发酵工程
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》课件
产物分离纯化的优化
分离纯化方法
常见的分离纯化方法包括过滤、离心、萃取、蒸馏、膜分离等。
优化策略
根据产物的性质和发酵液的特点,选择合适的分离纯化方法,并优化工艺参数,以提高产物的纯度和收率。
06
未来发酵工程的发展趋势
新技术应用与设备改进
生物信息学
利用生物信息学技术,对微生物基因组学、转录组学和蛋白质组学 进行深入研究,为发酵工程提供更精确的微生物代谢调控手段。
为防止发酵污染,应定期对菌种进行 纯化、复壮,严格控制培养基和设备 的灭菌温度和时间,加强发酵过程中 的监控和检测。
发酵效率的提高
影响因素
影响发酵效率的因素包括菌种特性、培养基成分、发酵温度、pH值、溶解氧浓度等。
优化方法
通过调整培养基成分、控制发酵温度、调节pH值、提高溶解氧浓度等方法,可以有效提高发酵效率。
合成生物学
利用合成生物学技术,设计和构建具有特定功能的微生物细胞工厂, 实现高效、定向的物质转化。
基因编辑技术
通过基因编辑技术,改造和优化微生物的代谢途径,提高发酵产物 的产量和品质。
可持续性与环保
1 2
节能减排
通过优化发酵工艺和设备,降低能源消耗和减少 废弃物排放,实现发酵工程的绿色可持续发展。
抗菌素
抗菌素是一类具有抗菌活性的物质,通过抑制或杀死病原微生物,达到防治病害 的目的。抗菌素在医疗、农业、食品工业等领域广泛应用。
其他发酵产物及其应用
柠檬酸
柠檬酸是发酵工程中重要的有机酸之一,主要用于食品、 化工、医药等领域。柠檬酸具有抗氧化、抗菌、提高口感 等作用。
氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本组成单位,通过发酵工程生产出的 各种氨基酸,如谷氨酸、赖氨酸等,在食品、饲料、医药 等领域广泛应用。
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。
发酵工程及其应用知识点
发酵工程及其应用知识点发酵工程及其应用知识点1. 发酵工程的定义发酵工程是一门综合性的学科,它研究微生物在合适培养基条件下生长和代谢所产生的产物,通过合适的发酵工艺控制微生物的生长和代谢,从而获得所需要的产物。
2. 发酵工程的基本原理发酵工程主要利用微生物的生长、代谢特性,以及合适的发酵工艺控制,来实现所需产物的生产。
其基本原理包括:- 微生物生长与代谢特性:包括微生物的生长曲线、生长速率、代谢产物的合成途径等。
- 发酵工艺控制:包括发酵培养基的选择和优化、气体供应和搅拌的控制、温度、pH 值等环境因素的控制。
- 发酵工程设备:包括发酵罐、气体供应系统、温度、pH 值控制系统等。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、制药、化工等领域,主要包括以下几个方面:- 食品工业:发酵工程用于葡萄酒、啤酒、面包、味精等食品的生产,通过微生物的代谢产生的产物,提高产品品质。
- 制药工业:发酵工程用于抗生素、维生素、酶、多肽等药物的生产,通过微生物大规模培养来获得药物原料。
- 化工工业:发酵工程用于合成某些化学品,如有机酸、氨基酸等,在提高产量和降低成本的同时,减少了对传统化工工艺的依赖。
- 环境保护:发酵工程利用微生物的代谢能力,对有机废水、有机废气等进行处理,达到净化环境的目的。
4. 发酵工程中的微生物发酵工程中常用的微生物有细菌、真菌、酵母、嗜热菌等。
根据不同的生产需求和工艺特点,选择不同的微生物进行培养。
其中,酵母菌在食品工业和酒精工业中应用广泛,细菌如大肠杆菌在制药工业中应用较多。
5. 发酵培养基的选择和优化发酵培养基是微生物生长的营养物质来源,其组成的选择和优化对发酵工程的成功至关重要。
发酵培养基的组成包括碳源、氮源、无机盐、微量元素等。
优化发酵培养基的目的是提高产量、降低生产成本。
常用的优化方法包括统计优化方法、响应面法等。
6. 发酵工艺的控制发酵工艺的控制包括温度、pH 值、气体供应和搅拌等方面。
发酵工程
发酵工程第一章发酵工程:是现代生物学的重要组成部分、由早期的酿造工艺演化至今,已经进入高科技领域,是生物科学的重要领域。
发酵:指厌氧发酵产生co2气体的现象。
生理意义:微生物在无氧环境下的一种呼吸,是微生物获取能量的一种方式。
发酵工程的发展阶段:第一阶段:天然发酵阶段19世纪中叶之前列文虎克—显微镜、巴斯德—巴氏消毒第二阶段:纯培养技术(19世纪末至20世纪30年代)乳酸的发酵科赫—细菌培养技术第三阶段:通气搅拌发酵技术的建立亚历山大·弗莱明—青霉素第四阶段:代谢控制发酵和现代发酵工程技术发展发酵工业特点:优点:1、产物结构的特异性和复杂性2、产物过程的安全性3、主要原料的可再生性4、原料的可替换性5、反应的自控性6、副产物的可综合利用性7、生产能力的可提高性8、设备的可通用性9、产物类型的可塑性缺点: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、反映浓度低5、生产稳定性差6、设备庞大、辅助设备多7、废水废渣多8、生产过程中容易污染9、通气搅拌冷却,耗能大生产流程1.繁殖种子和发酵生产所用的培养基组分确定2.培养基加发酵罐及其他设备的灭菌3.接种4.在最适环境下经行发酵培养5.产物萃取和精制由实验室研制到产业化的过程菌种筛选—摇瓶实验—发酵罐中试—发酵生产思考题发酵的定义:微生物在无氧环境下的呼吸,是微生物获取能量的一种方式发酵工程的定义:使用现代技术手段,利用微生物某些特定功能为人类生产产品,或是直接把微生物利用于工业生产中的一项技术。
发酵的流程:1.繁殖种子和发酵生产所用的培养基组分确定2.培养基加发酵罐及其他设备的灭菌3.接种4.在最适环境下经行发酵培养5.产物萃取和精制发酵的分类:按照能量获取:好氧发酵、厌氧发酵产物类型:初级代谢产物发酵、次级代谢产物发酵、食品发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵、维生素发酵、抗生素发酵操作类型:自然发酵、纯种发酵、混种发酵、分批发酵、半连续式发酵、连续发酵、固态发酵、液态发酵。
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。
高中发酵工程的知识点总结
高中发酵工程的知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵工程的定义发酵工程是以微生物或酶等生物催化剂为基础,通过控制合适的环境条件,利用微生物或酶的代谢作用,进行有选择地生产物质或提取有用产品的工程技术。
2. 发酵工程的原理发酵工程利用生物催化剂在适宜的温度、pH、氧气供应等条件下对原料进行代谢作用,使其产生有用的化学产物。
发酵过程分为有氧发酵和无氧发酵,有氧发酵是指微生物在充分供氧的情况下进行代谢作用,而无氧发酵则是微生物在缺氧条件下进行代谢作用。
3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、医药、酒类、饲料、化工等领域都有重要的应用,可以生产出酒精、乳酸、维生素、抗生素、酶等多种产品。
二、微生物学基础1. 微生物的分类微生物是一类极小的生物体,包括细菌、真菌、酵母菌、病毒等。
其中,细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,酵母菌主要是酵母菌科的酵母菌,真菌包括霉菌和酵母菌。
2. 微生物的生长特性微生物的生长需要适宜的温度、pH值、氧气供应等条件,不同微生物的生长特性有所不同。
典型的微生物生长曲线包括潜伏期、对数生长期和平稳期。
3. 微生物的代谢特点微生物的代谢分为呼吸代谢和发酵代谢两种形式。
呼吸代谢需要有氧气,产生CO2和H2O,而发酵代谢不需要氧气,产生乳酸、酒精、醋酸等产物。
4. 微生物的培养方法微生物的培养方法包括液体培养和固体培养两种形式,培养基的选择对微生物的生长有重要影响。
三、发酵工程的工艺流程1. 发酵工程的基本流程发酵工程的基本流程包括发酵菌种的培养和保存、发酵罐的设计和运行、发酵过程的控制和调节、产品的分离和提取等步骤。
2. 发酵工程的发酵罐发酵罐是进行微生物发酵的设备,按照不同的设计要求可分为批式发酵罐和连续式发酵罐。
3. 发酵工程的发酵菌种发酵菌种是进行发酵的微生物,可以是细菌、酵母菌、真菌等。
合适的发酵菌种是发酵工程成功的关键。
4. 发酵工程的发酵过程控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气供应、营养物质的添加等方面,需要根据不同的菌种和发酵产品进行调节。
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 ppt课件
100%
酵母菌
单细胞真菌,具有真核细胞结构 ,有产孢子繁殖和水生、好气性 生长及醇发酵和糖发酵等类型。
80%
霉菌
丝状真菌的俗称,意即多细胞的 真菌,在自然界中广泛存在。
微生物的营养需求
水
微生物细胞的主要组成部分, 是良好的溶剂,能维持酶活性 ,参与代谢反应。
无机盐
参与细胞构成和代谢反应,对 细胞的渗透压平衡和酸碱平衡 起着重要作用。
利用发酵技术生产面包、啤酒 、酸奶等食品。
医药工业
生产抗生素、疫苗、干扰素等 生物药物。
化学工业
生产燃料、化学品、塑料等物 质。
环境治理
利用微生物处理废水、废气, 实现环境保护和治理。
02
发酵工程的基本原理
微生物的种类与特性
80%
细菌
根据形态可分为球菌、杆菌、螺 旋菌等,根据对人类的关系可分 为致病菌、条件致病菌和益生菌 。
细胞分离
通过离心、过滤等技术将菌体从发酵液中分离出 来。
产物纯化
通过一系列的分离纯化技术,如蒸馏、结晶、色 谱等,将产物纯化至所需的规格和纯度。
04
发酵工程的应用实例
酒精发酵Βιβλιοθήκη 010203
酒精发酵简介
酒精发酵是一种通过酵母 菌将糖类物质转化为乙醇 的过程,广泛应用于酒精 饮料、化工等领域。
酒精发酵工艺流程
提高产物的产量与质量
代谢工程
通过代谢工程手段,对微生物的代谢途径进行优化,提高目标产 物的产量和纯度。
过程控制
采用先进的传感器和在线监测技术,实时监测发酵过程,实现精 准控制,提高产物质量。
降低生产成本与环境污染
节能减排技术
采用新型发酵设备,提高设备利用率和能源利用效率,降低能耗和碳排放。
发酵工程
发酵工程发酵工程:以生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他自然科学原理,按照预先的设计改造生物体,利用微生物、动物或植物体对原料进行加工,生产出人类所需产品或达到某种目的的技术发酵工程的组成:广义上分为上游工程、中游工程、下游工程。
上游工程:优良菌株的选育、发酵条件的确定(pH、温度、溶氧和营养)、培养基等营养物质的准备。
中游工程:发酵过程的控制。
下游工程:产品的分离纯化,包装处理。
发酵的特点: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,要求条件也比较简单。
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。
3、发酵过程是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—的代谢产物。
4、由于生物体本身所具有的反应机制,能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应,也可以产生比较复杂的高分子化合物。
发酵工业的范围1、以微生物细胞为产物的发酵工业2、以微生物代谢产物为产品的发酵工业3、以微生物酶为产品的发酵工业4、生物转化或修饰化合物的发酵工业5、生物技术的生物细胞的发酵微生物菌体生产:是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的产品的发酵工业,包括用于面包工业的酵母发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白发酵。
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。
微生物酶发酵:微生物种类多,产酶品种多,生产容易,成本低。
目前生产的酶制剂已经达到百种;淀粉酶、蛋白酶、糖化酶为主微生物生长曲线:延滞期:微生物生长过程对外界的适应期,菌体数目保持不变或略有下降,生长速率为0,原生质均匀,嗜碱性强,DNA含量高,代谢机能活跃,诱导酶类的合成最快。
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分批发酵的特点:1.半封闭体系,非稳态过程2.发酵周期长,工作重复3.微生物体现典型生长曲线,生产效率没有最大化补料分批发酵补料分批发酵又称半连续培养或半连续发酵,是指在分批发酵过程的中后期,给发酵罐间歇或连续地补加某些成分的发酵方式。
生物选修三发酵工程知识点知乎
生物选修三发酵工程知识点知乎发酵工程是一门研究利用微生物进行发酵生产的学科,涉及到微生物学、化学、生物工程等多个学科领域。
以下是发酵工程的一些重要知识点:1.发酵过程及其条件:发酵是一种利用微生物或酶催化剂进行有机物转化的生物过程。
发酵过程通常需要一些基本条件,如适宜的温度、pH值、氧气供应、营养物质等。
2.微生物的选择:发酵过程中,选择适宜的微生物对于产品的质量和产量起到至关重要的作用。
常见的发酵微生物包括酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
3.发酵基质:发酵基质是微生物生长和代谢所必需的营养物质,它包括碳源、氮源、矿物质、维生素等。
发酵过程中需要根据不同微生物的需求来设计合适的发酵基质。
4.发酵过程的控制:发酵过程是一个相对复杂的过程,需要通过控制发酵温度、pH值、氧气供应、基质浓度等参数来实现最佳的发酵效果。
5.发酵设备及操作:发酵工程中使用的设备包括发酵罐、搅拌器、气体供应系统、温控系统等。
发酵操作需要严格控制发酵过程中的各个参数,并采取相应的措施来确保发酵过程的成功进行。
6.剪切力与氧气传递:在发酵过程中,剪切力的作用可以促使混合物更加均匀地分布在发酵液中,从而提高氧气传递效率,有效促进微生物的生长和代谢。
7.发酵产物的分离与纯化:发酵产物的分离与纯化是发酵工程中的关键步骤之一、常用的分离技术包括离心、滤过、透析、薄层层析、凝胶层析等。
8.发酵中的计量和控制:发酵过程的计量和控制是发酵工程中的重要内容之一、通过监测和调控发酵过程中的各个参数,可以实现发酵过程的优化和控制。
9.发酵工程的应用:发酵工程在食品工业、医药工业、化工工业等领域有广泛的应用。
例如,酿酒、饮料、乳制品、药物、酶制剂等都是通过发酵工艺生产的。
10.发酵工程的发展:随着生物技术的迅猛发展,发酵工程的研究和应用也得到了广泛的推广。
发酵工程的发展方向包括发酵过程优化、新型发酵设备开发、生物传感器等。
总结起来,发酵工程是研究利用微生物进行发酵生产的学科,涉及到微生物学、化学、生物工程等多个学科领域。
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
第二章发酵工程第一节发酵工程概况一、发酵和发酵工程1、什么是发酵(1)传统的发酵定义:发酵(fermentation)最初来自拉丁语“发泡”(fervere),人们早期的认识,发酵是指酵母作用于果汁或谷物,进行酒精发酵产生CO2的现象,这个过程是酵母在无氧状态下的呼吸过程,是微生物获得能量的一种形式。
(2)现在定义:目前人们把借助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本身、或直接代谢产物或次级代谢产物的过程统称为发酵。
2、发酵工程(1)定义:它是一门将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机地结合起来,利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。
由于它以培养微生物为主,所以又称微生物工程。
(2)分类:发酵工程分为:食品发酵工程和非食品发酵工程两大类。
食品发酵工程又叫酿造工业,如啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒、酱油、食醋、酱、豆豉、腐乳。
这些产品成分复杂,对风味有较高的要求。
非食品发酵工程,如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白等。
这些产品成分单一,无风味要求。
二、发酵工程的发展历程1、天然发酵阶段19世纪前,人们对发酵的本质并不了解,但已经在利用自然发酵现象制成各种发酵产品,如酱油、米酒、面包、奶酪、啤酒、白酒等。
菌种是天然的,而非纯种培养,凭经验传授技术、带徒弟,产品质量不稳定,常常受到杂菌的污染而使人们感到困惑。
2、纯培养技术的建立1680年,发明了显微镜(270倍),人类历史上第一次看到了大量的活的微生物。
1859年,巴斯德证明了发酵原理,随后发明了低温杀菌法(巴氏杀菌),挽救了法国的葡萄酒。
1881年,柯赫建立了细菌纯粹培养技术,并获1905年的诺贝尔奖。
确立了单种微生物的分离和纯粹培养技术,使发酵技术从天然发酵转变为纯粹培养发酵,实现了第一次发酵技术进步(第一个转折期)。
从此,人类开始了人为地控制微生物的发酵过程,产品质量的稳定性得到大大地提高。
发酵工程的名词解释
发酵工程的名词解释
发酵工程是微生物、植物、动物和环境的交互作用的综合应用,可以将物质和能量重新配置,以改善化学特性,利用发酵生物技术将原料转化成多种有用的化合物,包括蛋白质、氨基酸、维生素、抗生素、有机酸、抗菌物质、食品添加剂等。
发酵反应是通过微生物的代谢动力学过程,将原料转化成目的产物的过程。
这种代谢反应一般指的是一个或多个原料(碳源),由微生物分解并释放出它们的能量,然后这些能量被微生物代谢成有用的产物的过程。
它具有同化作用、外源代谢作用、细胞成熟作用和生物合成作用等特性。
发酵技术在食品加工中实用性很强,可以调节食品的味道、质地、颜色和保质期等特性,以满足消费者的要求;也可以利用微生物发酵技术,将原料转化为乳、酒、糖、醋、酱油等美味的保健品;此外,由于发酵技术可以有效提高食品营养价值,使食品更加健康,因此越来越受到人们的重视。
另外,发酵工程不仅可以应用在食品领域,还可以用于产生对环境有益的物质,如植物激素、微量元素、农用洗涤剂以及活性剂等。
此外,由于发酵技术可以以少量原料、少量空间和少量能源获得较多的产物,因此被认为是高效率和环保的生产方式。
总之,发酵工程是一门研究发酵反应的工程学科,是上述所有发酵技术的综合应用与开发。
它综合利用了生物、化学、物理、机械等学科的知识,是一门具有深远影响的高新技术。
目前,发酵技术在现代社会已经发挥了重要作用,从食品工业到农业生物技术,以及其他众多领域,都有着广泛的应用。
发酵工程的发展也在迅速推动着生物科技的发展,成为生物科技中重要的一环,为人类社会健康、发展提供了重要贡献。
发酵工程
涉及到解决人类所面临的食品与营养、健康与环境、 资源与能源等重大问题
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发酵工程所包含的内容:
工业上的发酵产品,有四个主要类别: 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; 将一个化合物经过发酵改造化学结构---生物转化过程。
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一、菌体
工业生产的微生物体,可分为二种。 一种是供制备面包用的酵母;另一种 是作为人类或动物的食物的微生物细 胞(单细胞蛋白质)。
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。
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发酵工程的应用范围
(1) 以微生物细胞为产物的发酵工业 (2) 以微生物代谢产物为产品的发酵工业 (3) 生物转化或修饰化合物的发酵工业 (4) 微生物废水处理和其他
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:
设计原则 稳定性 控制性 操作性 安全性 可视性
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微生物细胞反应器
机械搅拌型微生物细胞生物反应器(通用型) 主要由壳体、控温部分、搅拌部分、通 气部分、进出料口、测量系统和附属系统组 成。 机械搅拌自吸式反应器 利用搅拌器旋转时产生的抽吸力吸入空 气,不需要空气压缩机提供压缩空气。缺点: 进罐空气处于负压状态,容易增加杂菌侵入 机会。
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广义 “发酵”的定义 工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞 制造某些产品或净化环境的过程,它包括厌 氧培养的生产过程,如酒精、丙酮丁醇、乳 酸等,以及通气(有氧)培养的生产过程, 如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品 即有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。
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。
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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.菌种保藏:运用物理、生物手段让菌种处于完全休眠状态,使在长时间储存后仍能保持菌种原有生物特性和生命力的菌种储存的措施。
富集培养:指利用不同微生物间生命活动特点的不同,人为地提供一些特定的环境条件,使特定种(类)微生物旺盛生长,使其在数量上占优势,更利于分离出该特定微生物,并引向纯培养.菌种退化:菌种在培养或保藏过程中,由于自发突变的存在,出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象.前体:是被加入培养基的化合物,能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去,而自身的结构并未发生太大变化,却能提高产物的产量的一类小分子物质.生长因子:是一类调节微生物正常生长代谢所必需,但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物,包括广义生长因子和狭义生长因子。
产物合成促进剂:指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。
如:链霉素生产加巴比妥,赖氨酸生产加红霉素等。
斜面培养基:固体培养基(solid culture medium )的一种形式;制作时应趁热定量分装于试管内,并凝固成斜面的称为斜面培养基,用于菌种扩大转管及菌种保藏。
种子培养基:供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌体长得粗壮,成为活力强的“种子”的培养基,所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全。
发酵培养基:发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
它既要使种子接种后能迅速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。
空消:指清除空间内不好的或不需要的杂质,使之达到无害化的洁净程度。
实消:就是将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程,也称实罐灭菌。
连消:即连续灭菌,即培养基的连续灭菌,是灭菌的一种方式。
就是将配制好的并经预热的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔,使其在短时间内达到灭菌温度。
湿热灭菌:指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法,以高温高压水蒸气为介质,由于蒸汽潜热大,穿透力强,容易使蛋白质变性或凝固,最终导致微生物的死亡。
分批灭菌:将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程,也称实罐灭菌。
临界溶氧值:指河段内氧垂曲线上氧垂点处的溶解氧量,它是一段河流内最小的断面上河水溶解氧浓度值。
对数残留定律:在一定温度下,微生物的受热死亡反应可描述为一级化学反应,遵循一级化学反应动力学,即微生物的热死亡速率与任一瞬时残存的活菌数成正比,称之为对数残留定律。
灭菌:采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。
消毒:指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法,通常用化学的方法来达到消毒的作用。
防腐:通过采取各种手段,保护容易锈蚀的金属物品的,来达到延长其使用寿命的目的,通常采用化学防腐、物理防腐、电化学防腐等方法。
除菌:采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。
空气除菌:指用介质过滤、加热、射线照射‘药液喷淋、薰蒸、穿透等方法制成无菌空气用于发酵过程使用。
碳氮比:指有机物中碳的总含量与氮的总含量的比值。
一般用“C/N”表示。
菌种扩大培养:是对保藏菌种进行活化和逐级繁殖培养,从而为发酵生产提供相当数量代谢旺盛并满足一定生理要求的微生物细胞(种子)的方法。
过滤除菌:用物理阻留的方法将液体或空气的细菌除去,以达到无菌目的。
】生理碱性物质:无机氮源被菌体作为氮源利用后,若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质。
生理酸性物质:无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质。
种龄:指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
接种量:指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比例。
初级代谢产物:指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
最适生长温度:适合于生物生长、繁殖或者适合于某个反应进行的最佳温度条件称之为最适温度。
1.工业上常用的菌种保藏方法有哪些?举出4-5种传代培养保藏法,液体石蜡覆盖保藏法,载体保藏法,寄主保藏法,冷冻干燥保藏法2.现代发酵工程的发酵罐应具备哪些特征?①必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分,②有利于减少培养基原料的单耗,③有利于提高产物浓度,④有利于提高产物的合成速度,⑤尽量减少副产物的形成,便于产物的分离纯化,⑥原料价格低廉,质量稳定,取材容易。
3.微生物发酵种子应具备哪些条件?①菌种细胞的生长活力强,转种至发酵罐后能迅速生长,延迟期短,②菌种生理状态稳定,③菌体浓度及总量能满足大容量发酵接种量的要求,④无杂菌污染,保证菌种纯度,⑤菌种适应性强,能保持稳定的生产力。
4.发酵工业常用的氮源有哪些?起何作用?常用氮源有:玉米浆,蛋白胨,酵母粉,鱼粉,黄豆饼粉作用:用于构成菌体细胞物质和合成含氮代谢物。
5.什么叫染菌?对产物提取有什么影响?染菌:某些物体被外来的微生物混入的现象,如制成的培养基,分离出的纯粹培养物,灭过菌的外科手术器械和消过毒的种子、土壤、食具又落入杂菌,产生不良的影响。
影响:①使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产力下降②杂菌合成一些新的代谢产物,使发酵产物的提取和分离变得困难③杂菌污染会改变原反应体系的pH④杂菌分解产物,使生产失败⑤细菌发生噬菌体污染,微生物细胞裂解,是发酵发生异常变化。
6.细菌群体从开始生长到死亡分为哪四个时期?延迟期,对数期,稳定期,生长期。
7.规模较大的发酵工厂为何多采用连续灭菌工艺?①优点是连续性强,快速灭菌消毒,培养基营养成分破坏少,适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒②加热时间短,提高了热的利用率③操作条件恒定,灭菌质量稳定④易于实现管道化和自控操作发酵设备利用率高。
8.以谷氨酸发酵为例,说明培养基的组成会对菌种产生哪些影响?①碳源,提供微生物菌体生长繁殖所需的能量及合成菌体所需的碳骨架,提供菌体合成目的产物的原料②氮源,用于构成菌体细胞物质和合成含氮代谢物③无机盐及微量元素,作为微生物生理活性物质或生理活性作用调节物。
④水,代谢反应的内部介质,是所有培养基的主要成分,在微生物代谢过程当中站着极其重要的位置⑤生长调节物质,有助于调节产物的形成。
9.在发酵过程中,培养液的pH为什么会发生变化?应当怎样调节和控制培养液的pH?由于微生物在利用营养物质时,酸碱物质的积累或代谢时酸碱物质的形成都会造成培养体系pH波动或微生物本身酸碱特性。
合理配置培养基是保证发酵过程种pH能满足工艺要求的决定因素之一。
在选取培养基成分时,除了考虑营养的需求外,也要考虑代谢后对培养基pH的缓冲体系的贡献。
10.实验室用压力锅进行培养基灭菌时应注意哪些事项?①加热前一定要保证有足够的水②关闭放气阀之后操作员一定要在旁边时刻监控压力表,防止压力过大,安全阀冲开,有计时器的灭菌锅则可以自动停止加热。
③排气时间要足够长。
11.发酵生产中一旦发现染菌应采取哪些挽救措施?染菌的检查与类型的判断:显微镜检查法,平板划线培养检查法,肉汤培养检查法,发酵过程种的异常现象观察法。
污染原因的分析:①从污染杂菌的种类进行分析②从污染时间进行分析③从污染的程度进行分析。
12.种子及发酵液进行无菌状况检查常用的方法有哪些?显微镜观察,平板划线培养检查,肉汤培养检查13.菌种保藏主要利用那些原理?试举例一一说明菌种保藏有多种方法,其原理大多大同小异,主要是运用一些方式尽量降低生物体内的代谢,达到延长生命,减少变异的目的。
通常采用的方法为低温、缺氧、干燥。
低温主要对菌种产生两方面的影响,首先,较低的温度可以减缓机体细胞的酶活,降低新陈代谢,达到保藏菌种的目的。
其次,低温同时会导致菌体诱发菌丝自溶机制,如果降温过程失误,同样会造成机体的机械损伤和溶质损伤。
微生物具有容易变异的特性,因此,在保藏过程中,必须使微生物的代谢处于最不活跃或相对静止的状态,才能在一定的时间内使其不发生变异而又保持生活能力。
低温、干燥和隔绝空气是使微生物代谢能力降低的重要因素,所以,菌种保藏方法虽多,但都是根据这三个因素而设计的。
[3]14.发酵工业最常用的无机氮源和有机氮源有哪些?试举例说明有机氮源:黄豆饼粉,蛋白胨,玉米浆,酵母粉,鱼粉无机氮源:铵盐,硝酸盐,氨水15.试述消毒和灭菌的区别。
灭菌,是指杀灭或者去处物体上所有微生物,包括抵抗力极强的细菌芽孢在内。
消毒,是指杀死物体上的病原微生物,细菌芽孢和非病原微生物可能还是存活的。
一般来说,灭菌比消毒要求更高一些。
16.消泡剂的种类有哪些?天然油脂类,聚醚类,高级醇类,硅树脂类17.防止发酵菌种退化的具体措施有哪些?1.合理的育种2.选用合适的培养基3.创造良好的培养条件4.控制传代次数由于微生物存在着自发突变5.利用不同类型的细胞进行移种传代6.采用有效的菌种保藏方法18.如何选择最适发酵温度?1、根据菌种及生长阶段选择。
微生物种类不同,所具有的酶系及其性质不同,所要求的温度范围也不同。
2、根据培养条件选择。
温度选择还要根据培养条件综合考虑,灵活选择3、根据菌生长情况,菌生长快,维持在较高温度时间要短些;菌生长慢,维持较高温度时间可长些。
19.发酵级数确定的依据有哪些?根据菌种生长特性,包子发芽及菌体繁殖速度,以及所采用发酵罐的容积而定。
生长快的细菌,种子用量比例少,种子罐相应也少,生长慢的菌种种子罐级数要多。
种子罐技术越少,越有利于简化工艺,并可减少染菌机会,改变种子罐的培养条件,加速了包子发芽及菌体繁殖,也相应减少种子罐低的级数。
20.什么是半连续培养,说明其优缺点半连续培养:指在分批培养的基础上,周期性地放出部分含有产物的发酵液,然后再补加相同体积的新鲜培养基的发酵方法。
优点:使产物在较高的浓度水平,进行多次收获,生产效率高缺点:工序繁琐,发酵周期较长,生产效率较低,易遭受杂菌的污染,菌种易退化21.好氧发酵罐的类型有哪些机械搅拌式通风发酵罐,自吸式发酵罐,气升式发酵罐,塔式发酵罐22.结合所学的《微生物发酵工程》课程,详细说明谷氨酸发酵的生产工艺流程(可画图说明)。
24.按化学成分可将培养基分为哪几类?各有何用途?(1)合成培养基.合成培养基的各种成分完全是已知的各种化学物质.这种培养基的化学成分清楚,组成成分精确,重复性强,但价格较贵,而且微生物在这类培养基中生长较慢.(2)天然培养基.由天然物质制成,如蒸熟的马铃薯和普通牛肉汤,前者用于培养霉菌,后者用于培养细菌.这类培养基的化学成分很不恒定,也难以确定,但配制方便,营养丰富,所以常被采用.(3)半合成培养基.在天然有机物的基础上适当加入已知成分的无机盐类,或在合成培养基的基础上添加某些天然成分,如培养霉菌用的马铃薯葡萄糖琼脂培养基.这类培养基能更有效地满足微生物对营养物质的需要.25.简述发酵过程中pH的调控方法①改变培养基质中基质成分及比例②培养基中增加反应体系③培养过程中通过补加碳源调节pH④使用酸碱物质进行调控,但需注意过程中出现的局部过酸和过碱26.种子扩大培养的一般步骤是什么?①将冷冻干燥管中的种子接种到斜面培养基进行活化培养②将生长良好的斜面种子或菌丝接种到扁平固体培养基或摇瓶液体培养基进行扩大培养。