发酵工程简介
发酵工程的名词解释
发酵工程的名词解释发酵工程是一门综合性科学，涵盖了生物学、化学、工程学和食品科学等多个学科的知识。
它借助于微生物和酶等生物媒介，通过控制条件促使有机物质发生生物化学反应，从而产生特定的代谢产物。
发酵工程的应用十分广泛，涉及制药、食品、饮料、化妆品等多个领域。
首先，发酵工程的基本原理是利用微生物来转化有机物质。
微生物是一类非常小巧的生物体，包括细菌、真菌和酵母等。
它们具有很强的代谢能力，并且在适宜的环境下，能够分解和转化复杂的有机物质。
发酵工程中常用的微生物包括乳酸菌、酵母菌和大肠杆菌等。
在发酵工程中，关键的一步就是培养和增殖微生物。
微生物的培养需要提供合适的培养基，其中包含了养份、碳源、氮源和微量元素等。
培养基的配方对于微生物的生长和产物的合成至关重要，因此需要根据具体的微生物种类和应用目的进行调整和优化。
另外，发酵工程中的温度、pH值、氧气供应等条件也对发酵过程起着至关重要的作用。
温度的控制能够影响微生物的生长速度和产物的合成效率。
pH值的调控则可以影响微生物酶的活性和代谢产物的组成。
此外，氧气供应也能够影响微生物的生长和代谢过程。
发酵工程的最终目的是获得特定的代谢产物。
常见的代谢产物包括酒精、有机酸、氨基酸和维生素等。
通过控制发酵过程中的微生物种类、培养条件和培养时间等因素，可以实现对产物种类和产量的调控。
在食品行业中，发酵工程被广泛应用于食品加工和保鲜等领域。
例如，酸奶的生产过程就是发酵工程的应用之一。
酸奶中含有很多对人体有益的活性物质，如乳酸菌和益生菌等。
通过控制酸奶发酵过程中的温度和时间等条件，可以促使乳酸菌发酵乳糖产生乳酸，从而使牛奶变酸，并且延长了酸奶的保质期。
另外，发酵工程在制药工业中的应用也非常广泛。
许多药物的合成都需要通过微生物进行发酵反应。
例如，青霉素的合成就是利用青霉菌在适宜的培养条件下发酵产生的。
总的来说，发酵工程是一门综合性的科学，通过控制微生物代谢过程实现有机物质的转化。
发酵工程知识点总结归纳
发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。
2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前，最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。
随着人类对微生物的认识和技术的发展，发酵工程逐渐成为一门系统的学科。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域，对人类的生活和健康有着重要影响。
二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应，产生有机产物或能量的过程。
发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。
2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程，包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。
三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。
不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。
2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节，培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。
3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等，针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。
四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂，可以促进化学反应的进行。
按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。
2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用，可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。
3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤，使其更好地适用于实际生产。
五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备，包括灭菌、通气、控温等功能。
2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物，以保证发酵过程的正常进行。
3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等，用于分离提纯发酵产物。
六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数，以保证微生物的生长和产物的产生。
发酵工程的名词解释解释
发酵工程的名词解释解释发酵工程是一门研究利用微生物进行发酵生产的科学与技术。
发酵工程可以追溯到人类历史中早期的食品制作和酿酒过程。
近年来，随着生物技术和微生物学的快速发展，发酵工程也不断拓展应用领域，包括药物、食品、化工等各个领域。
发酵可以定义为微生物在正常生理条件下生长和代谢产物的制备过程。
而发酵工程则是将发酵过程可控化、高效化、工艺化的一门学科，涵盖了微生物学、生物工程、化学工程、食品科学等多个学科的知识与技术。
发酵工程的研究对象包括微生物菌种的筛选、发酵过程的调控、代谢产物的优化和提取等。
在发酵工程中，微生物起着至关重要的作用。
发酵工程需要选择适宜的微生物菌种，这些微生物能够在特定的环境条件下进行有效的发酵。
常见的微生物菌种包括酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
这些微生物能够通过奈米级的代谢改变原料，产生各种有用的代谢产物，如酒精、酸类、酶等。
因此，选择适宜的微生物菌种对于发酵工程的成功至关重要。
发酵过程的调控也是发酵工程中的关键环节。
为了获得高产、高效的代谢产物，需要对发酵过程进行严格的控制和调节。
控制发酵过程的一种常见方法是调节培养基的成分和条件。
合理的选择基质成分可以促进微生物的生长和代谢活性，提高发酵过程的产量和效率。
此外，调节温度、氧气供应、pH值等操作参数也对发酵过程的效果起到重要作用，需要根据具体微生物和发酵产物的特点进行精确的调控。
发酵工程的另一个重要方面是代谢产物的优化和提取。
代谢产物的优化是指通过调节发酵条件和菌种的选择，使得目标产物在发酵过程中的产量和纯度达到最佳状态。
而代谢产物的提取则是指从发酵液中将目标产物分离出来，以便进一步的利用和加工。
不同的发酵产物可能需要不同的提取方法，包括离心、超滤、浓缩、溶剂萃取等。
还可以利用生物技术手段从微生物中提取基因，用于进一步改良和优化发酵产物。
除了食品和饮料领域的应用，发酵工程在医学、药物、环保和能源等领域也有广泛的应用前景。
例如，发酵工程可以用于生产抗生素、酶、生物燃料等，为人们的生活和工作带来巨大的便利和效益。
发酵工程
什么叫发酵工程？ 什么叫发酵工程？
是指采用现代工程技术手段， 是指采用现代工程技术手段，利用微生 为人类生产有用的产品， 物，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的一种新技 发酵工程的内容包括菌种的选育、 术。发酵工程的内容包括菌种的选育、 培养基的配制、灭菌扩大培养和接种、 培养基的配制、灭菌扩大培养和接种、 发酵过程和产品的分离提 纯等方面。 纯等方面。
发酵的流程
空气 空气净化处理 保藏菌种 斜面活化 扩大培养 种子罐 主发酵 灭 菌 碳源、氮源、 无机盐等营养 物质
产物分离纯化 成品
发酵罐的工作原理
发酵的实际生产
.
美味葡萄酒
酿 造 — 发 酵 —实 微 扮 演 着 举 足 轻 重 的 角 生 色 物 。 酵 产 品 在 全 球 是 ， 有 的 合 成 衍 ， 物 及 植 50% 发 中 源 物 品 。 根 受 也 备 ) 药 物 来 生 药 机 物 微 技 场 商 千 亿 微 抗 癌 及 植 自 生 来 含 的 市 知 可 的 物 物 由 此 使 用 生 药 包 微 ， 球 源 自 物 全 物 生 目 前 药 的 抗 癌 元 用 途 ( 自 是 说 抗 癌 有 达 到 亿 美 药 年 则 达 到 全 球 制 药 4 180 运 用 于 医 ， 示 ， 年 的 元 显 球 以 术 来 就 接 也 ， 的 或 直 生 物 另 有 计 ， ， 目 前 全 可 技 约 酵 计 发 估 而 将 25% 而 统 目 ， 据 瞩 元 美 业 的 市 场 为 千 亿 美 料 产 ＆ 据 Ernst Young 3 920 的 统 计 资 2001 2002
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面包发酵那些事
影响发酵的因素：
1.温度 2.酵母的用量 3.面粉 4.水 5.其他配料的影响
发酵工程简介
化学工业：可降解的生物塑料、化工原料
冶金工业：黄金开采和铜、铀等金属的浸提 环境保护：净化废水、废气，处理石油污染
发酵的操作
分批发酵
半封闭体系，营养物和菌种一次加入进行 培养，直到结束放罐，中间除了空气进入 和尾气排出
连续发酵
开放体系，不断取出发酵罐中培基，同时添加培养
基
补料分批发酵
半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种
发酵技术
发酵的流程
空气
空气净化处理 保藏菌种 斜面活化 营养物质
摇瓶培养
种子罐 灭菌
主发酵
菌体离心分离
大肠杆菌发酵
•
大肠杆菌属于革兰氏阴性菌G-
•
• •
周身鞭毛，能运动，无芽孢
异养兼性厌氧型 同时可以有多个环状质粒DNA
分型
DH5α 具有核酸复制稳定的特点，适于质粒扩增 BL21（DE3）是蛋白酶缺陷株，适于蛋白表达
BL21（DE3）plysS 适于毒性和无毒性蛋白的表达
培养基的组成
碳源：
葡萄糖，果糖 蔗糖，麦芽糖 淀粉，纤维素等
氮源：
有机氮源
无机氮源
无机盐和微量元素：
磷酸盐、硫酸盐、氯化钠、氯化钾 镁、铁、钴、锌、锰等
发酵工艺控制
温度
• 酶的活性
• 菌体代谢产物 • 微生物调控机理
• 发酵液理化性质
pH值
• 酶的活性
• 生物细胞膜所带电荷 • 代谢产物接力 • 代谢过程不同 • 菌的形态
溶解氧浓度
• 好氧性微生物必须，关系产量
谢谢！
医药发酵工程
发酵工程
一、绪论1、发酵工程（Fermentation Engineering）：指在最适发酵条件下，在发酵罐中大大量培养细胞和生产代谢产物的技术。
2、发酵工程研究内容：发酵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等研究内容。
3、发酵工程的特点：一个完整的发酵工程包括：（1）材料的预处理（即培养基的制备过程）；（2）生物催化剂的制备（要选高产、稳定、高效、容易培养的菌株作种子或利用固定化酶或固定化细胞）;（3）生化反应器及发酵条件的选择和监控（生物反应器是进行生物反应的核心设备）；4、细胞融合技术：基因操作技术能定向的制造出新的有用的微生物。
5、发酵工程的最基本的问题是过程优化与放大。
二、菌种的选育1、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，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。
3、自然界中有目的微生物分离的一般过程：土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物采样时要注意的问题：气候、水分、空气，来源要广结合产品的特点，标签：地点、时间、气候等3、目的微生物富集的一些基本方法富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
富集的三种方案：（1）定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养；（2）当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分类学中考虑；（3）不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这时只能通过随机分离的办法；定向培养的方法：物理方法：加热、膜过滤等，但主要是通过培养的方法4、菌落的选出（1）从产物角度出发：在培养时以产物的形成有目的的设计培养基，利用简单、快速的鉴定方法，如抗生素；（2）从形态的角度：菌落的外观形态，是微生物的一个重要表征。
如多糖产生菌在适当的培养基上生长，从具有粘液性的菌落外观上就可以初步识别；5、菌种选育分子改造目的：（1）防止菌种退化；（2）解决生产实际问题；（3）提高生产能力；（4）提高产品质量；（5）开发新产品；方法：（1）基因突变：自然选育、诱变育种；（2）基因重组：杂交、原生质体融合、基因工程；（3）基因的直接进化：点突变、易错PCR、同序法shuffling;三、微生物培养基1、培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。
发酵工程
发酵工程王小威160408424一、发酵工程的概念发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，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的一种新技术。
用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。
发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段。
二、发酵过程的发展史1857年巴斯德证明了发酵是由于微生物的作用。
20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。
20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。
1957年，日本用微生物生产谷氨酸成功，如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。
20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更为合理。
三、发酵工程的内容发酵工程的内容包括菌种的选育（自然界选种、诱变育种、基因工程、细胞工程）、培养基的配制（根据培养基的配制原则制备，实践中需多次试验配方）、灭菌（杀灭胞体、孢子及芽孢）、扩大培养和接种、发酵过程（检测进程，满足营养需要；严格控制温度、pH、溶氧、转速等）和产品的分离提纯（产物是菌体本身的通过过滤、沉淀等方法，产物是代谢产物通过蒸馏、萃取、离子交换等方法）等方面。
流程图如下：三、谷氨酸的生产实例谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等在一定的条件下能够利用环境中的营养物质来合成谷氨酸。
菌种的选育：选育谷氨酸棒状杆菌，只有选择细胞膜通透较强的谷氨酸棒状杆菌做菌种,才有可能获得大量的谷氨酸，这就是所讲的优良品种。
怎样得到优良的菌种呢？如果生产的是微生物直接合成的产物，可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变(人工诱变)，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。
发酵工程知识点总结
发酵工程知识点总结一、发酵工程的基本概念发酵工程是利用微生物、酶等生物体对有机物进行代谢的技术和工艺。
通过对微生物的培养、发酵过程的调控和产物的提取等一系列工艺步骤，实现对特定有机物的高效生产。
发酵工程是一门综合国家的学科，涉及生物学、化学工程、微生物学、工艺学等多个学科的知识。
二、发酵工程的发展历史发酵工程的起源可以追溯到几千年前，人类早在古代就已经开始利用自然界中的微生物进行发酵生产，如制酒、酿酒、发酵豆腐等工艺。
随着科学技术的发展，特别是现代微生物学、生物技术和生物化工技术的兴起，发酵工程逐渐成为一门独立的学科，并得到了迅速的发展。
三、发酵工程的基本原理发酵过程是一种微生物或酶对有机物进行代谢的过程。
微生物在合适的温度、pH值、氧气供应等条件下，利用有机物作为碳源进行代谢，产生新的有机化合物。
该过程分为静态发酵和动态发酵两种方式。
在发酵工程中，需要控制好微生物的生长条件，确保发酵产物的质量和产量。
四、发酵工程的主要微生物种类发酵工程中常用的微生物包括细菌、真菌、酵母等。
常见的细菌有大肠杆菌、乳酸菌等，真菌有曲霉、酵母菌等。
不同的微生物对有机物的代谢方式有所差异，因此在不同的发酵工程中需要选择合适的微生物种类。
五、发酵工程的工艺流程发酵工程的工艺流程主要包括微生物的培养、发酵过程的控制和产物的提取三个阶段。
微生物的培养是指通过预处理、接种和发酵基质制备等步骤，使得微生物得到最佳的生长繁殖条件。
发酵过程的控制是指通过对温度、pH值、氧气供应等因素的调控，使得微生物产生出期望的产物。
产物的提取则是指将发酵产物从培养基中分离出来，并经过精制处理得到最终的产品。
六、发酵工程中的发酵罐发酵罐是发酵工程中最为重要的设备之一，它是用来进行微生物培养和发酵过程控制的容器。
根据不同的发酵工艺要求，发酵罐可以分为批次式发酵罐、连续式发酵罐等多种类型。
在发酵罐中，需要控制好温度、pH值、氧气供应等因素，以确保微生物的生长和代谢过程。
发酵工程简介
发酵工程的现状及发展前景
在发达国家，发酵工业的产值占国民 生产总值的5%。在医药产品中，发酵产品的 产值占20%。在医药、食品、化工、冶金、 资源、能源、环境等诸多领域有着广泛的应 用。
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。 初级代谢产物和次级代谢产物
在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、 核苷酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长繁殖 所必需的，这些产物叫做初级代谢产物。 在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具 有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、植物生长 因子等，这些产物与菌体的生长繁殖无明显关系， 叫做次级代谢产物。
二、微生物发酵过程
根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、 兼性厌氧），可以分为好氧性发酵、厌氧性发 酵和兼性发酵三大类： （1）好氧性发酵，如柠檬酸发酵，谷氨酸发 酵。 （2）厌氧性发酵，如乳酸发酵，丙酮、丁醇 发酵。 （3）兼性发酵，如酵母菌却氧条件下发酵生 产酒精，有氧条件下繁殖菌体。
（一）、工业生产常用微生物
2、发酵工艺控制
发酵过程中，为了能对生产过程进行 控制，需要对有关工艺参数进行定期取样测 定或进行连续测量。对发酵影响较大的参数 有： （1）温度，影响酶活性，改变菌体代谢方 向。 （2）pH值，影响酶活性，影响细胞膜的通 透性。 （3）溶解氧浓度。
四、发酵设备
进行微生物深层培养的设备统称发酵罐。 优良的发酵装置应具有严密的结构，良好的 液体混合性能，较高的传质、传热速率，配 套的检测及控制仪表。
发酵工程的基本步骤
发酵工程的基本步骤一、发酵工程简介发酵工程是一种利用微生物来生产有用物质的工艺过程。
在发酵工程中，微生物通过对底物进行代谢，产生出所需的产品。
发酵工程的基本步骤包括菌种培养、发酵过程控制和产物提取等。
二、菌种培养菌种培养是发酵工程的第一步，其目的是获得高质量的菌种以进行后续的发酵过程。
菌种培养需要选择适合的菌株，并提供合适的培养条件。
培养基的选择要考虑到菌株的生长需求，包括碳源、氮源、微量元素和pH值等。
培养条件的控制也十分重要，如温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等。
三、发酵过程控制发酵过程控制是发酵工程的核心环节，它直接影响着发酵产物的质量和产量。
发酵过程控制需要对发酵参数进行监测和调节，以满足菌株的生长和产物的合成需求。
常用的发酵参数包括温度、pH值、溶解氧浓度和搅拌速度等。
发酵过程控制一般分为两个阶段，即生长阶段和产物合成阶段。
生长阶段主要是为了增殖菌体数量，而产物合成阶段则是为了产生所需的物质。
四、产物提取产物提取是发酵工程的最后一步，其目的是将发酵产物从发酵液中分离出来。
产物提取需要根据产物的性质选择合适的方法，如离心、过滤、蒸馏和萃取等。
此外，还需要对产物进行纯化和浓缩，以得到纯净的产物。
五、发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饲料、药品、化工等领域。
在食品工业中，发酵工程常用于酿造食品，如啤酒、酱油和酸奶等。
在饲料工业中，发酵工程可用于生产饲料添加剂，如酶制剂和益生菌等。
在药品工业中，发酵工程可用于生产抗生素、酶制剂和乳酸菌制剂等。
在化工工业中，发酵工程可用于生产有机酸和溶剂等。
六、发酵工程的前景发酵工程作为一种高效、环保的生产工艺，具有广阔的发展前景。
随着生物技术的不断发展，发酵工程在新药研发、能源生产和环境修复等领域的应用将会越来越广泛。
同时，发酵工程还有助于实现资源的可持续利用，促进可持续发展。
七、结论发酵工程是一种利用微生物进行有用物质生产的工艺过程，其基本步骤包括菌种培养、发酵过程控制和产物提取等。
发酵工程简介
应用发酵工程的生产实例 谷氨酸发酵
（1）菌种：谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌等 ）菌种： （2）培养基：液体培养基（原料：豆饼或马铃 ）培养基：液体培养基（原料： 薯等的水解液、玉米浆、尿素、 薯等的水解液、玉米浆、尿素、磷 酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、 酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物 素等） 发酵罐连续培养 （3）发酵过程 ） 控制条件：温度、PH、 控制条件：温度、PH、溶氧 量、搅拌 中和后，过滤、 （4）提取：用Na2CO3中和后，过滤、分离 ）提取：
思考
哪些因素会影响发酵过程中的温度？ 哪些因素会影响发酵过程中的温度？
温度升高: 微生物分解有机物释放的能量， 温度升高: 微生物分解有机物释放的能量， 一部分用于合成ATP ATP， 一部分用于合成ATP，另一部分散发到培养基中 会引起发酵温度升高； 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。 部分热量引起温度升高。 温度降低:发酵罐壁散热， 温度降低:发酵罐壁散热，水分蒸发会带走部 分热量，使发酵温度降低。 分热量，使发酵温度降低。
进行以获得大量的酒精。 进行以获得大量的酒精。
扩大培养和接种
发酵过程：随时了解发酵进程， 发酵过程：随时了解发酵进程，及 时添加必需的培养基组分，严格控 时添加必需的培养基组分， 制温度、 、溶氧、 制温度、pH、溶氧、通气量与转速 等发酵条件。 等发酵条件。 分离提纯 菌体：用过滤、 菌体：用过滤、沉淀方法 代谢产物：用蒸馏、萃取、 代谢产物：用蒸馏、萃取、离子 交换等工程是指采用现代工程技术手段， 发酵工程是指采用现代工程技术手段，利 用微生物的某些特定功能 特定功能， 用微生物的某些特定功能，为人类生产有用 的产品， 的产品，或直接把微生物应用于工业生产过 程的一种新技术。 程的一种新技术。 发酵工程的内容包括菌种的选育、 发酵工程的内容包括菌种的选育、培养 基的配制、灭菌、扩大培养和接种、 基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过 程和产品的分离提纯等方面。 程和产品的分离提纯等方面。
发酵工程简介
发酵过程
哪些条件能影响菌体的发酵呢？ 哪些条件能影响菌体的发酵呢？
–发酵生产中温度、pH、溶氧量、转 发酵生产中温度、pH、溶氧量、 速等对发酵过程有重大影响。 速等对发酵过程有重大影响。
环境中有哪些非生物因素可能影响谷氨酸 发酵？ 发酵？
–O2 –温度 30~37℃ 34~37℃ –PH 7.0~8.0 –无机盐 PO43- 浓度过高，则转为缬氨酸发 浓度过高， 酵
pH呈酸性：乙酰谷氨酰胺； pH呈酸性 乙酰谷氨酰胺； 呈酸性： 溶氧不足：乳酸或琥珀酸； 溶氧不足：乳酸或琥珀酸； 碳氮比的变化：3：1：利于菌体繁殖 比的变化： 利于谷氨酸生成； 4：1：利于谷氨酸生成；
分离、提纯 分离、
菌体本身， 菌体本身，如酵母菌和细菌等
– 采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分 采用过滤 沉淀等方法将菌体从培养液中分 过滤、 等方法将菌体 离出来
菌种
①谷氨酸产生菌的种类 谷氨酸棒状杆菌、 谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等 ②是不是所有的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发 酵生产呢？ 酵生产呢？我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌 作为菌种呢？ 作为菌种呢？ –只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷 只有选择细胞膜通透较强， 氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大 量的谷氨酸。 量的谷氨酸。
扩大培养和接种
是否可以将所选择的优良谷氨酸棒状 杆菌直接加入发酵罐中？ 杆菌直接加入发酵罐中？
– 大规模的发酵生产需要大量的菌种，应 大规模的发酵生产需要大量的菌种 大量的菌种， 先经过多次扩大培养。 先经过多次扩大培养。 – 用于生产的菌种应选择处于对数期的谷 用于生产的菌种应选择处于对数期 对数期的谷 氨酸棒状杆菌 缩短生产周期。 – 这样可以缩短生产周期。 这样可以缩短生产周期
发酵工程简介(共17张PPT)
如：通过青霉发酵能生产青霉素。 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。 发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。 发酵工程能生产各种食品添加剂。
二、发酵工程概念
▪ 采用现代工程技术手段，利用 微生物的某些特定功能，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。
三、发酵工程的内容
▪ 发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：
1. 菌种的选育 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
20世纪80年代中期全世界的单细胞蛋白年产量已达2. 例如：通过发酵可获得大量的微生物菌体——单细胞蛋白。2.培Biblioteka 基的配置1.培养基配置的原则：
1. 根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。
▪ 配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐 等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。
2. 培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 3. 培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产
成本，以得到更高的经济效益。
培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
6. 分离提纯
1.菌种的选育
1.选育的方法：
1) 从自然界中先分离出相应的菌种；
2) 利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种 ；
3) 利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工 程菌。
2.举例：
▪ 可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结 合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞 内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛 素的菌种。
发酵工程
发酵工程名词解释1、发酵工程：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。
该技术体系主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备。
2、现代发酵工程：是指将DNA重组及细胞融合技术、组学及代谢网络调控技术、发酵过程优化放大与精准控制技术等新技术与传统发酵工程融合，大大提高了传统发酵技术，拓展了传统发酵应用领域和产品范围的一种现代工业生物技术理论与工程技术体系。
3、富集培养：是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利分离到所需的菌种。
4、诱变育种：就是人为的利用物理或化学等因素，使诱变对象细胞内的遗传物质发生变化，引起突变，并通过筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方法。
5、代谢控制育种：是通过选育特定突变型，达到改变代谢通路，降低支路代谢终产物的生产，或切断支路代谢途径，并提高细胞膜的透性等，使代谢流向目的产物积累方向。
6、分解代谢阻遏现象：在初级或次级代谢中都存在，其含义是指代谢过程中酶的合成往往受高浓度的葡萄糖或其他易分解利用的碳源或氮源所抑制。
7、渗漏缺陷型：是一种特殊的营养缺陷型，是遗传性障碍不完全的突变型，其特点是酶活力下降但没有完全丧失，并能在基本培养基上少量生长。
8、抗反馈作用突变株：是一种解除合成代谢反馈调节机制的突变型菌株，其特点是所需产物不断积累，不会因其浓度超量而终止生产。
9、结构类似物：是指那些结构上和代谢终产物（氨基酸、嘌呤、维生素等）相似的物质。
10、代谢工程：利用多基因重组技术有目的地对细胞代谢途径进行修饰、改造、改变细胞特性，并与细胞基因调控、代谢调控及生化工程相结合，为实现构建新的代谢途径，生产特定目的产物而发展起来的一个新的学科领域。
11、菌种退化：所谓菌种退化，是指优良菌种的群体中出现某些生理特征和形态特征逐渐减退或丧失，而表现为目的代谢产物合成能力下降的现象。
发酵工程
一、概念发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，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的一种新技术。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
二、内容介绍它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。
（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”。
（2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。
为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。
（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。
发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。
（4）微生物是发酵工程的灵魂。
近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。
（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。
发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。
人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。
随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。
现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。
例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。
发酵工程简介
学院：生工学院专业班级：生物工程092班姓名：×××学号：×××××××发酵工程简介一、发酵工程的定义发酵工程{fermentation engineering}，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，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的一种新技术。
二、发酵工程的发展1早期的发展早在数千年前，我国劳动人民就懂得酿酒、制酱油、酿醋等。
酿酒工业是历史上最古老的微生物工业，但当时人们并不知道它与微生物的关系，也不清楚发酵的原因，只是靠口传身授，在实践中应用微生物。
2近代的发展1667 年，荷兰人列文霍克（Antony Van Leowen hoek ）发明了显微镜，揭开了微生物世界的秘密。
1850 -1880 年法国巴斯德（Louis Pasteur ）通过实验发现了发酵原理，认识到发酵是由微生物的活动引起的。
导致简便的密闭式发酵罐等技术设备。
1929 年，英国细菌学家傅莱明（Fleming ）发现了青霉素。
在20世纪40 年代随着微生物遗传学、生物化学和分子生物学的发展，创立了好气性发酵通气搅拌工程技术。
20世纪60年代遗传水平上控制生物代谢，建立起氨基酸、核苷酸微生物工业。
日本于1956 年用发酵法生产谷氨酸获得成功，氨基酸发酵工业采用了人工诱变育种与代谢控制发酵的新技术。
随着微生物工业向大型发酵罐的连续化、自动化方向发展，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自动化控制的研究，使发酵过程的工艺控制更为合理，相应的新工艺、新设备也层出不穷。
目前，发酵过程的基本参数，包括温度、pH 值、罐压、溶解氧、氧化还原电位、通气流量、CO2含量等均可自动记录和控制。
而微生物酶反应生物合成与化学合成工程技术的结合，为生物发酵的发展提供了更广阔的空间。
三、发酵工程的过程1、菌种的选育自然选育，从大自然中选择优良的菌种。
发酵工程简介
4、扩大培养和接种
• 扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢？
例如：在酵母菌的酒精发酵过程中 目的： 为了促使酵母菌快速增殖 扩大培养： 培养条件： 在有氧条件下进行
发酵过程中 目的： 为了发酵产生酒精 的培养： 培养条件： 在无氧条件下进行 – 扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖，而 发酵过程中的培养是为了获得代谢产物，目的不同， 采用的培养条件就有可能不同。
从自然界分离的菌种 诱变育种 基因工程 细胞工程 生产用菌种 扩大培养 接种 原料 培养基配制 灭菌
发酵罐 发酵条件控制
分离 提纯 微生物菌体 代谢产物 产品
三、发酵工程的应用
（一）在医药工业上的应用
药用氨基酸、核苷酸等
1.生产出了种类繁多的药品 如抗生素、V、动物激素、
2.发酵工程对医药工业的一个重大贡献
2、发酵的种类有哪些？固体发酵
｛
液体发酵
抗生素发酵 （2）产物： 维生素发酵 氨基酸发酵 厌氧发酵 （3)对氧的需求： 需氧发酵
｛ ｛
什么是发 酵工程？
一、应用发酵工程的生产实例
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸
谷氨 酸是 味精 的主 要成 分
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
葡萄糖
中间产物
• 谷氨酸棒状杆菌在一定 的条件下能够利用环境 中的营养物质来合成谷 氨酸。
4、扩大培养和接种
•有了用于生产的充足的菌体，在接种时要 注意什么事项呢？
接种过程中要注意防止杂菌污染。
（无菌操作）
5、发酵过程 -- --（发酵的中心阶段）
•发酵产物产生的主要生长时期：稳定期
•如何延长菌体生长稳定期的时间，以得到更 多的发酵产物？
及时更新必需的培养基成分；严格控制发 酵条件。 •哪些条件能影响菌体的发酵呢？
发酵工程的研究和应用
发酵工程的研究和应用发酵工程是近年来备受关注的学科，它的应用范围涉及到生物学、医学、食品工业等领域，具有非常广泛的用途。
本文将从发酵工程的定义、发酵工程的基本原理、发酵工程的应用三个方面来探讨这一学科的研究和应用。
一、发酵工程的定义发酵工程是指利用微生物在适宜条件下进行繁殖、代谢，从而得到所需产品的一种生物技术。
发酵工艺是从原料的处理开始，通过微生物的代谢反应将原料转化为目标产物的工艺，需要掌握微生物生理、营养代谢、工艺参数等知识，同时也包括了生物化学、微生物遗传、发酵动力学、传质和传热等多个学科的内容。
二、发酵工程的基本原理发酵工程是利用微生物在适宜条件下进行繁殖和代谢，从而得到所需产品的技术。
微生物的代谢反应包括了有机物的降解、生物合成以及能量利用等过程，其中的代谢产物就是发酵工艺得到的产品。
而微生物的代谢反应受环境条件、营养物质的供应和代谢产物的累积等因素的影响。
为了提高发酵工艺的产量、质量和效率，需要掌握以下三个方面的基本原理：1.微生物生理及代谢反应的规律微生物的生长和代谢需要控制环境条件，其生长和代谢产物的产生规律是发酵工程的基础。
由于微生物的不同，对环境条件的要求也不同，因此需要根据不同微生物的特性来调节环境条件。
2.发酵动力学发酵动力学是对微生物发酵过程的量化研究，明确发酵过程中关键参数如菌群数量、代谢产物浓度等的动态变化规律。
通过对发酵反应动力学特征的研究，可以确定相关的发酵参数及其控制策略。
3.传质和传热的原理传质和传热是发酵工艺中必不可少的环节，其优劣直接影响发酵过程中产物的质量以及收益。
通过掌握传质和传热的原理，可以选择适宜的微生物、工艺参数，进而提高发酵工艺的效率和产品质量。
三、发酵工程的应用发酵工程应用广泛，包括食品、医药、化工等多个领域。
以下分三个领域介绍发酵工程的应用：1.食品工业食品工业中的发酵工程应用多，如工艺酸奶、酱油、豆腐等等。
在酸奶制作中，发酵工程主要作用是使乳中的乳糖转化为乳酸，从而使牛奶成为酸奶；在酱油制作中，发酵工程则是利用大豆、小麦等原料，通过蛋白质和淀粉的水解、氧化和糖化等反应，制成酱油。
发酵工程资料
1、微生物工程：也称发酵工程，它是指利用微生物生长繁殖与代谢活动，通过现代工程技术手段进行工业规模来生产人们所需产品的理论和工程技术体系。
是生物工程和生物技术学科的重要组成部分。
2、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各种培养基的配制(2) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(3) 将培养好的有活性的适量纯种以一定比例转接到发酵罐中(4) 控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量代谢产物(5) 将产物抽提并进精制，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新种分离与筛选的步骤：确定方案—样品采集—样品的预处理—目的菌富集培养—菌种分离—菌种初筛—菌种复筛—菌种发酵性能鉴定—菌种保藏（1）确定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
（2）样品采集：有针对性地采集样品。
两个原则：①样品的来源广泛，获得新的菌种的可能性越大；②要了解目标产物的性质和可能产生目标产物的微生物及其生理性，这样就能提高效率，事半功倍。
（3）样品预处理：对样品进行预处理可提高菌种分离的效率。
方法有：①物理方法：包括热处理、膜过滤法和离心法②化学方法：通过在培养基中添加某些化学成分来增加特定微生物的数量。
③诱饵法：将一些固定物质，如石蜡、花粉、蛇皮、毛发等加到待分离的土壤或水中做成诱饵富集目的菌。
（4）目的菌富集培养：主要利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同，使目的微生物在最是条件下迅速地生长繁殖，数量增加，成为优势种。
①控制培养基的营养成分，如唯一碳源或氮源；②控制培养条件：（5）菌种分离：利用微生物菌种分离技术得到纯种。
①平板划线分离法②稀释分离法③简单平板分离法④涂布分离法⑤毛细管分离法⑥小滴分离法（6）初筛：从分离得到的大量微生物中将具有目的产物合成能力的微生物筛选出来的过程。
①平板筛选：用水解圈、变色圈、抑菌圈、透明圈等方法②药瓶发酵筛选：菌株摇床培养后，过滤发酵液进行活力测定。
第十一讲发酵工程简介
• • • •
6．发酵过程 ． 22 ○产物浓度 21 ○细菌数目 (1)随时取样检测培养液中的 、 等。 随时取样检测培养液中的 23 (2)及时添加必要的培养基组分，以满足菌种的○营养需求 及时添加必要的培养基组分， 。 及时添加必要的培养基组分 25 (3)严格控制温度、24 pH 严格控制温度、 严格控制温度 ○ 、○溶氧 、通气量与转速等发酵条 件。 • 7．分离提纯 ． 27 ○沉淀 26 ○过滤 • (1)菌体本身；采用 菌体本身； 等方法。 菌体本身 、 等方法。 28 • (2)代谢产物：采用○蒸馏 代谢产物： 萃取、离于交换等方法。 代谢产物 、萃取、离于交换等方法。
优良的菌种呢？ 优良的菌种呢？
•如果生产的是一般微生物不能 如果生产的是一般微生物不能 合成的产品 可用基因工程、 可用基因工程、细胞工程的方法 对菌种的遗传特性进行定向改造， 对菌种的遗传特性进行定向改造， 以构建工程细胞或工程菌， 以构建工程细胞或工程菌，从而 达到生产相应产品的目的
【问题6】获得青霉素高产菌株和生产人胰岛素的大肠杆菌，这 问题6 获得青霉素高产菌株和生产人胰岛素的大肠杆菌， 些优良菌种的方法分别是什么? 些优良菌种的方法分别是什么? 获得青霉素高产菌株的方法是诱变育种， 获得青霉素高产菌株的方法是诱变育种，获得生产人胰岛素的 大肠杆菌的方法是基因工程。 大肠杆菌的方法是基因工程。
一、应用发酵工程的生产实例
复习谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
谷氨酸棒状杆菌在一定的条件下 能够利用环境中的营养物质来合 成谷氨酸。 成谷氨酸。
【问题1】谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，是不是所有 问题1 谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了， 的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢? 的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢?我们应该选育什么 样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢? 样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢? 只有选择细胞膜通透性较强， 只有选择细胞膜通透性较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒 状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。 状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。 【问题2】有了菌种，用什么样的培养基去培养呢? 问题2 有了菌种，用什么样的培养基去培养呢? 培养基最主要的用途是满足微生物对营养物质的需要， 培养基最主要的用途是满足微生物对营养物质的需要，即应满足 微生物生长所需的碳源、氮源、生长因子、 无机盐等营养要求。 微生物生长所需的碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等营养要求。 【问题3】分析以下培养基的成分，它是如何满足谷氨酸棒状杆菌 问题3 分析以下培养基的成分， 所需各种营养的? 所需各种营养的?
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用高压蒸汽灭菌法;
通过高温使蛋白质凝固变性杀死细 菌，芽孢和孢子;
防止种间斗争;
No Image
4. 扩大培养和接种
接种就是将优良菌种在无菌操作状态下 转入培养罐的过程
是否可以将所选择的优良谷氨酸棒 状杆菌直接加入发酵罐中？
大规模的发酵生产需要大量的菌种, 应先经过多次扩大培养。
接种要应选择处于对数期的谷氨酸棒 状杆菌，在灭菌的培养基冷却后进行
No Image
加料口 放料口 无菌空气入口 排气口 冷却水进口 冷却水出口
PH检测及控 制装置
搅拌器
No Image
5. 培养
发酵过程中应该注意控制好哪些条件？
温度 30-37谷℃氨酸棒状杆菌是
PH 7-8
好氧菌
氧气
培养过程中不断进行搅拌的目的是什么?
容
总
微生物菌体
代谢产物
结
产品
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三、发酵工程的应用
（一）在医药工业上的应用 1. 生产出了种类繁多的药品 2. 发酵工程对医药工业的一个重大贡献:
应用发酵工程大量生产的基因工 程药品，有人生长激素、重组乙肝疫 苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞 介素-2、抗血友病因子等。
No Image
不足
6. 分离、提纯
代谢产物
采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进 行提取。
菌体本身，如酵母菌和细菌等
采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养 液中分离出来
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从自然界分离的菌种
7.
发 酵 诱变育种 基因工程 细胞工程
工
原料
程 的
生产用菌种
主 要
接种 扩大培养
发酵罐发 酵条件控制
灭菌
培养 基的
内
配制
发酵工程简介
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微生物学的奠基人——伟大的巴斯德
我国的传统发酵产品酱 油、醋、腐乳等享誉世界
我国的酿酒已经有4000 多年的历史
我国的酱油距今已有 3000年的历史
1857年巴斯德证明发酵 是由于微生物的作用
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一、谷氨酸发酵的生产实例
谷氨酸是鲜味剂味精的主要成分；
以前用植物(如大豆)蛋白质水解法生产。
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有了用于生产的充足的菌体，在接种 时要注意什么事项呢？
接种过程中要注意防止杂菌污染。
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5. 发酵过程中为什么还要控制发酵条件呢
影响谷氨酸代谢途径的因素
因素
代谢途径
适量
pH 谷氨酰氨或乙酰谷氨酰氨 谷氨酸
不足
适量
过量
NH＋4 α-酮戊二酸
谷氨酸
缺乏
谷氨酰氨
适量
氧
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适量
乳酸或琥珀酸 谷氨酸
（二）在食品工业上的应用 主要包括以下三方面:
第一, 生产传统的发酵产品, 如啤酒、 果酒、食醋等，使产品的产量和质量得 到明显的提高。
第二, 生产各种食品的添加剂。 第三, 帮助解决粮食问题。
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例题分析
[例1]温度对发酵过程的影响，不正确
的是 B
A. 温度过高, 发酵周期缩短, 产量降低 B. 温度不影响生物合成的途径 C. 温度能影响菌种对营养物质的吸收 D. 菌体生长和产物合成所需的最适温 度不一定相同
1957年，日本率先用微生物发酵法生 产成功。
常用的谷氨酸产生菌有： 谷氨酸棒状杆菌；黄色短杆菌等。
No ImageLeabharlann 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
谷氨酸棒状杆菌 在一定的条件下能够 利用环境中的营养物 质来合成谷氨酸。
在工厂里是怎样 应用谷氨酸棒状杆菌 来生产谷氨酸的？
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1. 选择菌种
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4. 扩大培养和接种
扩大培养是将培养到对数期的菌体分 开,分头进行培养,以促使菌体数量快速增 加,能在短时间里得到大量的菌体。
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扩大培养与发酵生产过程中的培养有 何不同呢？
扩大培养是为了让菌体在短时期内快 速增殖，而发酵过程中的培养是为了获 得代谢产物，目的不同采用的培养条件 就有可能不同。
谷氨酸 棒状杆菌
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产
发 酵
控制
罐 条件
生 氨
加工
基 提取
产 品
酸
温度30～37℃、 pH=7～8 、 无菌空气
发酵工程
发酵工程（生物工程的一种）：
微生物培养与现代工程技术手段结合， 得到微生物产品的过程 根据人的意愿，有一定规模
代谢产物 初级代谢产物
发酵
工程
次级代谢产物
产品
菌体 ——单细胞蛋白
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[例2](2004陕西)关于谷氨酸棒状杆
菌的说法不正确的是 D
A. 原核生物 B. 异养型 C. 需氧型 D. 次级代谢产物主要是味精
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[例3]发酵工程中能缩短生产周期
的方法有 ACD
A. 连续培养法 B. 用稳定期获得的菌种 C. 用对数期获得的菌种接种 D. 增大接种量
增加溶氧量,使培养液和菌种充分 接触，提高原料的利用率。
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6. 分离提纯 经过28-32h,培养液中就会产生大量
的谷氨酸——50-100g/L
提取出谷氨酸 用适量的Na2CO3溶液中和 过滤 浓缩 离心→味精
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在发酵罐中是怎样进行谷氨酸发酵生产的
天然液体 培养基
蒸气灭菌
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如果生产的是一般微生物不能合 成的产品
可用基因工程、细胞工程的方法对 菌种的遗传特性进行定向改造，以构 建工程细胞或工程菌，从而达到生产 相应产品的目的。
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2. 培养基的配制
a. 目的明确.根据不同的菌种，应选择 不同的材料配制培养基。配制的培养基应 满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、 无机盐等方面的营养要求.
只有选择细胞膜通透较强谷氨酸棒 状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨 酸。
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2. 谷氨酸发酵的培养基：
成分
成分的分类
豆饼水解液
碳源、氮源
玉米浆
碳源
尿素
氮源
磷酸二氢钾、氧化钾、硫酸镁 无机盐
生物素(化学本质: 维生素)
生长因子
酸碱度
pH=7～8
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3. 灭菌
配制好培养液后，是否可以立即 加入菌种？
1. 菌种的选育
要想通过发酵工程获得在种类、产量 和质量等方面符合人们要求的产品，最重 要的是要有优良的菌种。
怎样才能得到优 良的菌种呢？
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如果生产的是微生物直接合成的产物
可以从自然界中先分离出相应的菌种， 再用人工诱变方法使菌种产生突变，从 突变个体中筛选出符合生产要求的优良 菌种。
b.提供适宜的pH。
c. 营养要协调。
d. 应尽量降低生产成本，以得到更高 的经济效益。
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3. 灭菌
用高温、高压的方式，杀死所有杂 菌的胞体、芽孢和孢子。
那如何防止杂菌的污染呢？
要在发酵前对培养基和发酵设施 进行严格的灭菌处理。
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例如：如果在谷氨酸发酵过程中混 入放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会 使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在 青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂 菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素 分解掉