发酵工程单元操作-精
【高中生物】2023届高三生物一轮复习课件：传统发酵技术的应用和发酵工程及应用
考查发酵与传统发酵技术的概念
1．关于发酵的叙述，不正确的是 ( A )A．发酵就是无氧呼吸
B．发酵是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 C．酒精发酵是由活的酵母菌引起的D．利用微生物能够生产出人们 所需多种产物的原因是不同的微生物具有产生不同代谢物的能力
2．下列有关传统发酵技术的叙述，不正确的是 ( D )A．传统发酵以混合菌种的固
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考点1 考点2 考点3 真题体验·感悟高考 课时分层作业
《新坐标》P286
1．从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这 段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是__________，原因是 ________提__示__：__乳___酸__菌__数__量___增__加__，__杂___菌__数__量__减___少_______
滋生、泡菜变质。
第1讲 传统发酵技术的应用和发酵工程及应用
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考点1 考点2 考点3 真题体验·感悟高考 课时分层作业
《新坐标》P286
× 1．腐乳的制作仅是毛霉参与了豆腐的发酵。 ( )2．传统发酵以混合
菌种的固体发酵及半固体发酵为主。 ( )3．制作传统泡√菜是利用植
物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。( )4．制作泡菜时泡菜坛一√般只
_______________________________________________。(2)泡菜发酵初期，由于泡菜罐加
盖并水封，会使__________菌被逐渐抑制。发酵中期好，氧乳酸菌大量繁殖，会使
________菌受到抑制。发酵后不期耐，酸乳的酸生产过多，会使乳酸菌受到抑制。
(3)从泡菜汁中可分离制作酸奶的乳酸菌，首先对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然 后取滤液进行_稀__释_____，再用_涂__布___分__离的方法在某种含牛乳的专用的培养基中进行初 步筛选。该培养基必须含有_酸__碱__指___示，剂以便于观察是否产酸。
发酵工程 下游工程技术知识点
第十二章发酵工程下游工程技术第一节发酵液的预处理与固-液分离1.1 概述发酵产物的提取与精制属于发酵工程的下游加工技术。
下游加工亦称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。
在多数情况下是从稀的发酵液中回收目的产物，整个过程有多项单元操作组成，其中有许多是经典的化工单元操作。
上游加工下游加工一、下游加工过程的重要性1.获得商业产品的关键环节。
2.促进发酵工程上游加工技术或工艺的改进。
3.拥有市场竞争力的重要保证。
二、下游加工过程的特点1. 发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体，从中分离所需产品困难大。
2. 发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。
3. 下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高。
4. 发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应性，以确保最终产品的纯度和质量。
三、下游加工的原则和要求原则：1）短时间内处理2）分离时尽量低温3）选择生物物质稳定的pH4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路要求：1）达到所需的纯度2）成本要低，得率高3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清洁生产）5）实验室产品能够放大生产四、下游加工工程的一般流程1. 粗分离阶段（1）发酵液的预处理和固-液分离。
（2）产物的初分离。
2.纯化精制阶段（3）产物的高度纯化。
（4）成品加工。
1.2 发酵液的预处理与固-液分离一、发酵液的一般特征1. 含水量高，一般可达90％～99%，处理体积大。
2. 产品浓度低。
3. 悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。
4. 固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。
5. 液体黏度大，大多为非牛顿型流体。
易吸附在滤布上。
6. 产物性质不稳定，不耐热、酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。
二、发酵液预处理的目的和要求1.预处理的目的（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率；（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
食品发酵工程7发酵单元操作
食品发酵工程7发酵单元操作
思考题
v 发酵过程中的微生物要严格控制其染菌的情况，实际生 产中往往要求对染菌进行防治，有哪些关键技术要注意。 请同学们课后思考？
食品发酵工程7发酵单元操作
食品发酵工程7发酵单元操作
课程复习
v 发酵设备包括2个主要结构； v 酒精发酵罐的冷却洗涤装置； v 常见的啤酒发酵罐有4大类； v 固体发酵常见有4种反应器； v 发酵过程的常规参数自动监控包括6个指标。
食品发酵工程7发酵单元操作
思考题
v 通风发酵设备作为发展最为迅猛的发酵设备，有哪些具 体的类型，这些发酵罐是如何运行和工作的，具有什么 样的结构，请同学们课后思考？
弗盖布氏发酵罐
v 动力小，节能 v 具有独特的搅拌 器和通气结构
食品发酵工程7发酵单元操作
本章小结
v 机械搅拌发酵设备结构一般有11部分的 v 常见的机械搅拌发酵设备有3类
食品发酵工程7发酵单元操作
思考题
v 发酵中如何进行中试及放大试验一直是关键的技术，在 此之中有什么地方需要学习和掌握，有哪些关键技术要 注意。请同学们课后思考？
v 竖式的蛇管分组安装于发酵罐
内，容积5m3以上的发酵罐多用
这种换热装置
v 适用于冷却水温度较低 的地区，水的用量较少
v 气温高，冷却水温度较高， 则发酵降温困难。
食品发酵工程7发酵单元操作
竖式列管换热装置
v 以列管形式分组对称装于发酵罐内 v 优点：加工方便，适用于气温较高，水源充足的地区 v 缺点：传热系数较蛇管低，用水较大。
v 底轴承和中间轴承的水平位置应能相适应调节。 v 为了防止轴颈磨损，可以在轴承接触处的轴上增加一个
09116发酵工程教学大纲
09116发酵工程教学大纲《发酵工程》课程（09116）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：发酵工程课程代码：09116学分与学时：4学分，76学时（理论课2.5学分，52学时；实验课1.5学分，24学时）课程性质：专业必修授课对象：生物工程二、课程教学目标与任务《发酵工程》是生物工程专业的一门专业必修课，发酵工程是生物技术的基础和重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节，是工业生物技术的核心。
发酵工程是利用微生物的特定性状和技能，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一种技术体系。
通过本课程的学习，使学时掌握微生物产品生产的基本理论，能进行发酵的工艺设计和解决产品生产过程中出现的主要问题，并为从事生物新产品和工艺的研究与开发打好应用的理论基础。
三、学时分配课程内容与学时分配表四、课程教学内容与基本要求发酵过程一般包括培养基制备、无菌空气供应、菌种及种子扩大培养、发酵过程及控制、发酵产品下游加工过程和发酵过程废弃物处理等几大部分。
基于《生物工程设备》、《发酵工程》、《生物分离工程》三个组成部分集体分工和侧重点不同，《发酵工程》部分着重阐明、并要求学生熟练掌握培养基制备、无菌空气工艺、菌种及种子扩大培养、发酵过程及控制、染菌和防治等几个单元操作的基本原理和方法，对于其它部分将在后续的课程中深入讲解。
发酵过程是一门综合性很强的课程，涉及到化工原理、生物化学、微生物学、物理化学等多个学科，基础理论性和实践性均很强，要求基础理论和生产实践密切结合。
因此，该课程需啊哟在理论教学的同时，配合生产见习和实验的实践环节，要求学生建立实际生产的概念，在参观实习和实验实践中巩固本课程的教学效果，培养分析问题和解决问题的能力。
学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离，建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力，动手能力也将有所提高。
第一章发酵工程概论教学目的：从总体上让学生对发酵工程有个整体的认识。
新高考2023届高考生物一轮复习讲义第10单元第1课时传统发酵技术的应用发酵工程及其应用新人教版
第1课时 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 课标要求 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。
3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。
考点一 传统发酵技术的应用一、发酵与传统发酵技术1．发酵的概念 发酵是人们利用微生物，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。
2．传统发酵技术二、传统发酵食品的制作1．腐乳制作(1)原理：蛋白质―――→蛋白酶小分子的肽和氨基酸。
脂肪―――→脂肪酶甘油和脂肪酸。
(2)腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。
2．泡菜的制作(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理：C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)＋能量。
(2)制作泡菜的方法步骤(3)泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)变化曲线注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的深度思考①在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施是什么？提示a．选择的泡菜坛要密封性好。
b.加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。
c.盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
②为什么泡菜坛只能装八成满？提示在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。
另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
第一章 发酵工程——2022-2023学年高二生物学人教版(2019)选择性必修三大单元复习
第一章发酵工程—2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三大单元复习第一步：单元学习目标整合第二步：单元思维导图回顾知识第三步：单元重难知识易混易错（一）传统发酵技术1.发酵：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2.实例：腐乳制作（1）参与微生物：毛霉、酵母、曲霉等（2）原理：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收3.传统发酵技术（1）概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术（2）形式：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通过是家庭式或作坊式的（3）产物：腐乳、酱油、醋、泡菜、豆豉、酱等（二）尝试制作传统发酵食品1.泡菜制作的原理（1）菌种：乳酸菌。
a.分布：广泛分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等处。
b.代谢类型：异养厌氧型。
c.常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。
（2）发酵原理：乳酸菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸。
2.泡菜制作的实验设计a.制作流程b.准备材料①选择泡菜坛：选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
①选择原料：质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕，无斑点。
c.制作过程①原料处理：将鲜菜修整、清洗、阳光下晾晒到菜表皮萎蔫时收起，切成条状或片状。
①配制盐水：按照清水与盐的质量比为4①1的比例配制盐水，并将盐水煮沸冷却。
①装坛：将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛中，装至半坛时放入香辛料，继续装到八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
①封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
要注意经常补充水槽中的水。
①成品：将封好的坛子，放在室温环境中约15天，便可制成清脆爽口的泡菜。
d.腌制条件在腌制过程中，要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
发酵工程 ppt课件
Louis Pasteur 1822-1895
• Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律
• 其后不久，科赫(Koch)建立了单种微生物分离和纯培养技 术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物的传染病是由 特定的细菌引起的。从而得知，微生物也和高等植物一样， 可以根据它们的种属关系明确地加以区分，从此以后，各 种微生物纯培养技术获得成功。单种微生物分离和纯培养 技术的建立，是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。
• 18世纪后期，Ha nsen在Calsberg 酿造厂建立了酵 母纯种培养技术
发酵工程 ppt课件
科赫 (Koch)
科赫的主要贡献
➢ 发明了固体培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立。
➢ 创造了细菌染色方法。 ➢ 发现了许多病原菌，为以后研究药物和寻找治疗方法提供了依据。
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌 发现结核病原菌—结核杆菌
spirillum (螺旋菌 )
spirochaeta 发酵工程 ppt课件 (螺旋体 )
Some particular bacteria morphology
亮发菌的形态 示丝状特殊形态
发酵工程 ppt课件
细菌分裂方式是裂殖，根据其核的分 裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。
❖生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活
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。
发酵工程 ppt课件
发酵工程
发酵工程(fermentation engineering):研究发酵工业生产过程 中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学。具体包括菌种选 育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵工程 原理与技术 第一章 陈坚
H2、甲烷 混合醇
乙醇、乙烯
乳酸、甘油 丙烯酸
3-羟基丙酸
富马酸 丁二酸 天冬氨酸 苹果酸
衣康酸 乙酰丙酸
柠檬酸 葡萄糖酸 山梨18醇
发酵工程的现在－－解决的问题
能源问题：大力开发生物能源
Biodiesel cruise boat (Amsterdam, The Netherlands)
Ethanol powered car (Sweden)
• 基于工业微生物生理的发酵过程模 型化、预测和控制技术
• 基于人工智能的生物转化过程精细
控制技术
24
发酵工程的现在－－研究的内容
3 单元操作→ →发酵工程过程工程技术
细胞群体效应及过程 放大原理
1 大规模细胞群体行为及过程放大原
理
2 生化反应过程放大原理与方法
多相复杂体系物质和能 量传递与生物转化规律
发酵工程 原理与技术 第一章 陈 坚
本章内容
第一节 什么是发酵工程？ 第二节 发酵工程的过去和现在 第三节 发酵工程的未来
2
什么是发酵工程？
3
生物技术
以生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其它自然科学原理 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
28
发酵工程的现在－－关键技术问题
基于细胞表观特性进行优化 基于细胞内部分析进行优化
d (DCW) / (g/L)
r (Glucose) / (g/L)
16
12
8
A
4
0
140
120
t /h
100
80
60
B
40
《发酵工程单元操作》课件
用于对提取出来的产物进行精制，如蒸馏、结晶、干 燥等。
04
发酵工程案例分析
高果糖浆生产案例
总结词
高果糖浆生产过程
详细描述
高果糖浆的生产过程主要包括原料选择、预处理、酶解、糖化、精制和浓缩等步骤。其中，酶解是关键步骤，需 要选择适当的酶和反应条件，以获得高转化率和备
用于向发酵罐中通入空气 或氧气，为菌种提供所需 的氧气。
消泡设备
用于消除发酵过程中产生 的泡沫，避免泡沫过多影 响发酵效果。
产物提取与精制设备
离心机
用于将发酵液中的固体和液体进行分离，以便于后续 的提取和精制。
萃取设备
用于将发酵产物从发酵液中提取出来，可以采用多种 萃取技术如液液萃取、吸附萃取等。
、pH和溶氧等参数，以获得高产量和高质量的柠檬酸产品。
THANKS
感谢观看
原料预处理
对原料进行清洗、破碎、混合、加热等物理或化 学处理，以满足发酵工艺的要求。
配料与调节
根据发酵菌种和工艺需求，加入适量的水和营养 盐等配料，调节原料的浓度、酸碱度等参数。
菌种扩大培养
菌种选育
选择适合发酵工艺的菌种，并进行适应性、生产能力等方面的改 良。
菌种保藏与复苏
对选育得到的菌种进行保藏，并在需要时进行复苏和扩增。
发酵工程的应用领域
食品工业
面包、啤酒、酸奶 等食品的制造。
环境治理
废水处理、生物修 复等环保技术的实 施。
医药领域
抗生素、疫苗、细 胞因子等生物药物 的生产。
农业领域
生物农药、生物肥 料的生产和应用。
生物能源
生物燃料的研发和 生产。
02
发酵工程单元操作
原料准备
发酵工程 11 发酵产物的提取与精制
的分配，萃取剂与溶质间的化学反应包括离子
交换和络合反应等。
2、双水相萃取 溶剂萃取法，一般是将水溶液中的溶质萃取到 有机溶剂中，这会使许多生物大分子在有机溶 剂中失活变性。双水相系统中多聚物的水溶液
给生物分子提供温和的环境。双水相萃取可直
接从细胞破碎匀浆中萃取蛋白质，无需分离细 胞碎片。
3、反胶束提取纯化技术 将表面活性剂溶于非极性溶剂（有机溶剂）中， 并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶 剂内形成聚集体，这种聚集体即为反胶束。在
常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁、 磷酸钠、磷酸钾、氯化钾、醋酸钠、硫氰 化钾等。在蛋白质的盐析中，以硫酸铵应 用最广。
盐析的操作：pH
蛋白质、酶等经过盐析沉淀分离后，产品 夹带有盐分，需脱盐处理。常用的方法有 透析法、电渗析法和葡聚糖凝胶过滤法等。
3、有机溶剂沉淀分离法 与无机沉淀剂相比，有机沉淀剂的优点在于： （1）选择性比较高，即一定浓度的有机沉淀 剂只沉淀分离某一种或某一类溶质组分；（2） 沉淀后所得产品不需脱盐，残留的沉淀剂通过 挥发而易于去除。 有机沉淀剂的缺点是对有些生物大分子如酶类 有失活作用，因而常需在低温下操作。
反 渗 透 RO ） 压 力 差 （ 2-10M P a） （ 透 析 （ DS） 浓度差
电 渗 析 ED ） 电 位 差 （
2、膜分离技术的特点 膜分离技术一般在常温下操作，不需加热，被 分离的物质能保持原来的性质，能保持生物物 质的活性。其选择性强，操作过程简单，适用
范围广。膜分离技术在分离物质过程中不涉及
一、发酵液的预处理
发酵液的特性：
①菌体细小且可压缩，其相对密度与培养
液相似；
②发酵液粘稠，大多为非牛顿流体； ③发酵产物浓度底，处理体积大。
食品生物技术--发酵工程
2021/1/27
三、发酵工程的特点
发酵工艺的批量发酵：
1、一次投料发酵； 2、流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础的代谢产物； 3、连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。
2021/1/27
总结发酵工艺过程：
在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小 发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型， 并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据 再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复 杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中 会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。
规模工业生产的发酵过程，也是工业生产中首次采用大量纯培养技术的 ； ➢ 1929年Flemming爵士发现了青霉素，但无法提取精制 ； ➢ 1942年终于正式实现了青霉素的工业化生产，这是生物工程第一次划 时代的飞跃，生物技术核心的发酵技术已从昔日的以厌氧发酵为主的工 艺跃入深层通风发酵为主的工艺 ；
2021/1/27
二、发酵工程的发展历史
➢ 1000多年（甚至4000多年）以前酒类的酿造； ➢ 19世纪利用酵母进行大规模发酵生产。大规模生产的发酵产品有乳酸
、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等初级代谢产物； ➢ 19世纪中叶，发明巴斯德灭菌法，找到了乳酸杆菌的生物体 ； ➢ 20世纪初，发现某些梭菌能够引起丙酮丁醇的发酵。它是第一个进行大
在生物化学反应过程的上游加工中最重要的是生物催化剂（包 括菌株、酶及其固定化）的制备，因此必须掌握生物催化剂的生理 生化特性和培养特性，解决大规模种子培养或固定化生物催化剂的 制备以及如何将其在无菌状态下接入生物反应器中等问题。 上游加工中还包括原材料的物理和化学处理、培养基的配制和灭菌 等问题，这里包括有物料破碎、混合和输送等多种化工单元操作以 及热量传递、灭菌动力学和设备等有关工程问题。
发酵工程 - 多选
1、发酵过程工艺控制中物理参数包括：温度、压力、搅拌转速和质量等。
2、介质过滤除菌机理主要有：惯性碰撞，拦截作用，静电吸引，布朗运动和重力沉降等。
3、液体发酵反应器种类主要包括：酒精发酵罐；啤酒发酵罐；机械搅拌通气式发酵罐；自吸式发酵罐；循环式发酵罐和排管式发酵罐等。
4、实验室使用的发酵系统基本组成可分解为：罐体系统，包括罐体等装置；灭菌系统，包括：蒸汽发生器等装置；温度控制系统，包括：罐内温度传感器等装置；无菌空气制备系统，包括：空气压缩机等装置；控制系统，包括：电源开关等装置。
1．灭菌方法主要有（）A．干热灭菌法B．湿热灭菌法C．射线灭菌法D．化学药品灭菌法E．过滤除菌法2．能影响发酵过程中温度变化的因素是（）A．微生物分解有机物释放的能量B．机械搅拌C．水分蒸发D．发酵罐散热E．菌体自溶3. 发酵过程中污染杂菌的途径可能有（）A．种子带菌B．无菌空气带菌C．设备渗漏D．培养基和设备灭菌不彻底E．操作不当4．影响培养基灭菌效果的因素有（）A．温度B．时间C．pH值D．培养基成分和颗粒物质E．泡沫5. 补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有（）A．能源和碳源B．氮源C．消泡剂D．微量元素或无机盐E．诱导酶的底物1．下列不是微生物生长、繁殖所必需的物质的是（）A 激素B 核苷酸C 维生素D 色素E 抗生素2．高温对培养基成分的有害影响，表现在（）A 形成沉淀B 破坏营养C 提高色泽D 改变培养基的pH值E 降低培养基浓度3．微生物的次级代谢产物，（）A 是微生物生长繁殖所必需的物质B 对微生物无明显的生理功能C 在细胞内积累D 具有菌株特异性E 是以初级代谢产物为前体衍生而来4. 近代发酵工业具有以下特点（）A 由自然发酵转为代谢控制发酵和人工支配遗传因子的发酵B 微生物酶反应生物合成和化学合成相结合C 向大型发酵和连续化、自动化方向发展D 微生物工业涉及国民经济的各个领域E 从糖质原料转到利用石油、天然气及纤维素资源5. 目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是（）A 温度B pH值C 溶解氧浓度D 消泡E 流量5.发酵完毕后，目标产物提取前，要对发酵液进行预处理，其内容包括：（），（），（），（）。
10第十章 发酵工程下游技术
作用机理(action principle)
Cell+beed+stirrer:珠子之间以及珠
子和细胞之间的互相剪切、碰撞，
促使细胞破裂，释放出内含物。
Characteristics：
操作参数多
破碎效率较高 几乎适用于所有种类的微生物 细胞的破碎
破碎作用遵循一级动力学定律 dR k ( Rm R) dt
第二节 细胞破碎
一、细胞破碎率的评价
破碎率：被破碎细胞的数量占原始细胞数量的比例（%） N0 - N Y(%) 100% N0
1、直接计数法 平板计数和显微镜计数 2、间接计数法
二、细胞破碎方法
几种常用的破碎方法
高压匀浆法(high-pressure homogenization) 高速珠磨法（high-speed bead mill） 超声波破碎（ultrasonication） 酶溶法（enzymatic lysis） 化学渗透法（chemical permeation） 微波加热法（microwave heating）
转筒，扇形格(18格)； 滤室； 分配头；
动盘(18个孔，分别与扇形 格的18个通道相连)； 定盘(三个凹槽：滤液真空 凹槽、洗水真空凹槽、压缩 空气凹槽，分别将动盘的18 个孔道分成三个通道)；
Wash
洗涤喷头
转筒 金属网 滤布 滤饼
Cake
动盘
刮刀
Immersion
搅拌器
Knife
定盘
Effect factors：
温度（temperature） 黏度（viscosity） 破碎次数（disruption number） 操作压力（operation pressure） 微生物自身特性（characteristics）
发酵工程单元操作
常压蒸汽灭菌锅 常压蒸汽灭菌锅是用铁锅、砖、水泥砌成的，造价低，适于一般生产单位和专业户使用。大小可根据需要而定，但最大的锅每次装料也最好不超过500公斤。
烘箱 烘箱主要是用于玻璃器皿的干燥和灭菌，也可用于其它物品烘干。
01
第四节 培养基的灭菌
Work Review
湿热灭菌的基本原理： 湿热灭菌是直接用蒸汽灭菌。蒸汽冷凝时释放大量潜热，并具有强有强大的穿透力，在高温和水存在时，微生物细胞中的蛋白质极易发生不可逆的凝固性变性，致使微生物在短时间内死亡。
湿热灭菌要比干热灭菌更有效，这一方面是由于湿热易于传递热量，另一方面是由于湿热更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构，从而加速其变性。
高温致死原理：由于它使微生物的蛋白质和核酸等重要生物高分子发生变性、破坏，例如它可使核酸发生脱氨、脱嘌呤或降解，以及破坏细胞膜上的类脂质成分等。
干热灭菌法， 将金属制品或清洁玻璃器皿放入电热烘箱内，在150～170℃下维持1～2小时后，即可达到彻底灭菌的目的。 在这种条件下，可使细胞膜破坏、蛋白质变性、原生质干燥，以及各种细胞成分发生氧化。 灼烧，是一种最彻底的干热灭菌方法，但它只能用于接种环、接种针等少数对象的灭菌。
（2）过滤除菌法
是将液体或气体用微孔薄膜过滤，使大于孔径的细菌等微生物颗粒阻留，从而达到除菌目的。在体外培养时，过滤除菌大多用于遇热容易变性而失效的试剂或培养液。
目前，大多实验室采用微孔滤膜滤器除菌。关键步骤是安装滤膜及无菌过滤过程。
滤膜过滤装置、烧结玻璃滤板过滤器、石棉板过滤器（Seitz滤器）、素烧瓷过滤器以及硅藻土过滤器等。过滤除菌的缺点是无法去除其中的病毒和噬菌体。
培养基中的颗粒物质 培养基中的颗粒物质大，灭菌困难，反之，灭菌容易。一般说来，含有颗粒对培养基灭菌影响不大，但在培养基混有较大颗粒，特别是存在凝结成团的胶体时，会影响灭菌效果，必须过滤除去。
单体车间发酵岗位工艺操作规程
单体车间发酵岗位工艺操作规程1.目的及适用范围1.1 本规定的目的是严格工艺操作，提高工作质量，保证安全文明生产。
1.2本规定适用于发酵工序消毒、接种、移种、温度控制、压力通气量控制、冷冻、取样、加热放罐、输送的过程控制。
2.相关文件:无3.发酵岗位使用专业术语3.1 延滞期：培养基接种以后，细胞并不立即生长繁殖，其细胞数在一定时期内无明显增加，这一阶段称为延滞期。
延滞期是细胞在环境改变后表现出来的一个适应阶段，这是一个静态到动态的过程，须缓慢控制，即用低转速来控制好溶氧。
3.2 对数生长期：细胞经过延滞期后适应了新环境，生理状态也较为活跃，细胞开始迅速繁殖，由于细胞以分裂方式繁殖，细胞数目呈几何级数增加，故称对数生长期。
进入对数生长期可提高转速满足菌种对氧的高呼吸要求。
3.3 稳定期：随着细胞的生长繁殖，培养基中营养物质渐趋耗尽，而代谢产物的逐渐增多，以及菌生长引起周围环境条件（如PH值、温度等）的变化，使的细胞的繁殖速度逐渐降低，当细胞的繁殖速率与死亡速率相等时，细胞生长进入稳定期，细胞浓度达到最大。
3.4 衰亡期：培养基中营养成分耗尽，代谢产物大量堆积，这时能够继续繁殖的细胞数越来越少直至为零，而死亡的细胞则越来越多，即活细胞数显著下降，故此时期称为衰亡期。
3.5 球状菌：球状菌又可细分为单球菌、双球菌、四连球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌。
3.6 杆状菌：3.6.1 按菌的长短细分为长杆菌和短杆菌。
3.6.2 按菌的粗细细分为粗杆菌和细杆菌。
3.6.3 按菌的相连个数细分为单杆菌、双杆菌、链杆菌。
3.7 螺旋状菌：螺旋状菌又可细分为弧菌和螺旋菌。
注：芽孢菌（又称内生孢子）不具有分类学上的意义，其只是细菌（一般为杆菌，球菌也有）在生长过程中细胞内部产生了一些圆状或椭圆状的空心，以抵抗不良环境对其的影响。
4.职责：4.1 认真执行本公司各项管理规定和规章制度。
4.2 严格按单体操作规程和设备操作规程操作，严禁超温、超压，违章操作。
发酵工程知识点总结
第一章1发酵和发酵工程的概念发酵狭义：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。
广义：凡是培养细胞（动、植物和微生物细胞）来制得产品的过程。
发酵工程研究发酵工业生产过程中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学5、分批发酵，分批补料发酵分批发酵(batch-process)：在生物反应器内投入限量培养基后，接入微生物菌种进行培养，完成一个生长周期，获得产品的微生物培养方法。
是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形式。
在分批补料发酵：发酵的开始投入一定量的培养基，在发酵过程的适当时期，开始连续补加碳或（和）氮源或（和）其他必需基质，直至发酵液体积达到发酵罐最大操作容积后，将发酵液一次放出，这种操作方式称为补料分批发酵。
这种发酵方式能保持较高的活菌体浓度，目前，基因工程菌发酵常采用此方法3、诱变育种和分子育种的定义。
诱变育种的含义应用微生物遗传和变异理论，用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群, 促进其突变率大幅度提高, 然后采用简便、快速和高效的筛选方法, 从中挑选少数符合育种目的的突变株, 以供生产实践或科学研究用分子育种的含义分子育种（分子克隆、基因工程）是分子水平上的育种方法。
根据需要，用人工的方法取得供体DNA上的基因，在体外重组于载体DNA上，再转移到受体细胞使其复制、转录和翻译，表达出供体基因原有的遗传形状。
3、初级代谢产物和次级代谢产物的定义。
1初级代谢产物的定义：微生物代谢产生的，并且是微生物生长与繁殖所必需的代谢产物初级代谢产物种类：有机酸、氨基酸、核苷酸、蛋白质（包括酶）、多糖、核酸等2次级代谢产物的定义：微生物代谢产生的，与微生物生长与繁殖无明确关系的代谢产物；种类包括：抗生素、激素、毒素、色素、信息素、生物碱等。
2、发酵工程研究的内容※发酵工业用生产菌种的选育：◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种※发酵条件的优化与控制※生物反应器的设计※发酵产物的分离、提取和精制3、发酵类型1 按发酵产品的类型划分2 按发酵工艺是否需氧划分※厌氧发酵：如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵※通风发酵：如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等3 按发酵工艺培养基的状态划分※固态发酵：主要应用于传统酿造业。