发酵工程知识点

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发酵工程知识点总结归纳

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。

发酵工程全部知识点总结

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。

高二发酵工程的知识点总结

高二发酵工程的知识点总结

高二发酵工程的知识点总结导言发酵工程是利用微生物、酶或细胞等生物催化剂在适宜的温度、湿度、氧气和营养条件下,把某些物质转化为其他有用的产物的过程。

发酵工程技术一直是生物工程领域的重要组成部分,具有广泛的应用前景。

本文将就高二发酵工程的相关知识点进行总结,包括基本概念、发酵工艺、发酵设备以及发酵工程的应用等内容。

一、基本概念1.发酵的定义发酵是指在生物体内或外部环境中,微生物在适宜的温度、湿度和营养条件下,利用其生理代谢特性,使有机物质发生氧化还原反应,产生有用的代谢产物或能量。

广义上说,发酵包括微生物、酶和细胞等生物催化剂在适宜条件下,将有机物质转化为其他有用的物质的过程。

2.发酵的分类发酵可以根据反应物和产物的不同,分为多种类型。

常见的发酵分类包括酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵、粘质发酵等。

这些发酵过程都有各自的反应特点和应用领域。

3.发酵的基本原理发酵的基本原理是微生物、酶或细胞等生物催化剂在适宜的环境条件下,利用其生理代谢特性,通过氧化还原反应将有机物质转化为其他有用的产物。

发酵过程包括底物的降解、中间产物的生成以及最终产物的生成,涉及到多种生物化学反应和代谢途径。

4.发酵的影响因素发酵过程受多种因素的影响,包括温度、pH值、氧气浓度、底物浓度、营养盐浓度等。

这些因素对发酵过程的速率和产物的选择性都有重要影响,需要在发酵工程中进行精确控制。

二、发酵工艺1.发酵基质的制备发酵基质是支撑微生物生长和代谢的重要环境因素,一般包括底物、营养盐、氮源、微量元素等。

制备发酵基质需要考虑微生物的需求,同时还需要考虑工艺的可行性和经济性。

2.发酵菌种的培养发酵菌种的培养是进行发酵工艺的前提,包括细菌、酵母菌、真菌等。

菌种的选取和培养条件对发酵的效率和产物的纯度都有重要影响,需要进行精确控制。

3.发酵过程的控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气浓度、搅拌速度等多个因素的调节,需要根据具体的发酵工艺设计和实验结果进行精确控制。

发酵工程知识点总结高中生物

发酵工程知识点总结高中生物

发酵工程知识点总结高中生物发酵工程是一种利用微生物的代谢活动来生产有用物质或转化物质的技术。

在高中生物课程中,发酵工程的知识点主要集中在微生物的类型、发酵过程的基本条件、发酵过程中的物质变化、以及发酵技术的应用等方面。

以下是对这些知识点的总结:一、微生物的类型与作用1. 细菌:在发酵过程中,某些细菌如乳酸菌、醋酸菌等能够通过其代谢活动产生特定的有机酸,从而影响食品的味道和保存性。

2. 酵母菌:酵母菌在无氧条件下能够将糖分解为酒精和二氧化碳,这一过程称为酒精发酵,广泛应用于酿酒和面包制作。

3. 霉菌:霉菌在发酵过程中可以产生多种酶,参与物质的分解和转化,如在酱油和豆瓣酱的生产中起到关键作用。

二、发酵过程的基本条件1. 温度:不同的微生物对温度的适应性不同,发酵过程中需要控制适宜的温度以保证微生物的生长和代谢活动。

2. pH值:微生物的生长和代谢活动对环境的酸碱度有一定的要求,pH 值的控制对于发酵过程的成功至关重要。

3. 氧气:有些发酵过程需要充足的氧气(好氧发酵),而有些则在无氧条件下进行(厌氧发酵)。

三、发酵过程中的物质变化1. 糖类的代谢:在发酵过程中,糖类物质可以被微生物分解为酒精、乳酸、醋酸等不同的有机酸,这些有机酸赋予食品特有的风味。

2. 蛋白质的代谢:蛋白质在微生物的作用下可以分解为多肽、氨基酸等小分子物质,这些物质对食品的营养价值和风味有重要影响。

3. 脂肪的代谢:脂肪在发酵过程中可以被微生物分解为甘油和脂肪酸,这些物质对食品的口感和营养价值有一定的影响。

四、发酵技术的应用1. 食品工业:发酵技术在食品工业中有广泛应用,如酿造酒类、制作面包、酸奶、酱油等。

2. 医药工业:通过发酵技术可以生产抗生素、维生素、酶等医药产品。

3. 化工工业:发酵技术也可以用于生产化工原料,如生物柴油、生物塑料等。

五、发酵工程的未来发展1. 基因工程的应用:通过基因工程技术,可以对微生物进行改造,使其具有更强的发酵能力和更高的产品选择性。

高中发酵工程的知识点总结

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。

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结发酵工程是一门研究微生物在发酵过程中生长、代谢和产物形成的工程学科。

其研究内容包括发酵微生物的筛选与培养、优化发酵条件、发酵过程监控与控制、发酵产物提取纯化与分离、罐内动力学和发酵机理等。

以下是发酵工程原理的相关知识点总结:1.发酵微生物的筛选与培养:(1)选材原则:产物多、投资少、筛选简单、培养容易、操纵方便;(2)常用的微生物包括细菌、酵母、霉菌等;(3)需考虑微生物生长的条件,如pH、温度、氧气供应等;(4)历经菌种筛选、单菌菌种的分离和纯化、菌种的贮藏等步骤;2.发酵条件的优化:(1)pH的控制:不同微生物对pH的要求不同,可以通过酸碱控制剂来调节pH;(2)温度的控制:温度是细胞生长和代谢的重要因素,一般通过水浴或发酵罐内加热来实现温度控制;(3)氧气供应的控制:氧气是许多微生物生长和代谢必需的,可以通过氧气流量的调节或增加曝气器的表面积来提供充足的氧气;(4)发酵液的搅拌速度和离心速度:搅拌可增强氧气传递和培养液的混合,离心可实现发酵产物的分离和提纯;3.发酵过程监控与控制:(1)发酵过程中需要监测的重要指标包括微生物生长速率、酸碱度、氧气浓度、温度、发酵产物浓度等;(2)监控手段有离线分析法、在线分析法和非破坏性检测法;(3)通过对监测指标的控制,实现对发酵过程的控制与优化,如调节酸碱度、温度以及添加营养物质来提高产量和产物质量;4.发酵产物的提取纯化与分离:(1)通过离心和过滤等物理方法,去除微生物和固体颗粒;(2)通过萃取、渗析、蒸馏、结晶等方法来提纯产物;(3)产物的纯化和分离过程需要进行监测和控制,以确保产物的纯度和产量;5.罐内动力学和发酵机理:(1)罐内动力学研究微生物的生长和代谢过程,了解微生物在不同发酵过程中的特性;(2)通过建立数学模型,可以预测发酵过程中微生物产物的生成速率和浓度变化;(3)对发酵机理的研究有助于进一步优化发酵条件,提高产物的产量和质量;以上是发酵工程原理的一些主要知识点总结。

发酵工程知识点总结

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。

发酵工程知识点

发酵工程知识点

发酵工程知识点发酵工程知识点一、名词解释1.种子:指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种经过种子扩大培养所获得的纯种培养物称为种子。

2.种子扩大培养:指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得发胶产量高、生产性能稳定、数量充足、不被杂菌和噬菌体污染的生产菌种的纯种制备过程。

3.淀粉糊化:淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液的特性,称为淀粉的糊化。

4.热阻:只为生物在某一特定条件下的致死时间。

5.抑制剂:阻滞或降低化学反应速度的物质。

6.促进剂:与催化剂或固定剂并用时,可以提高反应速度的一种用量较少的物质。

7.分批培养:简单的过程,培养基中接入菌种以后,没有物料的加入和取出,除了空气的通入和排气。

整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。

8.染菌率总染菌率指一年发酵染菌的批(次)数与总投料批(次)数之比的百分率。

染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌,又再次染菌的批次数在内9.连续培养:发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液,使发酵罐内的体积维持恒定。

达到稳态后,整个过程中菌的浓度,产物浓度,限制性基质浓度都是恒定的。

二、填空题1、微生物发酵培养(过程)方法主要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四种。

2、微生物生长一般可以分为:调整期、对数期、稳定期和衰亡期。

3、发酵过程工艺控制的只要化学参数溶解氧、PH、核酸量等.4、发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。

5、菌种分离的一般过程采样、富集、分离、目的菌的筛选。

6、富集培养目的就是让目的菌在种群中占优势,使筛选变得可能。

7、根据工业微生物对氧气的需求不同,培养法可分为好氧培养和厌氧培养两种。

8、微生物的培养基根据生产用途只要分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。

9、常用灭菌方法:化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌10、常用工业微生物可分为:细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类。

第一章 发酵工程-【必背知识】(教师版)

第一章 发酵工程-【必背知识】(教师版)

新人教版生物学选择性必修3《生物技术与工程》知识梳理第一章 发酵工程第一节 | 传统发酵技术的应用1. 发酵与发酵技术 发酵工程:是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。

2. 发酵(1)发酵概念发酵是指人们利用_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)发酵原理不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力 ,因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。

(3)发酵类型好氧发酵:醋酸发酵厌氧发酵:酒精发酵 、乳酸发酵 3. 尝试制作传统发酵食品 (1)乳酸菌 ①代谢特点_厌氧_细菌,代谢类型为_异养厌氧型_;在_无氧_的情况下能将_葡萄糖_分解成_乳酸_; ①发酵原理(反应简式)C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)+能量①生产应用可用于_乳制品的发酵_、_泡菜的腌制_等 ①分布_空气_、_土壤_、植物体表_、_人或动物的肠道内_ ①常见类型_乳酸链球菌_和_乳酸杆菌_ (2)酵母菌 ①代谢特点是一类_单细胞真菌_,是_兼性厌氧_微生物;在_无氧_的条件下能进行_酒精发酵_ ①重要影响因素__温度__是影响酵母菌生长的重要因素;酿酒酵母的最适生长温度约为_28①_; ①发酵原理(反应简式)①生产应用可用于_酿酒_、_制作馒头和面包_等 ①分布在一些_含糖量较高_的_水果_、蔬菜表面_ (3)醋酸菌 ①代谢特点_好氧_细菌,代谢类型是异养需氧型 ;当_O2、糖源都充足 时,能将_糖_分解为_醋酸_; 当_缺少糖源_时则将_乙醇_转化为_乙醛_,再将_乙醛_变为_醋酸 ;多数醋酸菌的最适生长温度为_30-35①_;①发酵原理(反应简式)①生产应用醋酸菌可用于制作各种风味的_醋_探究.实践一:泡菜的制作1.发酵原理(1)菌种:乳酸菌。

(2)原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。

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

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。

发酵工程知识点

发酵工程知识点

第一部分:微生物工程原理1、概论1.1 发酵工程的概念和特点1.2 发酵工业的发展简史1.3 发酵工程的应用2、生产菌种来源3、微生物代谢调节和代谢工程4、优良菌种选育5、菌种保藏6、培养基7、发酵工艺控制8、参数检测第二部分:微生物工程下游加工工程第三部分:微生物工程生产设备第四部分:微生物工程生产工艺和产品举例第一章概论掌握本章知识点:1、发酵及发酵工程的定义;2、发酵工程研究的内容;3、发酵技术的发展阶段及其技术特点;4、发酵产物类型。

1、发酵、发酵工程的概念和特点1)传统发酵:最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象,或者是指酒的生产过程。

2)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,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。

巴斯德:发酵是酵母菌在无氧状态下的呼吸过程,即无氧呼吸,是“生物获得能量的一种方式”。

3)工业上:泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。

包括:厌氧培养的生产过程,如酒精,乳酸等。

通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等。

4)发酵工程:利用微生物的生长代谢活动来生产各种有用生物化学产品的技术过程。

5)发酵工程研究的内容①一条主线:菌种,培养基,种子扩大培养,发酵过程控制,后处理;②两个重点:发酵过程优化,发酵过程放大;③三个层次:反应器水平,细胞水平,分子水平;④四个目标:高转化,高产量,高效率,低成本;6)利用发酵工程进行生产的优点:安全生产,可持续发展。

7)发酵过程存在的问题和缺陷:发酵过程会产生副产物;菌种易发生变异和退化;发酵过程的控制相当复杂;原料主要是农副产品,质量和价格波动较大;与化工过程相比,反应器的效率低;发酵废水量大,并含较高的COD和BOD;;生产过程易受杂菌污染的影响。

8)上游工程:菌种培养发酵工程:发酵罐下游工程:产物提纯2、发酵工业的发展简史1)古老的发酵工业-1900年前(白酒酿造;面包发酵、奶酪制造;酱油、泡菜)特点:多菌混合天然发酵2)早期的发酵工业1900-1940(酒精,乳酸)1680 荷兰列文虎克观察到微生物。

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结

发酵工程原理知识点总结1.微生物生长和代谢:发酵工程原理的基础是对微生物生长和代谢过程的深入理解。

微生物生长的关键因素包括温度、pH值、营养物质和氧气的供应等。

在发酵过程中,微生物通过代谢合成或降解有机物质,产生所需的产物或者降解废物。

代谢途径包括糖的发酵、酸的代谢、氨基酸和脂类的合成等。

2.反应器的设计和操作:反应器是发酵工程中最核心的装置,其设计和操作直接影响发酵过程的效果。

常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器和离散批式反应器等。

反应器的设计需要考虑气液传质、热量传递、气体液体反应速率等因素。

操作方面,需要控制反应器内的温度、pH值、氧气和营养物质的供应等参数。

3.发酵过程的监测和控制:发酵过程的监测和控制是保证发酵工程运行稳定和高效的关键。

监测包括微生物数量、代谢产物的浓度、营养物质的消耗和废物的产生等方面。

常用的监测方法包括生物量测定、物质浓度测定、环境参数的监测等。

控制方面,需要根据监测结果调整温度、pH值、氧气和营养物质的供应,以维持发酵过程的稳定和高效。

4.发酵工艺的优化:发酵工艺的优化是提高产量和质量的关键。

优化方法包括微生物菌种的选取、培养基组成的优化、发酵条件的优化等。

在微生物菌种选取上,需要考虑产物的需求和微生物的特性。

培养基的组成需要提供充足的营养物质,以满足微生物的生长需求。

发酵条件的优化包括控制温度、pH值、氧气和营养物质的供应等,以最大程度地促进微生物的生长和代谢。

5.发酵工程的应用领域:发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、化工等工业领域。

在食品工业中,发酵工程用于酿造啤酒、酱油、味精等食品。

在制药工业中,发酵工程用于制备抗生素、酶、氨基酸等生物药品。

在化工工业中,发酵工程用于生产有机酸、有机溶剂等化学品。

总之,发酵工程原理涉及微生物的生长和代谢、反应器的设计和操作、发酵过程的监测和控制等方面。

了解和掌握发酵工程原理,可以为工程师在发酵工程中的设计和操作提供理论和实践指导,进一步提高发酵工程的效果和产量。

第一章发酵工程的知识点复习高二下学期生物人教版选择性必修三

第一章发酵工程的知识点复习高二下学期生物人教版选择性必修三

冲洗 榨汁装瓶 酒精发酵
先清洗后去除枝梗和腐烂的籽粒,从而避免除去枝梗时,引起葡萄 损坏,增加被杂菌感染的机会。 留大约1/3的空间:①有利于酵母菌有氧呼吸,快速繁殖 ②防止产生的CO2使发酵液溢出 ③防止瓶内压强过大导致发酵瓶炸裂 18-30℃;每隔12h左右将瓶盖拧松一次(排气)此后再拧紧瓶盖
乙酸发酵
防止杂菌污染
产物浓度
稳定、温和
自然界
基因工程
过滤 沉淀
蒸馏、萃取
发酵工程的应用
➢ 在食品工业上的应用 ➢ 在医药工业上的应用 ➢ 在农牧业上的应用 ➢ 在其他方面的应用
2.啤酒的工业化生产流程 (1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
大麦种子发芽,释放淀粉酶
淀粉分解,形成糖浆 酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳
以免接种环温度太
高,杀死菌种。
①将接种环放在火 ②在火焰旁冷却接 焰上灼烧,直到接 种环,并拔出装有 种环的金属丝烧红。 酵母菌的棉塞。
③将试管 口通过火 焰
随着划线次数的增加而 菌种的数量逐步减少
④将已冷却的接 ⑤将试管通过火 种环伸入菌液中, 焰,并塞上棉塞。 蘸取一环菌液。
⑥左手在火焰附近 将皿盖打开一条缝 隙,右手将沾有菌 种的接种环迅速伸
• C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
√ • D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
• 10.硝化细菌是一种好氧细菌,可有效净化水体中铵盐,降低对虾的死 亡率。科研人员拟从当地对虾养殖池塘中筛选出对铵盐降解率高且稳定 的硝化细菌菌株,操作流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
• A.纯化菌种时,可以采用图中所示的接种方法接种
总结:微生物繁殖方式和代谢特点
菌种名称 生物分类 代谢类型

发酵工程知识点

发酵工程知识点

绪论1.发酵工程:是指利用微生物的特定代谢,通过现代工程技术,在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。

2.微生物发酵的特点催化作用由细胞完成;巨大的比表面积;原料广、价格低廉、天然;反应过程温和、生产安全;设备多能性、代谢途径多样化;异变异性3.初级代谢产物初级代谢产物是与菌体生长相伴随的产物。

主要是构成细胞高分子物质(蛋白质、核酸、多糖、脂类)的单体物质。

这些小分子化合物是高分子物质合成的单体,一般不能过量积累。

4.次级代谢产物次级代谢产物是以初级代谢产物、中心代谢产物等为原料而进行合成的,与生长不相伴随,生物功能不明确,其合成易受环境影响,结构远比初级代谢复杂。

5.转化产物:与上述两类产物根本不同之处是转化反应的底物不是微生物细胞的产物,而是外源物质。

微生物菌种及其复壮与保藏1.微生物工业对菌种的要求不是病原菌;纯净健壮,产量质量稳定,易于控制培养条件,周期短,对诱变剂敏感;抗污染力强;原料廉价,生长迅速,目的产物产量高;产物分泌型2.菌种退化:生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良的菌株,由于进行一种传代或保藏之后,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。

原因:内因:基因突变,质粒的脱落外因:连续传代,培养和保藏条件的影响延缓退化:减少传代,分离纯化、科学保藏3.菌种复壮:狭义复壮:从大量退化的菌株中分离筛选到那些仍保持优良性状的个体广义复壮:在菌种的生产性能尚未退化前就经常有意识地进行纯种分离与生产性能的测试工作复壮方法:①纯种分离:平板划线、稀释分离②淘汰法:低温等条件处理,使部分退化菌株死亡③宿主体内复壮法:对于寄生性微生物的退化菌株,可通过接种到的昆虫或动物寄主体内以提高菌株毒性。

4.菌种保藏广义:在广泛收集实验室和生产菌种、菌株的基础上,将它们妥善保管,是指达到不死、不衰、不污染以便于研究、交换和使用的目的。

狭义:防止菌种退化、保持菌种的生活能力和优良的生产性能,尽量减少、推迟负突变、防止死亡,并确保不污染杂菌。

发酵工程知识点

发酵工程知识点

发酵工程知识点第一章发酵工程概述一、发酵工程:是利用微生物特定的形状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与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。

二、发酵工程简史:1590 荷兰人詹生制作了显微镜1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法1856 psateur 酵母导致酒精发酵19世纪末Koch 纯种分离和培养技术三、发酵工程技术的特点(1)主体微生物的特点①微生物种类繁多,繁殖速度快、代谢能力强,容易通过人工诱变获得有益的突变株;②微生物酶的种类很多,能催化各种生化反应③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源④可以用简易的设备来生产多种多样的产品⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点(2)发酵工程技术的特点①发酵工程以生命体的自动调节方式进行,数十个反应能够在发酵设备中一次完成②反应通常在常温下进行,条件温和,耗能少,设备简单③原料通常以糖蜜,淀粉等碳水化合物为主④容易生产复杂的高分子化合物⑤发酵过程中需要防止杂菌污染(3)发酵工程反应过程的特点①在温和条件下进行的②原料来源广泛,通常以糖、淀粉等碳水化合物为主③反映以生命体的自动调节形式进行(同(2)①)④发酵分子通常为小分子产品,但也很容易生产出复杂的高分子化合物四、发酵工程的一般特征①与化学工程相比,发酵工程中微生物反应具有以下特点:作为生物化学反应,通常在常温常压下进行,没有爆炸之类的危险,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,一般无精制的必要,微生物本身就有选择的摄取所需物质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,在称为发酵罐的设备内很容易进行④能够容易的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,能高度选择性的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。

发酵工程知识点

发酵工程知识点

绪论1.传统发酵:最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象,或者是指酒的生产过程。

1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵理论:“一切发酵过程都是微生物作用的结果。

”2.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,或者更严格地说,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。

3.工业上的发酵:在微生物工业中,把所有通过微生物或其他生物细胞(动、植物细胞)的培养,统称为发酵。

包括:1. 厌氧培养的生产过程,如酒精,乳酸等。

2. 通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等。

产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶以及转化产物等。

现代生物技术─分子生物学与发酵工程氨基酸发酵工业──谷氨酸、赖氨酸核酸发酵工业──肌苷酸、乌苷酸微生物变异株通过代谢调节──代谢控制发酵技术切断支路代谢转折点: 酶的活力调控, 酶的合成调控(反馈控制和反馈阻遏) →解除菌体自身的反馈调节,提高终产物水平。

细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展,打破了生物种间障碍,能定向地制造出新的有用的微生物:增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝数,可以大幅度地提高目标产物的产量;酒曲是我国酿酒技术的重大发明,也是世界上最早的一种复合酶制剂。

三、发酵工程的组成从广义上讲,由三部分组成:上游工程、发酵控制、下游工程四、微生物发酵产品的类型:1,菌体、酶,2 初级代谢产物,3 次级代谢产物,4 外源物质转化产物。

五、发酵方法的类别与流程(1)类别:根据对氧的需要区分:厌氧和好氧发酵根据培养基物理性状区分:液体和固体发酵根据从微生物生长特性区分:分批发酵和连续发酵按发酵原料来区分: 糖类物质发酵, 石油发酵, 废水发酵按发酵产物区分:氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵(2)发酵流程:保藏菌种---活化---扩大培养---种子罐---主发酵---产物分离纯化---成品第二章菌种选育理论与技术微生物的特点有些微生物能在厌氧的条件下生长有些微生物能够利用简单的有机物和无机物满足自身的生长有些微生物能进行复杂的代谢有些微生物能利用较复杂的化合物有些微生物能在极端的环境下生长常见的工业微生物(一)抗生素生产有关的微生物(二)氨基酸生产有关的微生物(三)食品酶制剂生产有关的微生物a-淀粉酶:黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌和地衣牙孢杆菌工业化菌种的要求1生产菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好与致病菌无关)2能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物3有关合成产物的途径尽能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强4遗传性能要相对稳定5不易感染它种微生物或噬菌体6生产特性要符合工艺要求一、育种的目的(一)科研方面1.获得有遗传标记的菌株;2.得到生物合成阻断变株,以研究抗生素生物合成途径。

发酵工程知识点总结高中

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。

发酵工程全重点总结

发酵工程全重点总结

一绪论1生物技术(biotechnology): “应用自然科学及工程学原理、依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务”的技术。

2发酵的英文Fermentation是从拉丁语ferver即“翻腾”、“沸涌”、“发泡”而来;因为发酵有鼓泡和类似翻腾、沸涌的现象。

如中国的黄酒、欧洲的beer就以起泡现象作为判断发酵进程的标志。

3发酵广义——通过微生物的培养使某种特定代谢产物或菌体本身大量积累的过程。

狭义——厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。

4发酵工业:(巴斯德)经纯种培养和提炼精制获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过程叫发酵工业。

如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶、维生素、某些色素等。

、5就发酵产品而言,发酵主要有以下主要类型:微生物菌体发酵;酶制剂和酶调节剂的微生物发酵;以微生物的代谢产物(包括初级代谢产物和次级代谢产物)为目的产物的微生物发酵;微生物转化发酵;工程菌和工程细胞产物的发酵等。

6 生物发酵工业的发展简史:传统(古老)生物技术的追溯;第一代(初期)生物技术产品的出现;第二代(近代)生物技术产品的发展;第三代(现代)生物技术产品的挑战。

①最早的发酵产品据记载起源与5000BC。

据记载最早的发酵食品应是酒类,通常认为是wine,因为大自然中具备了野生果类和酵母菌,条件适宜情况下即行发酵。

在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。

由于自然界中资源的多样性(F、M),便有了多种多样的发酵食品。

4000BC——Beer,至古埃及即出现了麦芽糖化。

5000~6000BC——wine、黄酒、白酒、Cheese 4000BC——Beer,至古埃及即出现了麦芽糖化。

(酱油、调味品) 白酒:农业社会粮食节余,生霉、发酵、蒸馏而得)②第一个转折点——微生物纯种分离培养技术建立:自然发酵时期:知其然而不知其所以然,如厌气性——酒类,好气性——醋。

微生物纯种分离培养技术,开创了人为控制微生物时代,减少了腐败现象,实现了无菌操作;发明了简便的密封式发酵罐;人工控制条件,提高发酵效率,稳定产品质量。

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第一章发酵工程概述一、发酵工程:是利用微生物特定的形状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与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。

二、发酵工程简史:1590 荷兰人詹生制作了显微镜1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法1856 psateur 酵母导致酒精发酵19世纪末Koch 纯种分离和培养技术三、发酵工程技术的特点(1)主体微生物的特点①微生物种类繁多,繁殖速度快、代谢能力强,容易通过人工诱变获得有益的突变株;②微生物酶的种类很多,能催化各种生化反应③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源④可以用简易的设备来生产多种多样的产品⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点(2)发酵工程技术的特点①发酵工程以生命体的自动调节方式进行,数十个反应能够在发酵设备中一次完成②反应通常在常温下进行,条件温和,耗能少,设备简单③原料通常以糖蜜,淀粉等碳水化合物为主④容易生产复杂的高分子化合物⑤发酵过程中需要防止杂菌污染(3)发酵工程反应过程的特点①在温和条件下进行的②原料来源广泛,通常以糖、淀粉等碳水化合物为主③反映以生命体的自动调节形式进行(同(2)①)④发酵分子通常为小分子产品,但也很容易生产出复杂的高分子化合物四、发酵工程的一般特征①与化学工程相比,发酵工程中微生物反应具有以下特点:作为生物化学反应,通常在常温常压下进行,没有爆炸之类的危险,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,一般无精制的必要,微生物本身就有选择的摄取所需物质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,在称为发酵罐的设备内很容易进行④能够容易的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,能高度选择性的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。

进行设备的冲洗、灭菌,空气过滤等,使全过程在无菌条件下运转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五、发酵罐的类型1. 按微生物生长:厌氧和好氧发酵设备2. 按发酵罐设备特点:1)机械搅拌通风发酵罐循环式:伍式、文氏管式发酵罐非循环式:通风式、自吸式发酵罐2)非机械搅拌通风发酵罐循环式:气提式、液提式发酵罐非循环式:排管式、喷射式发酵罐3. 按溶积分类50L以下的是实验室发酵罐50~5000L是中试发酵罐5000以上是生产规模的发酵罐4. 按微生物生长环境悬浮生长系统支持生长系统5. 按操作方式分批发酵和连续发酵. 常见发酵设备的类型1. 机械搅拌发酵罐利用机械搅拌器的作用,使空气和发酵液混合并溶解在发酵液中,基本要求:1)适宜的径高比,罐身较长,氧利用率较高2)能耐受一定的压力3)搅拌通风装置4)足够的冷却面积5)罐内要减少死角6)搅拌器的轴封要严密,以减少泄露2.自吸式发酵罐最关键的部件是带有中央吸气口的搅拌器浸在发酵液中的转子迅速旋转,液体和空气在离心力作用下被甩向叶轮外缘,中心形成负压转子的空膛与大气相通发酵罐外的空气通过过滤器不断被吸入转子的搅拌使气体分散3. 空气带升环流式发酵罐在罐外装设上升管,上升管两端与罐底及罐上部相连接,构成一个循环系统.在上升管的下部装设空气喷嘴,以250~300 m/s的高速喷入上升管。

借助喷嘴的作用将空气分散。

分为内环流式和外环流式两种。

4. 高位塔式发酵罐罐内装有若干块筛板。

压缩空气由罐底导入,经过筛板逐渐上升,并带动发酵液同时上升。

上升后的发酵液又通过筛板上带有液封作用的降液管下降而循环。

特点:培养基及操作合理,基本上可达到通用式发酵罐的水平。

六、发酵工程中常见的发酵类型(1)液体发酵与固体发酵(2)厌氧发酵与好氧发酵(3)分批发酵与连续发酵(4)单一纯种发酵与混合发酵(5)固定化发酵技术①试管液体培养仅适用于培养兼性好氧菌实验室常见的液体发酵方式②浅层液体培养仅适用于兼性好氧③摇瓶培(旋转式和往复式) 被应用于微生物的生理生化试验④台式发酵罐①浅盘培养工业生产中常用的液体发酵方式②发酵罐深层培养生产中常见的固定培养实验室常见的固定化培养实验室主要有试管斜面、培养皿平板、较大型的克氏扁平和茄子瓶斜面等固体培养方法,用于菌种的分离、纯化、保藏和生产种子的制备。

用接种针挑取原始培养物后,在固体培养基表面划线接种(未)分批发酵:分批发酵又称分批培养。

所谓分批发酵是指将所有的物料一次加入发酵罐,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。

(未)连续发酵:是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养液,同事以相同的速度流出培养液,从而使培养系统内培养液的量维持恒定,使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式。

分类:具有菌体再循环或不循环的单罐连续发酵,具有菌体再循环或不循环的多罐连续发酵第二章微生物菌种选育一、菌种的来源二、工业发酵中常见微生物的种类枯草芽孢杆菌大肠杆菌乳酸杆菌丙酮丁醇梭菌①细菌假单胞菌(可以利用烃类产生单细胞)醋酸杆菌棒状杆菌黄单胞菌(产生黄原胶)酿酒酵母(啤酒酵母)异常汉逊式酵母②酵母菌假丝酵母毕赤式酵母根霉属③霉菌曲霉属④放线菌⑤担子菌⑥藻类青霉属毛霉属三、工业微生物的来源(菌种来源)需要补充①向菌种保藏机构索取有关菌株,从中筛选所需菌株②自然环境中分离③从发酵制品中分离目的菌株四、微生物菌种的选择性分离菌株的分离和筛选一般可以分为(采样)、(富集)、(分离)、(目的菌的筛选)等几个步骤。

(1)微生物样品的采集控制培养基的营养成分:(2)微生物样品的富集培养控制培养条件:pH 温度及通气量抑制不需要的菌类(3)目的菌种的分离:透明圈法、变色圈法、生长圈法、抑菌圈法、(4)目的菌种的筛选:涂布法、影印平板法(5)自然界分离微生物的一般操作步骤?(6)样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏五、发酵高产菌株的选育方法自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程育种六、常用的菌种保藏方法、原理以及各自的适用对象原理:采用低温干燥缺氧、缺乏营养,添加保护剂或酸度中和剂等方法,使微生物处于代谢不活泼,生长受抑制的环境中。

(1)蒸馏水悬浮法:好氧性细菌和酵母菌(2)斜面传代保藏:放线菌、酵母菌(3)霉菌矿物油浸没保藏:丝状真菌、酵母菌、细菌、放线菌、担子菌(各类菌)(4)干燥载体保藏(沙土管保藏):产孢子微生物(5)冷冻干燥法(超低温冷冻保藏、普通冷冻保藏、液氮冷冻保藏):各大类六、菌种复壮定义:狭义菌种已发生衰退的情况下,通过纯种分离和测定生产性能等方法,从衰退的群体中找出少数尚未衰退的个体,从而达到恢复该菌原有典型性状的目的。

广义:在菌种的生产性能尚未衰退前,就经常有意识的进行菌种分离和生产性能的测定工作,从而逐步提高菌种的生产特性。

七、纯种分离的方法(稀释分离法)(平板划线法)(组织分离法)八、种子的扩大培养:是指将保存在砂土管,冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。

这些纯种培养物成为种子。

细菌孢子的制备孢子制备霉菌孢子的制备实验室种子制放线菌孢子的制备备种子扩大培养液体种子制备生产车间种子制备九、影响种子质量的因素:(接种量)(种龄)(孢子的质量)(培养基)(培养条件)影响孢子质量的因素:(培养基)(培养条件)(培养时间)(冷藏时间)十、种子罐级数的确定:种子罐是指:制备种子需要逐级扩大培养的次数,主要取决于两个方面①菌种生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度②所采用发酵罐的容积十一、接种量:是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例第三章发酵机制及发酵动力学(需看课本代谢调节)十二、分批发酵和连续发酵的关系十三、初级代谢产物和次级代谢产物的关系1、概念不同在微生物的新陈代谢中,一般将微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动的物质和能量的过程,称为初级代谢而次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。

一般认为,次级代谢是指微生物在一定的生长时期,以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程2 产物不同初级代谢的产物,如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物,如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。

通过次级代谢合成的产物称为次级代谢产物,大多是分子结构比较复杂的化合物,可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型次级代谢产物可积累在细胞内,但通常都分泌到细胞外,有些与机体的分化有一定的关系,并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。

3 存在范围不同初级代谢的代谢系统,它是一类普遍存在于各类微生物中的一种基本代谢类型。

次级代谢只存在于某些微生物中,并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同,就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。

4 对微生物的作用不同通过初级代谢,能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量,因此初级代谢产物,通常都是机体生存必不可少的物质,只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍,轻则引起生长停止,重则导致机体发生突变或死亡,是一种基本代谢类型。

次级代谢产物一般对菌体自身的生命活动无明确功能,不参与细胞结构组成,也不是酶活性必需的,不是机体生长与繁殖所必需的物质,即使在次级代谢的某个环节上发生障碍,也不会导致机体生长的停止或死亡,至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。

但许多次级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响5 同微生物生长过程的关系初级代谢自始至终存在于生活的菌体中,同菌体的生长过程呈平行关系,只有微生物大量生长,才能积累大量初级代谢产物。

次级代谢则是在菌体生长到一定时期内(通常是微生物的对数生长期末期或稳定期)产生的,它与机体的生长不呈平行关系,一般可明显地表现为菌体的生长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期。

6 对环境条件的敏感性或遗传稳定性上明显不同初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小(即遗传稳定性大),而次级代谢产物对环境条件变化很敏感,其产物的合成往往因环境条件变化而停止。

7 相关酶的专一性不同相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强,催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强,因此在某种次级代谢产物合成的培养基中加入不同的前体物时,往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物另外,催化次级代谢产物合成的酶往往是一些诱导酶,它们是在菌体对数生长末期或稳定生长期里,由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成的一种能催化次级代谢产物合成的酶,这些酶通常因环境条件变化而不能合成。

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