发酵工程相关定义
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。
食品11发酵工程重点整理汇总.
第一章绪论1.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。
2. 发酵工程（Fermentation Engineering）的定义发酵工程，是利用“生物细胞”的特定功能，通过现代工程技术手段（主要是发酵罐或生物反应器的自动化、高效化、功能多样化和大型化）生产各种特定的有用物质，或者把微生物直接用于某些工业化生产的一种生物技术体系。
3.发酵工程技术主要包括：提供高性能生产菌种的菌种技术、实现低成本大规模生产产品的发酵技术和最终获得合格产品的分离纯化技术。
4.发酵工艺过程的主要内容包括：发酵原料的选择及预处理，微生物菌种的选育及扩大培养，发酵设备选择及工艺条件控制，发酵产物的分离提取，废弃物的回收和利用等。
5.发酵工程的产品可分为以下六大类：（1）微生物菌体细胞如酵母菌、食用菌、微生物农药的生产。
（2）微生物酶类如各种酶种、酶制剂和各种曲类的生产。
（3）微生物代谢产物如初级代谢产物氨基酸、有机酸、有机溶剂、核苷酸、蛋白质、核酸和维生素等，次级代谢产物抗生素、生物碱和植物激素的生产等。
（4）微生物的转化产物利用微生物代谢过程中的某一种酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能基团产物的生物化学反应。
如将甘油转化为二羟基丙酮，将葡萄糖转化为葡萄糖酸，将山梨醇转化为L-山梨糖等。
特别是甾体激素的转化受到了广泛的重视。
（5）工程菌发酵产物20世纪70年代兴起的基因工程和细胞工程，取得了飞跃的发展。
通过基因工程和细胞工程创造出许许多多的具有特殊功能的“工程菌”，用发酵技术可以生产出更多更好的产品，发挥更大的经济效益。
（6）动物、植物细胞大规模培养的产物如利用木瓜细胞大规模培养生产木瓜蛋白酶，利用植物细胞培养技术生产天然食用色素等。
6.根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可以将发酵分成若干类型：(1) 按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及废水发酵等类型。
《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。
高考生物发酵工程知识点
高考生物发酵工程知识点高考生物中的一项重要内容是发酵工程知识。
发酵工程作为应用生物学的重要分支，涉及到微生物在工业生产中的应用。
本文将从发酵工程的定义、原理和应用等方面进行探讨。
一、什么是发酵工程？发酵工程是指利用微生物（如真菌、细菌、酵母等）以及它们合成的代谢产物进行生物转化的一门学科。
它将微生物的生理、遗传、工艺等知识与工程原理和技术相结合，用于生物制药、食品工业、环境保护等领域。
二、发酵工程的原理在发酵过程中，微生物通过对底物（如糖、淀粉等）进行代谢，产生新的化合物。
这个过程涉及到微生物的生长、繁殖和产物生成的调控等多个方面。
首先，微生物的生长需要适宜的温度、适宜的pH值、充足的营养物质和酸碱平衡等。
这些条件的调节是发酵工程的关键。
例如，酵母菌的发酵适宜温度一般在20-30摄氏度，而细菌的发酵适宜温度一般在30-40摄氏度。
其次，微生物通过代谢途径将底物转化成所需的产物。
这是发酵过程的核心。
例如，乳酸菌发酵乳糖产生乳酸，酵母菌发酵葡萄糖产生酒精和二氧化碳等。
最后，发酵工程要对微生物进行合适的培养和培养基的设计。
培养基的设计需要根据微生物的营养需求来确定各种添加剂的浓度，以达到最佳的发酵效果。
三、发酵工程的应用发酵工程在生物制药、食品工业和环境保护等领域发挥着重要作用。
在生物制药方面，发酵工程被广泛应用于生产抗生素、激素、疫苗等药物。
通过合理设计和控制发酵工艺，可以提高药物的产量和质量，减少生产成本。
在食品工业方面，发酵工程被用于生产酸奶、啤酒、酱油等食品。
发酵过程可以改变底料的性质，增加食品的风味和营养价值。
在环境保护方面，发酵工程可以利用微生物对废水、废气等有害物质进行降解和转化，减少环境污染。
总之，高考生物中的发酵工程知识点涉及到了发酵工程的定义、原理和应用。
了解这些知识点对于理解和应用生物学具有重要意义，也为学生未来的学习和工作打下了基础。
希望同学们能够在高考中发挥得安稳，取得优异的成绩。
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。
发酵工程课后思考题答案
一、思考题1.发酵及发酵工程定义？答：定义：发酵工程是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。
由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。
传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象；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；或者更严的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.工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。
青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术:无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。
2.发酵工程基本组成部分？答:从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程3。
发酵工业产业化应抓好哪三个环节?答：三个环节:投产试验、规模化生产和市场营销4。
当前发酵工业面临三大问题是什么？答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择菌种问题:纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌合适的反应器：生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路?答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段二、思考题1、自然界分离微生物的一般操作步骤？答：标本采集→预处理→富集培养→菌种分离（初筛、复筛）→发酵性能鉴定→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物；2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？答: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。
➢富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等;3、抑制不需要的种类3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？答：定义:不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。
发酵工程
发酵工程第0章绪论一、发酵工程的概念1、传统定义发酵：酵母作用于果汁或发芽谷物时产生二氧化碳的现象。
巴斯德认为，发酵是酵母在无氧状态下的呼吸过程，是生物获得能量的一种方式。
2、生化学观点氧化还原反应3、工业微生物利用培养微生物来制得产物的需氧和厌氧的任何过程，所培养的生物细胞包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞。
4、发酵工程在生物工程中的位置基因工程细胞工程←发酵工程↓酶工程←产物↓产品产品三、发酵工程的基本内容1、发酵过程的组成部分：（1）确定种子培养和发酵培养基的组成（2）培养基、发酵罐附属设备及管道的灭菌（3）大规模纯种培养物的生产（4）最优生长条件下微生物的生长（5）产物的提取与纯化（6）发酵废液的处理2、发酵工程的应用（1）发酵工程在食品工业中的应用：1.食品加工：单细胞蛋白、菌体蛋白2.含醇饮料：啤酒、黄酒、红酒、蒸馏酒3.发酵乳制品：酸奶、干酪等4.调味品和发酵食品：酱、酱油、醋、面包、泡菜5.食品添加剂：面包酵母、柠檬酸6.甜味剂：葡萄糖、果糖浆7.食品检验：可检验微量残留物、真菌毒素、激毒（2）发酵工程在医药卫生中的应用1.抗生素：微生物次级代谢产生2.氨基酸：输液、临床治疗3.维生素：微生物次级代谢产生4.甾体激素：可的松、地塞木松5.治疗用酶：驱除坏死组织、助消化、化血栓6.酶抑制剂：治疗糖尿病、胆固醇、高血压7.生物制品：疫苗（3）发酵工程在轻工业中的应用1.糖酶：淀粉酶、糖化酶2.蛋白酶：酸碱、中性蛋白酶3.果胶酶：水解胶物质，用于果胶澄清4.脂肪酶：将脂肪分解为脂肪酸、甘油5.纤维素酶：酿造、能源、果汁饮料（4）微生物工程在化工能源产品中的应用1.醇及有机溶剂：乙醇、丙酮2.有机酸：醋酸、丙酸、乳酸、丁酸3.多糖：右旋糖苷，黄原胶、海藻酸4.烷烃：甲烷5.清洁能源：氢气、微生物燃料电池（5）发酵工程在农业中的应用1.生物农药：生物杀虫剂、杀菌剂2.生物除草剂：利用杂草的病原微生物3.生物增产剂：固氮菌、钾细菌、磷细菌4.食用和药用真菌：蘑菇、香菇、猴头、虫草、灵芝5.生物饲料6.生物肥料（6）发酵工程在环境保护中的应用1.厌氧发酵法：专性厌氧菌沼气、肥料、饲料发酵2.好氧发酵法：在有氧条件下，细菌和原虫混合物处理生活污水和废物第一章物料的处理和输送设备第一节筛选与粉碎机三、粉碎机1.锤刀式粉碎机中等硬度物料结构：过程：a.主轴由电机带动，靠离心力作用，刀片伸展，并高速旋转b.物料从加料口进入，靠重力作用下滑，当处在悬空状态下，被刀撞击破碎，后被甩到锯齿形冲击板上，再次撞击c．在机壳内还有挤压研磨作用，刀片在遇到硬物时会摆动让开，比底部的筛网网孔小的颗粒漏下，大的颗粒再次粉碎，直到通过筛网4.辊式粉碎机应用：颗粒状物料得中碎和细碎常用：对辊、四辊、五辊、六辊组成：两直径相同，相对运动方向的圆柱形辊速度：一般在2.5-2.6 m/s 之间，速度过快，物料在辊上跳动{压作用两辊速度相同，只有挤挤压与研磨％速度差两辊速度存在,2015-第二节 气流输送气流输送在工厂中主要应用于松散物料，它主要借助强烈的空气流沿管道流动，将悬浮于气流中的物料送至目的地。
发酵工程相关定义
发酵工程相关定义1、发酵:通过微生物的生长繁殖与代谢活动,产生与积累人们所需产品的生物反应过程2、发酵工程(传统):微生物培养与代谢过程3、发酵工程(现代):采用现代工程技术手段,利用天然生物体或人工改造的生物体对原料进行加工,为人类生产有用的产品,或直接把生物体应用于工业生产的过程4、筛选——初筛从分离得到的大量微生物中筛选出目的菌5、复筛在初筛的基础上进一步鉴定菌种的生产能力6、菌种退化:接种传代或保藏之后,群体中某些生理特征与形态特征逐渐减退或完全丧失的现象7、营养缺陷型突变株:指原菌株由于发生了基因突变,致使合成途径中某步骤发生缺陷,而丧失了合成某些营养物质(氨基酸、维生素、碱基等)的能力8、原养型:营养缺陷型菌株经回复突变或重组变异后产生的菌株,其营养要求在表型上与野生型相同9、基本培养基(minimal medium,MM):仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基10、完全培养基(complete medium,CM):可以满足一切营养缺陷型菌株需要的天然或半合成培养基11、补充培养基(supplemented medium,SM):只能满足相应营养缺陷型生长需要的合成培养基12、杂交育种:将两个基因型不同的菌株经吻合(或结合)使遗传物质重新组合,从中分离出具有新性状的菌株13、原生质体:由细胞质膜包围的原生质部分14、具有活性的原生质体制备:通过物理、化学的方法将微生物细胞壁破碎释放出原生质体的过程15、再生:原生质体重新合成细胞壁物质,恢复其完整的细胞形态的过程16、转化:外源DNA进入宿主细胞的过程17、原生质体转化育种:整条染色体DNA、片段DNA或质粒DNA转化原生质体获得转化子的育种技术18、原生质体融合:通过人为的方法,使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合,并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程19、基因组改组育种:微生物全基因组改造中快速进行特定群体的基因交换重组,从而增加群体多样性、改良群体中个体性能等的连续遗传改变及表型选择过程20、拓展代谢途径:在引入外源基因后,使原来的代谢途径向后延伸,产生新的末端产物。
发酵工程核心考点归纳T.K
1）发酵的传统定义：酵母作用于果汁或发芽谷物，产生CO2的现象。
发酵的现代定义：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。
2）发酵工程定义：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。
（又称微生物工程，以微生物的生命活动为基础）3）发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是：发酵是生物体自身进行的反应与传统酿造相比：1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成；2、反应通常在常温常压下进行，条件温和，耗能少，设备较简单；3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源，微生物本身能有选择地摄取所需的物质；4、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引入或去除等反应；5、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。
与化学工程相比（发酵工程的一般特征）：1、作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途；2、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质；3、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，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行；4、能够容易地生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域；5、由于生命体特有的反应机制，能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的氧化、还原、官能团导入等反应；6、生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质。
因此，除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害；7、发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染8、通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。
发酵重点1-8
1、发酵工程的基本定义？发酵工程：是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，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。
发酵工程也称作微生物工程，该技术体系主要包括菌株选育与保藏、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，同时也包括微生物生理功能的工业化利用。
2、提出研发一个发酵新产品的可能路线发酵生产工艺流程除某些转化过程外，典型的发酵工艺过程大致可以划分为以下6个基本过程①用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制；②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；③扩大培养有活性的适量纯种，以一定比例将菌种接入发酵罐中；④控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物；⑤将产物提取并精制，以得到合格的产品；⑥ 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。
3、发酵工业的特点①常温常压下进行的生物化学反应，条件较温和②较廉价的原料生产较高价值的产品③通过生物体的自适应调节来完成，反应专一性强，可以得到较为单一的代谢产物④可以产生比较复杂的高分子化合物⑤不受地理、气候、季节等自然条件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品1、为什么需要进行微生物菌种改良？①提高目标产物的产量生产效率和效益！②提高目标产物的纯度，减少副产物可有效降低产物分离成本。
③改良菌种性状，改善发酵过程改变和扩大菌种所利用的原料范围、提高菌种生长速率、保持菌株生产性状稳定、提高斜面孢子产量、改善对氧的摄取条件并降低需氧量及能耗、增强耐不良环境的能力（如耐高温、耐酸碱、耐自身所积累的过量代谢产物）、改善细胞透性以提高产物的分泌能力等。
④改变生物合成途径，以获得高产的新产品2、你认为菌种筛选过程中最关键的环节是什么？筛选方法（1）平皿快速检测法肉眼可观察的变化。
显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法…（2）形态变异的利用（3）高通量筛选(high throughput screening)3、如果尽量保持菌种不发生退化？（1）控制传代次数基因的变化往往发生在复制和繁殖过程中，繁殖越颇繁，复制的次数越多，基因发生变化的机会也就越多。
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。
高二发酵工程的知识点总结
高二发酵工程的知识点总结发酵工程是一门涉及生物和工程学科的交叉学科，研究生物质在微生物或酶的作用下产生有用产物的过程。
在高二阶段的学习中，掌握发酵工程的基本知识点对于进一步深入学习和理解发酵工艺具有重要意义。
本文将对高二发酵工程的知识点进行总结。
一、发酵工程的基本概念和原理1. 发酵的定义：发酵是生物体在无氧或微氧条件下通过酶的催化作用将有机物转化为有机酸、醇、酮、酯、酶或其他化合物的过程。
2. 发酵的分类：根据所用微生物的种类和发酵过程的条件，发酵可以分为酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵、酱油发酵等。
3. 发酵的条件：发酵过程中，需要控制温度、pH值、营养物质和氧气供应等条件，以保持微生物的生长和产酶/产物的最佳状态。
4. 发酵过程的步骤：发酵过程包括菌种接种、培养基制备、发酵液发酵、产物分离和纯化等步骤。
二、常见的发酵工艺1. 酒精发酵：酒精发酵是将糖类物质经过酵母菌的作用转化为乙醇和二氧化碳的过程。
常见的应用包括酿酒、酿造啤酒等。
2. 乳酸发酵：乳酸发酵是将葡萄糖等物质通过乳酸菌转化为乳酸的过程。
常见的应用包括乳制品生产、食品酸化等。
3. 醋酸发酵：醋酸发酵是将酒精通过醋酸菌氧化转化为醋酸的过程。
常见的应用包括醋的生产和调味品的发酵等。
4. 酱油发酵：酱油发酵是将大豆和小麦等原料经过微生物的作用转化为酱油的过程。
常见的应用包括调味品的生产和食品加工等。
三、发酵工程的关键技术1. 良种选育：选择高产高效的微生物菌株，进行培养和改良，以提高发酵产物的质量和产量。
2. 发酵培养基的设计：根据微生物的生长特性和发酵需要，合理设计培养基的组成和比例，为微生物的生长提供适宜的营养环境。
3. 发酵过程的控制：通过控制温度、pH值、氧气供应等参数，调节微生物的生长和代谢，提高产物生成的效率。
4. 发酵产物的提取和纯化：通过物理和化学方法，将发酵产物从发酵液中分离和纯化，以获得高纯度的产品。
四、发酵工程的应用领域1. 食品工业：发酵工程在食品工业中广泛应用，包括酿酒、酿造啤酒、乳制品生产、酱油生产等。
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。
高二发酵工程的知识点
高二发酵工程的知识点发酵工程是一门探索微生物转化过程的学科，它结合了生物学、化学和工程学的知识，应用于食品、饮料、药物等产业。
而在高二学习中，我们也需要了解一些发酵工程的相关知识点。
本文将从发酵工程的定义、发酵过程、发酵工程在不同行业的应用等方面进行探讨。
一、发酵工程的定义发酵工程是指利用微生物进行生物转化过程，生产有用产物或制备生物制品的工程技术。
发酵工程的基本原理是通过调控环境条件，使微生物在适宜的环境中进行代谢，从而得到需要的产物。
二、发酵过程1. 发酵菌种的选取发酵过程中，菌株的选择对最终产物的质量和产量有着重要影响。
一般而言，菌株应具有较高的产酶能力、良好的抗污染能力和较高的生长速度。
常见的发酵菌株有酿酒酵母、大肠杆菌等。
2. 发酵培养基的配制发酵培养基是提供微生物生长、代谢所需的营养物质的介质。
通常包含碳源、氮源、无机盐和辅助因子等。
在发酵工程中，合理选择发酵培养基的成分和比例，可以提高发酵效果。
3. 发酵过程的条件控制发酵过程中，温度、pH值、氧气供应等都是影响微生物生长和代谢的重要因素。
不同的微生物对这些条件的要求不同，因此需要根据具体菌种和产物的要求来进行调控。
三、发酵工程在不同行业的应用1. 食品工业在食品工业中，发酵工程被广泛应用于面包、酸奶、酱油等食品的制作过程。
比如，面包的发酵过程中，酵母菌产生的二氧化碳使面团膨胀发酵，从而得到松软的面包。
2. 饮料工业发酵工程在饮料工业中有着重要地位，比如啤酒、果酒等的生产。
在啤酒酿造过程中，麦芽经过糖化和发酵，产生酒精和二氧化碳，从而得到啤酒。
3. 药物工业发酵工程在药物工业中的应用可以帮助合成某些特定的化合物，如抗生素、酶制剂等。
通过合理设计发酵过程，可以提高产物的产量和纯度，降低制造成本。
四、发酵工程的发展前景随着生物技术和工程技术的不断进步，发酵工程在食品、药物、环保等领域的应用前景十分广阔。
通过发酵工程的研究和应用，可以实现对微生物代谢和产物生产的精确控制，提高产品的质量、效率和可持续性。
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发酵工程相关定义
1、发酵：
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
2、发酵工程（传统）：
微生物培养和代谢过程
3、发酵工程（现代）：
采用现代工程技术手段，利用天然生物体或人工改造的生物体对原料进行加工，为人类生产有用的产品，或直接把生物体应用于工业生产的过程
4、筛选——初筛
从分离得到的大量微生物中筛选出目的菌
5、复筛
在初筛的基础上进一步鉴定菌种的生产能力
6、菌种退化：接种传代或保藏之后，群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象
7、营养缺陷型突变株：指原菌株由于发生了基因突变，致使合成途径中某步骤发生缺陷，而丧失了合成某些营养物质（氨基酸、维生素、碱基等）的能力
8、原养型：营养缺陷型菌株经回复突变或重组变异后产生的菌株，其营养要求在表型上与野生型相同
9、基本培养基（minimal medium，MM）：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基
10、完全培养基（complete medium，CM）：可以满足一切营养缺陷型菌株需要的天然或半合成培养基
11、补充培养基（supplemented medium，SM）：只能满足相应营养缺陷型生长需要的合成培养基
12、杂交育种：将两个基因型不同的菌株经吻合（或结合）使遗传物质重新组合，从中分离出具有新性状的菌株
13、原生质体：由细胞质膜包围的原生质部分
14、具有活性的原生质体制备：通过物理、化学的方法将微生物细胞壁破碎释放出原生质体的过程
15、再生：原生质体重新合成细胞壁物质，恢复其完整的细胞形态的过程
16、转化：外源DNA进入宿主细胞的过程
17、原生质体转化育种：整条染色体DNA、片段DNA或质粒DNA转化原生质体获得转化子的育种技术
18、原生质体融合：通过人为的方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程
19、基因组改组育种：微生物全基因组改造中快速进行特定群体的基因交换重组，从而增加群体多样性、改良群体中个体性能等的连续遗传改变及表型选择过程
20、拓展代谢途径：在引入外源基因后，使原来的代谢途径向后延伸，产生新的末端产物。
或使原来的代谢途径向前延伸，可以利用新的原料合成代谢产物
21、原料：从工艺角度来看，凡是能被生物细胞利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料，都可作为发酵工业生产的原料
22、生理酸性物质：经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源
23、生理碱性物质：菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源
24、生长因子：从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质
25、前体：加到发酵培养基中的某些化合物，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因其加入而有较大的提高。
26、灭菌(sterilization):用化学或物理方法杀死物料或设备中所有有生命物质的过程
27、消毒(disinfection):用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物
28、除菌(degermation): 用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子
29、防腐(antisepsis): 用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖
30、发酵罐的“死角”：由于操作、设备结构或人为因素造成的屏障
等原因，使蒸汽不能到达预定的灭菌部位或该部位的冷空气不易在加工过程中排净，从而不能达到彻底灭菌要求的部位。
31、热阻：微生物对热的抵抗力
32、微生物的热阻：是指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间
33、相对热阻：是指某一微生物在某条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值
34、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灭菌的过程，包括升温、保温、降温三个过程
35、连续发酵：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却等灭菌操作的过程
36、无菌空气：是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会
37、静电除菌：利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘、除菌的目的
38、过滤除菌：采用定期灭菌的介质来阻截流过的空气所含的微生物，从而取得无菌空气
39、滤饼：拦截在过滤器表面的颗粒堆积成颗粒层，当过滤器表面完全被一个厚的颗粒层所覆盖时，所谓的“滤饼”即已形成了
40、深层过滤装置：污染物被介质内部结构捕获的一种过滤介质，滤孔贯穿于整个介质厚度
41、空气的绝对湿度：1m3 湿空气中含有的水蒸气质量(kg)。
也就是湿空气的水蒸气密度。
42、空气的相对湿度（Φ）：空气的绝对湿度与同温度下饱和绝对湿度之比值，或空气中水蒸汽分压与同温度时的饱和水蒸汽压之比43、空气的湿含量（X）：1kg干空气中含有的水汽量（kg/kg干空气），即湿空气中水蒸气质量与干空气质量之比
44、种子罐级数：制备种子需逐级扩大培养的次数
45、发酵罐的级数：等于种子罐的数量加一
46、种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间
47、接种量：移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例
48、代谢变化：就是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系
49、发酵动力学：研究微生物生长、产物合成、底物消耗之间动态定量关系，定量描述微生物生长、底物消耗和产物形成过程。
50、分批发酵：在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。
51、Monod方程是对实验现象的总结，是经验方程（empirical model）
52、米氏方程是根据酶反应极力推导得出，是机理方程（mechanistic model ）
53、得率系数：指消耗单位营养物所生成的细胞或产物数量。
54、连续发酵：培养基料液连续输入发酵罐，并同时放出含有产品的相同体积发酵液，使发酵罐内料液量维持恒定，微生物在近似恒定状
态（恒定的基质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定菌体浓度、恒定的比生长速率）下生长的发酵方式
55、临界稀释率D c：导致菌体开始从系统中洗出时的稀释率
56、补料分批发酵：又称半连续发酵或流加分批发酵，是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式
57、补料分批培养（Fed-batch culture）：分批发酵过程中补充培养基，不从发酵体系中排出发酵液，使发酵液的体积随着发酵时间逐渐增加58、呼吸强度（比耗氧速率）Q O2：单位质量干菌体在单位时间内消耗发酵液中溶解氧的量
59、摄氧率（耗氧速率OUR）γ：单位体积培养液（含干菌体质量X）在单位时间内消耗发酵液中溶解氧的量
60、临界氧浓度：即不影响其呼吸所允许的最低溶氧浓度
61、呼吸商RQ：发酵过程中二氧化碳生成速率与氧的消耗速率的商
62、生物热：微生物在生长繁殖过程中所产生的热量
63、最适温度：指在该温度下最适于菌的生长或产物的生成。
它是一种相对概念，是在一定条件下测得的结果
64、空气流量：指单位时间内单位体积发酵液通入空气的体积。