—析水器；7—贮罐；8—加热器；9—空气总过滤器；10—空气分过滤器
5.种子培养扩大培养
种子培养扩大培养（seed culture）：指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量纯种的过程。
0X0（0<t<t1)
µmaxX0eµmaxt (t1<t<t2)
µ = X=X0eµmax(t2-t1) eµt(t2<t<t3)
0Xmax(t3<t<t4)
-aXmaxe-a t(t4<t<t5)
微生物生长与产物合成的关系：
与生长相关→生长偶联型（乙醇）
与生长部分相关→生长部分偶联型（柠檬酸、Glu）
发酵工程知识点总结高中
发酵工程知识点总结高中一、发酵工程的概念和发展发酵工程，是指通过微生物的代谢活动，将有机物质转化成更有用的产物的工程技术。
发酵工程是综合应用生物化学、微生物学、工程学的一门新兴科学，是现代生产中的重要组成部分。
随着生物技术和工程技术的不断发展，发酵工程得到了较快的发展。
发酵工程的产物广泛用于医学、农业、食品、环保等多个领域。
在国民经济各部门和人们生活中都起着重要作用。
二、发酵工程的基本原理1.微生物发酵的基本原理发酵的基本过程是：首先是微生物分解所需营养物质为能量，随后是将其转化为生长代谢的生物体组织，进一步是将有机物质转化为对人类生产和生活有益的产物。
在这个过程中，微生物起着关键的作用。
2.发酵过程的基本特点发酵过程是由微生物代谢活动引起的，具有时间长、可控制性差等特点。
另外，发酵过程还会产生较多的热量，需要合理的散热措施。
3.发酵工程原料的选择原料的选择对于发酵工程至关重要，原料一般包括碳源、氮源、矿物盐等，不同的微生物对原料要求差异较大。
4.发酵工程的主要流程发酵工程主要包括发酵罐的设计、微生物的培养、发酵条件的控制等步骤，其主要目的是通过发酵罐培养微生物得到需求的产物。
三、发酵工程中的微生物1.发酵工程中的微生物的种类常见的发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、霉菌、细菌等。
在不同的发酵过程中，选择合适的微生物种类非常重要。
2.微生物的选型对于发酵工程来说，微生物的选型是十分关键的。
要根据所需产物的性质和发酵条件的要求来选择合适的微生物。
3.微生物的培养微生物的培养是发酵工程中的核心环节，培养的条件应该控制得很好，确保微生物的最佳生长繁殖情况。
四、发酵罐的设计1.发酵罐的结构发酵罐通常分为罐体、搅拌器、温控装置、进气装置、排气装置等几个部分。
2.发酵罐的主要功能和要求发酵罐的主要功能是提供合适的生长环境给微生物，要求它能够充分搅拌，保持温度和通气等。
3.发酵罐的类型目前，常用的发酵罐类型有批量式、连续式及其衍生的多种类型。
工业发酵分析课件PPT课件
通过添加消泡剂或采用机械方 法来控制发酵过程中的泡沫。
发酵过程中的物质变化
底物消耗
在发酵过程中，底物如 葡萄糖、甘油等被微生 物消耗，产生能量和生
物物质。
代谢产物的生成
微生物在生长过程中产 生一系列代谢产物，如 酒精、醋酸、抗生素等
。
细胞生长
在发酵过程中，微生物 细胞不断生长繁殖，细 胞浓度和生物量增加。
菌种的改良与选育
自然选育
01
通过自然进化，选择具有优良性状的菌株，提高发酵产物的产
量和效率。
诱变育种
02
利用物理或化学诱变剂处理菌种，诱发基因突变，筛选具有优
良性状的突变株。
基因工程
03
通过基因工程技术，对菌种的基因进行改造和优化，提高发酵
性能和产物合成能力。
新型发酵技术的开发与应用
固定化细胞技术
发酵分析的原理
基于化学和生物学原理，通过测 量发酵液中各组分的浓度、比例 等参数，反映发酵过程的代谢变
化和物质转化。
通过分析数据，可以了解微生物 的生长代谢规律，为优化发酵条 件和提高产物产量提供科学依据
。
常用的发酵分析ห้องสมุดไป่ตู้法包括滴定法 、光谱分析法、色谱法、质谱法
等。
发酵分析的方法
滴定法
光谱分析法
利用固定化细胞进行发酵，提高细胞的稳定性和 产物合成能力。
连续发酵技术
实现发酵过程的连续化，提高设备的利用率和产 物的产量。
细胞代谢调控技术
通过调控细胞代谢途径，提高产物的合成效率和 产量。
05
CATALOGUE
工业发酵的案例分析
谷氨酸发酵的案例分析
总结词
谷氨酸发酵是工业发酵中重要的生产 过程，通过谷氨酸棒状杆菌的代谢途 径，将葡萄糖转化为谷氨酸。
初二生物复习资料之发酵特点
初二生物复习资料之发酵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：
2，发酵所用的原料通常以淀粉、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—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。
7，工业发酵与普通发酵相比，对于发酵过程的控制更为严格，对发酵技术要求更为成熟，并且能够实现大规模量产.
除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。
总结：基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。
和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。
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3、生产次级代谢产物： ①色素； ②生物碱 ； ③抗生素； ④萜类； ⑤毒素 ( 有的与①②③交叉 )； ⑥生物活性物质，包括：a.酶抑 制剂；b.免疫调节剂；c. 受体 拮抗剂、激动剂；d.离子载体； e.类激素；f. 抗氧剂；g. 生物 表面活性剂；h.抗辐射药物等。
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2019/3/4 张星元：发酵原理 2
微生物是工业发酵的 “灵 魂”，这句话强调微生物在近、现 代工业发酵中的关键作用, 以及工 业发酵与工业化学过程、工业生物 化学过程的不同属性。在工业化学 过程中没有生物活性物质参与催化， 所用催化剂也是无机物。工业生化 过程属于由酶催化的体外酶反应过 程，酶具有生物活性。当酶失活、 辅酶耗尽，过程就停止了。
2019/3/4 张星元：发酵原理 20
发酵原理是工业发酵的生 物学原理的简称。它研究工业 微生物在生长、繁殖与发酵过 程中的正常代谢与异常代谢规 律，探索提高现有的工业发酵 产品的发酵法生产能力，以及 开发工业发酵新产品和新原料 的理论根据及应用原理。
2019/3/4 张星元：发酵原理 21
微生物的生存利益与人类的 经济利益，也就是微生物的生命 活动规律和人的意志，这两者既 是对立的，又是统一的。研究发 酵原理的目的就在于为促使对立 向统一的转化提供理论依据。
工业发酵的特征
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张星元：发酵原理
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绪
论
随着生物化学、细胞生物学、应用 分子生物学、遗传工程和代谢工程等学 科和分析、检测技术的发展，工业发酵 正在发生一个从技艺走向科学的重大变 化，我国大学的发酵工程专业正在融入 生物工程专业。在生物工程受到广泛重 视的今天，有必要把工业发酵生产中的 菌种选育、发酵工艺和微生物的培养设 备作为一个整体，在科学的水平上对工 业发酵进行重新审视。
2019/3/4 张星元：发酵原理 7
4、与化学工业相比较，对设备材料 的要求不高。 5、 发酵原料一般比较粗放。 6、 发酵液一般无化学毒性。 7、 可进行复杂化合物分子的特定部 位的氧化、还原反应，以及导入 官能团等反应。 8、 可生产复杂的有机化合物和特定 光学活性的有机化合物。
2019/3/4 张星元：发酵原理 8
2019/3/4 张星元：发酵原理 18
半个世纪以来，工业发酵领 域许多另星的的客观事实，特别 是二十多年来国内外在代谢控制 发酵、设计育种、代谢工程方面 的许多研究（包括本文作者的研 究）所反映的客观事实，已为上 述三个基本假说提供了充足的论 据。
2019/3/4 张星元：发酵原理 19
这三个基本假设，以及在 此基础上做出的关于发酵工程 的八个应用性推理，揭示了工 业发酵的生物学属性、工业发 酵的代谢本质，以及工业发酵 过程中微生物细胞生命活动的 规律。从而形成了发酵原理的 理论框架。
2019/3/4 张星元：发酵原理 3
工业发酵过程属于由活细 胞参与的生命活动过程。具有 代谢的自动调节、辅酶再生、 生物能转换等机制；这个过程 原则上可以进行到基质原料耗 尽，或因代谢产物在细胞外累 积造成环境极度恶化而影响微 生物生存之时。
2019/3/4 张星元：发酵原理 4
一、工业发酵的特征 二、工业发酵的范畴 三、发酵原理及其重要性
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张星元：发酵原理
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人和微生物同是地 球上的居民，在理论上 处于平等的地位。人贵 有自知之明，因为人有 思想。
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2019/3/4 张星元：发酵原理 11
2、生产初级代谢产物 （进入细胞结构或参与细胞生长的 代谢中间产物）： ① 酵解或TCA环中间代谢产物： 糖的磷酸酯，有机酸； ② 氨基酸，氨基酰胺； ③ 核苷及核苷酸； ④ 饱和和不饱和脂肪酸； ⑤ 多元醇； ⑥ 维生素； ⑦ 辅酶
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4、其它发酵产品 ① 微生物菌体（白色食品和 蓝色食品）； ② 微生物酶制剂； ③ 微生物多糖和寡糖； ④ 微生物可降解的多聚物； ⑤ 微生物农药； ⑥ 用工业发酵的方法生产的 动、植物基因产物。
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5、其它用途： ① ② ③ ④ ⑤ 微生物冶金； 微生物降解； 甾体转化； 动植物细胞培养； 固定化细胞和固定化酶…
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对这个模式进行深入的研究，发现工 业发酵过程靠如下三种流动来维系：即伴 随能量形式的转换而发生的电子流动、伴 随异化和同化作用而发生的物质流动，以 及伴随不同水平上的代谢调节而发生的信 息流动。在分析以上三种流动的运行规律, 以及归纳工业发酵和生物制药的大量信息 的基础上，提出了关于微生物生命活动的 三个基本假说：①代谢能支撑假说，②代 谢网络假说，③ 细胞经济假说。
二、工业发酵的范畴
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张星元：发酵原理
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1、生产能量代谢的副产物 2、生产初级代谢产物 3、生产次生代谢产物 4、生产其它发酵产品 5、其它用途
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1、能量代谢的副产物 （能量代谢的副产物的生成和 分泌关系到能量代谢的持续进 行问题，能量代谢的副产物并 不参与细胞组成）： 乙醇、乳酸、丙酮、丁醇等
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张星元：发酵原理
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三、发酵原理及其重要性
2019/3/4
张星元：发酵原理
Байду номын сангаас16
工业发酵过程是微生物群体生 命活动的动态过程。从工业发酵的 现状出发，把依靠化能异养型微生 物来合成某代谢中间产物作为目的 产物，而且目的产物最终被分泌到 细胞外的过程，作为工业发酵的典 型过程来研究。建立了工业发酵过 程的工作模式。
2019/3/4
张星元：发酵原理
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工业发酵的特征
2019/3/4
张星元：发酵原理
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1、菌种是发酵成功的内因。若设备条件 已确定， 可通过改良菌种挖掘生产潜力； 在设备、菌种确定的情况下， 可通过优 化发酵工艺条件发挥菌种潜力。 优良菌 种可大幅度增加生产，提高产品质量， 简化操作，提高经济效益。 2、维持正常的发酵条件和防止杂菌污染 至关重要。 3、生产设备单一（这里是指发酵罐，实 际上工业发酵生产中 起关键做用的是发 酵罐中培养的微生物细胞 —— 微生物生 物机器）。