发酵工艺学原理(1)
发酵工艺原理
发酵工艺原理发酵工艺是一种利用微生物或酶在适宜条件下进行生物转化的技术。
它在食品加工、酿酒、制药等领域有着广泛的应用。
发酵工艺的原理包括微生物的生长、代谢过程以及发酵过程中的环境条件等多个方面。
下面将详细介绍发酵工艺的原理。
首先，发酵工艺的原理之一是微生物的生长和代谢过程。
微生物在适宜的温度、pH值、营养物质等条件下，可以进行生长和代谢活动。
在生长过程中，微生物会吸收外界的营养物质，并释放代谢产物。
这些代谢产物包括酒精、有机酸、气体等，它们在发酵过程中起着重要的作用。
其次，发酵工艺的原理还涉及到发酵过程中的环境条件。
温度、pH值、氧气、营养物质等因素都会影响微生物的生长和代谢活动。
不同的微生物对环境条件有着不同的要求，因此在实际的发酵过程中需要根据具体的微生物种类和发酵产品的要求来控制这些环境条件。
另外，发酵工艺的原理还包括了酶的作用。
酶是生物体内的一种催化剂，可以加速生物化学反应的进行。
在发酵过程中，酶可以促进底物的转化，提高反应速率，从而加快发酵过程。
总的来说，发酵工艺的原理是一个复杂的系统工程，涉及到微生物学、生物化学、工程学等多个学科的知识。
只有深入理解发酵工艺的原理，才能更好地控制发酵过程，提高产品的质量和产量。
在实际的生产中，发酵工艺的原理需要与现代科学技术相结合，通过对微生物的筛选改良、发酵工艺的优化设计等手段，不断提高发酵产品的质量和经济效益。
同时，还需要加强对发酵工艺原理的研究，探索新的发酵工艺，为相关产业的发展做出更大的贡献。
综上所述，发酵工艺的原理涉及到微生物的生长和代谢过程、发酵过程中的环境条件以及酶的作用等多个方面。
只有深入理解和掌握发酵工艺的原理，才能更好地应用于实际生产中，为相关产业的发展和进步提供有力支持。
发酵工艺学课件
按产品类型分
1、以微生物细胞为产品的发酵工业 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、微生物废水处理和其他
六、发酵工业特征
发酵过程中离不开微生物的作用 1、发酵原料的选择及预处理
4.易受污染：由于发酵培养基营养丰富，各种来源的微生物 都很容易生长，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
5.代谢多样：由于各种各样生物体代谢方式、代谢过程的多样 化，以及生物体化学反应的高度选择性，能够专一性地和 高度选择性地对复杂的化合物进行特定部位的氧化、还原 等反应；也能容易地产生比较复杂的高分子化合物（如酶 等）。
➢ 利用微生物消除环境污染 ➢ 利用微生物发酵保持生态平衡，如生物固氮肥料，生物杀
虫剂等。 ➢ 微生物湿法冶金，如细菌浸矿，即利用细菌对矿物或矿石
中有用的金属浸出回收的过程。细菌浸出的金属有Cu、U 、Co、Ni、Mn、Zn、Pb等10余种，但大规模生产的只有 铜和铀。 ➢ 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。
Protein engineering) 基因工程 ( Genetic engineering) 细胞工程 ( Cell engineering ) 2. 生物工程中其他技术产业化表达的重要手段 基因工程菌 动植物细胞培养 3. 生命科学研究的对象或载体
自相 成互 体渗 系透
➢ 基因工程 ➢ 细胞工程 ➢ 酶工程 ➢ 发酵工程
在化学工业和环境保护等方面，发酵工程能发挥独持的作用
如：利用微生物来处理工业废水或含毒废液，乃至构建超级细菌，处理大 面积的海面石油污染等。
喷洒工程菌清除石油污染
有机酸发酵工艺学
有机酸发酵工艺学有机酸发酵工艺学是研究有机酸生产过程中的发酵工艺及其相关技术的学科。
本文旨在探讨有机酸发酵工艺学的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、有机酸发酵工艺学的基本原理有机酸发酵工艺学是以微生物发酵为基础，通过控制发酵条件和优化发酵过程来生产有机酸的一门学科。
有机酸是一类重要的化学品，广泛应用于食品、医药、农业等领域。
有机酸的生产过程中，微生物起着至关重要的作用，通过利用微生物对底物的代谢，将底物转化为目标有机酸。
有机酸发酵工艺学在食品工业、制药工业、农业等领域有着广泛的应用。
在食品工业中，有机酸可用作食品的防腐剂、酸味剂等；在制药工业中，有机酸可用作药物的原料或中间体；在农业领域，有机酸可用于土壤改良、养分释放等。
三、有机酸发酵工艺学的发展方向随着生物技术的不断发展，有机酸发酵工艺学也在不断进步。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 提高产酸菌株的筛选和改造技术：通过对产酸菌株的筛选和改造，提高其产酸能力和抗逆性，从而提高有机酸的产量和质量。
2. 优化发酵条件：通过调控发酵条件，包括温度、pH值、底物浓度等，以提高发酵效率和产酸速率。
3. 开发新的底物资源：利用农业废弃物、工业副产物等作为底物资源，降低有机酸生产成本，减少环境污染。
4. 发展联合发酵技术：通过不同菌株的联合发酵，提高有机酸的产量和种类，实现多种有机酸的同时生产。
5. 提高发酵过程的自动化和智能化程度：利用自动化和智能化技术，实现发酵过程的实时监测和控制，提高生产效率和品质稳定性。
四、结语有机酸发酵工艺学是一门重要的学科，对于有机酸的生产和应用具有重要意义。
通过不断研究和创新，可以提高有机酸的产量和质量，满足不同领域的需求。
希望本文能够为读者对有机酸发酵工艺学的了解提供一些帮助。
发酵工艺学
发酵工艺学
1 发酵工艺
发酵工艺是生物酶催化分解促进有机物质代谢转化，进而获得生
物产物的过程，它作为生物化工的一种重要的科学技术，能够深入研
究和利用有机物的获取、开发新技术新产品。
发酵技术应用于食品、
医药和农业等多个行业，是一种快速且有效的工艺方法。
2 发酵工艺的历史沿革
早在两千多年前，发酵工艺已经被开发了出来，例如中国发明发
酵制酒，发酵工艺在民间就普及了出来，发酵工艺就是以微生物或酶
为工具，将有机物质经分解反应后获得新的有机物质；而在现代，发
酵工艺的发展也是越来越快，已得到了广泛的应用。
3 发酵工艺的重要性
发酵工艺在各个行业中的应用不一而足，如在食品行业，发酵工
艺可以获得糖，酒精和酱料等；在医药行业，可以获得药物，如抗生素、抗菌药；在农业行业，可以获得肥料和植物保护液；在行业等中，可以获得生物酶和酸性抗性等等，可以看出发酵工艺的重要性。
4 发酵工艺学
发酵工艺学是研究发酵技术的科学，其研究的内容包括发酵生物
的研究、发酵技术的基本原理、发酵过程及其实验技术、发酵设备的
设计制造和实际操作等。
发酵的原理和发酵工艺的制备技术是发酵工
艺学的核心，它关注的是发酵培养液的物理化学性质，发酵循环条件的优化等。
从上面可以看出，发酵工艺和发酵工艺学把食品、医药、农业等多个行业联系到了一起，使得发酵技术成为了社会更大发展的重要保障，而发酵工艺学也变得日益重要。
发酵原理及工艺范文
发酵原理及工艺范文一、发酵原理发酵是一种通过微生物代谢产生能量的过程。
在发酵过程中，微生物通过代谢产生能量，将有机物转化为其他物质。
发酵的原理可以分为三个主要步骤：产生能量的步骤、有机物转化的步骤和产物分泌的步骤。
1.产生能量的步骤：微生物通过正常呼吸或厌氧呼吸产生能量。
正常呼吸是指微生物利用有机物和氧气进行代谢，产生二氧化碳和水以及能量。
厌氧呼吸是指微生物在无氧条件下利用有机物进行代谢产生能量，主要产物有酒精和二氧化碳。
2.有机物转化的步骤：在发酵过程中，微生物将有机物转化为其他物质。
这些有机物可以是碳水化合物、脂肪或蛋白质等。
微生物通过酶的作用将这些有机物分解为较小的分子，然后通过一系列的化学反应将其转化为产物。
3.产物分泌的步骤：发酵的最终目的是产生一种特定的产物。
在发酵过程中，微生物通过代谢产生这些产物，并将其分泌到培养基中。
产物的分泌可以通过细胞膜的渗透、扩散或活性运输等方式进行。
二、发酵工艺发酵工艺是指将发酵原理应用于实际生产过程的方法和技术。
在发酵工艺中，需要确定合适的微生物菌种、培养基的成分和配方、培养条件以及产物分离和提纯等步骤。
1.微生物菌种：在发酵工艺中，选择合适的微生物菌种是十分重要的。
微生物菌种应具有高产量、高活力和优良的发酵性能。
常见的微生物菌种有酵母菌、乳酸菌、细菌和真菌等。
2.培养基成分和配方：培养基是微生物生长和发酵的基础。
培养基的成分和配方决定了微生物的生长和产物的产量和质量。
培养基的组成通常包括碳源、氮源、矿物盐以及必需的生长因子等。
3.培养条件：培养条件是指控制发酵过程中的温度、pH值、氧气供应以及搅拌等参数。
不同微生物对培养条件的要求不同，因此需要根据微生物的特性进行相应的调节和控制。
4.产物的分离和提纯：在发酵过程中，产生的产物通常需要经过分离和提纯才能得到纯净的产品。
通常采用离心、蒸发、过滤、萃取、蒸馏、结晶等方法进行分离和提纯。
发酵工艺在食品、制药、化工等领域有着广泛的应用。
发酵工艺原理
发酵工艺原理发酵工艺学原理讲义及思考题工艺学, 讲义, 原理, 发酵, 思考（1）丙酮酸的有氧氧化就会减弱(由于VH对TCA循环的促进作用)，则：乙酰辅酶A的生成量就会少，醋酸浓度降低，它的诱导作用降低；（2）VH对TCA循环的促进作用的降低，使得其中间产物琥珀酸的氧化速度降低，其浓度得到积累，这样它的阻遏和抑制作用加强；两者综合的作用使得，异柠檬酸裂解酶的活性丧失，DCA循环得到封闭。
2.生物素对氮代谢的影响由以上分析可知，当VH缺乏时，异柠檬酸裂解酶的活性减弱，那么相反，当VH丰富时，异柠檬酸裂解酶的活性必然加强，则DCA 循环正常进行，DCA循环的进行，一方面提供了大量的“中间性产物”，另一方面，菌体的能和水平得到提高。
前者是菌体增殖的物质基础，后者则是菌体增殖的能量的保证。
这样的结果是，有利于菌体的增殖和生长，则GA的生物合成就会受到影响，甚至停止，这在生产上，就是通常我们说的“只长菌，不产酸”的现象。
以上分析说明，GA发酵过程中，前期，菌体的增殖期，一定的量的生物素是菌体增殖所必需的；而在产物合成期，则要限制生物素的浓度，以保证产物的正常合成。
3. VH对菌体细胞膜通透性的影响细胞膜通透性的调节对于GA 发酵时非常重要的，正如前述，当菌体进入产物合成期时，开始有GA的产生，这是如果能够大量的把产物及时的排泄到细胞膜外，可以解除GA对L—谷氨酸脱氢酶活性的抑制作用，从而使现由Glucose GA的高效率转化，反之，如果……。
可见，改善细胞膜通透性的重要性，如何进行呢？通常谷氨酸发酵采用的菌种都是VH-，而VH又是菌体细胞膜合成的必须物质，因此，可以通过控制VH的浓度，来实现对菌体细胞膜通透性的调节。
VH对细胞膜合成的影响主要是通过对细胞膜的主要成分——磷脂中的脂肪酸的生物合成来实现的，当限制了菌体脂肪酸的合成时，细胞就会形成一个细胞膜不完整的菌体。
生物体内脂肪酸的合成途径如下：葡萄糖丙酮酸+ 丙酮酸乙酰辅酶A 乙酰辅酶Ａ乙酰辅酶A羧化酶CO2CO2丙二酰辅酶AC4丙二酰辅酶A CO2C6其中，将乙酰辅酶A羧化生成丙二酰辅酶A的酶是乙酰辅酶A羧化酶，该酶的辅酶是VH，VH在此反应过程中起到传递CO2的作用。
发酵工艺原理
发酵工艺原理发酵是一种利用微生物（如酵母、细菌、霉菌等）在适宜条件下生长繁殖而产生的化学反应过程。
发酵工艺在食品加工、酿酒、制药等领域起着重要作用。
其原理是微生物在合适的温度、湿度、pH值等环境条件下，利用底物（如糖类、蛋白质等）进行新陈代谢，产生各种有益的代谢产物。
在发酵过程中，微生物会分解底物，释放出能量并产生代谢产物，如酒精、有机酸、气体等。
这些代谢产物不仅可以改变食品的口感、香味、质地，还可以增加食品的营养价值，甚至具有药用价值。
比如，酵母在发酵过程中会产生酒精，从而使葡萄汁变成葡萄酒；乳酸菌在发酵牛奶时会产生乳酸，使牛奶变成酸奶。
发酵工艺的原理主要包括底物的选择、微生物的选择、发酵条件的控制等几个方面。
首先是底物的选择，不同的微生物对底物的需求不同，比如酵母对糖类底物需求较高，而乳酸菌对乳糖底物需求较高。
其次是微生物的选择，不同的微生物在发酵过程中会产生不同的代谢产物，因此需要根据产品的要求选择合适的微生物。
再者是发酵条件的控制，包括温度、湿度、pH值等环境因素的调节，这些条件会影响微生物的生长和代谢活动。
发酵工艺的原理虽然简单，但在实践中需要严格控制各种因素，以确保发酵过程的顺利进行。
比如在酿酒过程中，需要控制发酵温度、酒液的通氧性、酵母的数量等因素，以确保葡萄汁充分发酵成葡萄酒。
在制作酸奶的过程中，需要控制发酵温度、酸奶菌的数量等因素，以确保牛奶充分酸化成酸奶。
总的来说，发酵工艺的原理是利用微生物在适宜条件下进行新陈代谢的过程，通过控制底物、微生物和发酵条件等因素，可以生产出各种有益的发酵产品。
发酵工艺不仅可以改善食品的口感和品质，还可以增加食品的营养价值，具有广阔的应用前景。
通过不断的研究和创新，发酵工艺将会在食品、酒类、制药等领域发挥越来越重要的作用。
发酵的原理与工艺
发酵的原理与工艺发酵是一种通过微生物代谢产生酒精、二氧化碳等物质的过程。
发酵广泛应用于食品、药品和化工等领域，是许多工艺过程的重要组成部分。
本文将介绍发酵的原理和工艺，并以酵母发酵为例进行具体讲解。
一、发酵的原理发酵是一种微生物代谢过程，它在缺氧条件下进行。
微生物通过各种代谢途径将有机物通过酶催化转化为其他有机物，同时产生能量。
其中最为常见的是糖类转化为乙醇和二氧化碳的酒精发酵。
这种发酵主要是由酵母菌进行的。
酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）是一种能够利用糖类为能源的真菌。
在缺氧状态下，酵母菌通过糖酵解将葡萄糖和其他糖类分解成乙醇和二氧化碳。
酵母菌主要通过两个关键的酶催化反应来实现乙醇发酵。
首先，磷酸果糖激酶将葡萄糖分解为果糖-1,6-二磷酸。
然后，磷酸丙酮酸脱羧酶催化丙酮酸分解成乙醛和二氧化碳。
乙醛进一步还原为乙醇。
二、发酵的工艺发酵工艺是指将发酵所需的原料、微生物和其他条件配制成发酵液，并控制发酵过程的温度、pH值、供氧等参数。
根据不同的发酵目标和原料特性，发酵工艺可以有很大的差异。
下面将以酵母发酵为例，介绍典型的发酵工艺。
(一) 培养基配制培养基是指供微生物生长的营养物质的集合。
对于酵母发酵来说，一般是将糖类、氮源、矿物质和辅助物质配制成液体培养基。
常用的糖类包括葡萄糖、麦芽糖等；氮源可以是氨基酸、酵母浸粕等；矿物质可以是硫酸镁、氯化钠等。
此外，一些辅助物质如维生素、生物素等也可以添加到培养基中，以促进微生物的生长。
(二) 发酵液接种接种是指将酵母菌悬浊液接入培养基中。
接种量一般控制在适当的范围内，以达到最佳生长条件。
酵母菌接种后，在合适的温度下迅速适应培养基环境，开始生长和繁殖。
繁殖的酵母菌会不断分解糖类，产生乙醇和二氧化碳。
(三) 温度和pH控制温度和pH是发酵工艺中需要进行控制的重要参数。
酵母发酵一般进行在温度为25-30℃的条件下。
此外，pH的控制也非常关键，一般在4-6范围内合适。
发酵工艺原理知识点归纳
发酵工艺原理知识点归纳
一、发酵工艺的原理
1、微生物菌种选择
2、发酵反应条件的调整
发酵反应条件是发酵工艺的重要参数，主要包括温度、pH、氧含量、添加物等因素，控制这些因素，可以使发酵达到最佳的效果，实现最优的产品性能。
温度主要影响微生物的生长速率、活性和能量消耗，因此，需严格控制温度；pH也是影响发酵的重要因素，它影响微生物的生长率和产品的稳定性；氧含量是发酵的一个重要因素，过高的氧含量会抑制微生物的生长，而过低的氧含量会使酵母菌毒素产生，影响产品质量；添加物是改变发酵工艺中的重要因素，可以在合适的条件下添加一些营养物质，以改善微生物的生长现象，从而达到提高发酵效率的目的。
3、发酵工艺的控制
发酵工艺的控制主要包括技术参数控制和过程监控两个方面，以获得更优质的产品。
发酵工艺原理知识点归纳
所学内容：1、菌种：选育、培养、保藏；2、发酵的概念、原理、参数控制；3、介绍一些产品的发酵过程第一章绪论一、发酵1、发酵的定义：培养生物细胞（包括动物细胞、植物细胞和微生物）来制得产物的过程。
2、发酵工业：根据有无风味要求分为酿造工业和发酵工业。
3、实现发酵需具备的条件：①适宜的微生物；②保证微生物进行代谢的条件（pH、营养、温度等）；③进行发酵的设备；④有提取精制产品的方法和设备二、发酵工业的沿革①天然发酵阶段：嫌气发酵、非纯种培养（靠的是经验），质量不稳定。
②纯种培养技术的建立：巴斯德认识到发酵是由微生物所进行的化学反应；柯赫建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
——表面培养、产量少③通气搅拌发酵技术的建立：青霉素④代谢控制发酵技术：运用动态生物化学、遗传学知识，控制生物合理代谢。
⑤开拓发酵原料时期；⑥基因工程阶段三、发酵工业的范围1、微生物菌体发酵：酵母、微生物菌体蛋白（scp 单细胞蛋白）、藻类、活性乳酸菌制剂、真菌、生物杀虫剂。
2、微生物酶发酵：工业应用的酶大都来自微生物发酵。
3、微生物代谢产物发酵初级代谢产物：对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等次级代谢产物：菌体生长静止期中，某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特性的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等4、微生物转化发酵：利用微生物细胞的一种或多种酶把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物的生化反应，特点是特异性强，包括反应特异性、结构位置特异性和立体特异性。
最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。
5、利用生物技术所得的生物细胞发酵①消除环境污染；②保持生态平衡；③湿法冶金；④利用生物技术所得的生物细胞发酵四、发酵工业的特征1、发酵原料的选择和预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选择及工艺条件控制4、发酵产物的分离纯化5、发酵废弃物的回收利用五、发展趋势第二章工业微生物的生长与产物的生物合成微生物的特点：体积小、繁殖快、吸收转化快、适应性强、容易变异、分布广、种类多、代谢类型多。
发酵的原理是什么
发酵的原理是什么
发酵是一种生物化学过程，它涉及微生物（通常是酵母菌）在无氧条件下分解有机物质产生能量的过程。
下面是发酵的原理：
1. 酵母菌的存在：发酵通常涉及酵母菌的存在。
酵母菌是一种单细胞真菌，可以在无氧环境下进行生长和繁殖。
它是发酵过程的关键参与者。
2. 糖分解：酵母菌通过糖分解产生能量。
在发酵过程中，酵母菌通过酶的作用将糖分子分解成较小的分子，例如酒精和二氧化碳。
这个过程被称为糖酵解。
3. 无氧环境：发酵是在无氧条件下进行的，这意味着没有氧气供酵母菌进行呼吸作用。
酵母菌在无氧环境下会选择发酵来产生能量。
4. 发酵产物：发酵的主要产物是酒精和二氧化碳。
酒精可以作为食品和饮料生产中的重要成分。
二氧化碳的产生是导致面包发酵和泡沫的原因。
5. 其他发酵类型：除了酵母发酵，还有其他类型的发酵，如乳酸发酵和醋酸发酵。
乳酸发酵产生乳酸，常用于制作酸奶等乳制品。
醋酸发酵则产生醋酸，用于酿造醋。
综上所述，发酵的原理是酵母菌在无氧条件下分解有机物质（通常是糖类）生成能量并产生酒精和二氧化碳的过程。
完整版发酵工艺学原理复习题答案
发酵工艺学原理复习题参考答案（2011级）第二章1.比较固体培养与液体培养的优缺点。
固体培养优点：（1）酶活力高。
（因为菌丝体密度大）（2）生产过程中无菌程度要求不是很严格。
（3）对于固体培养，通常用于固体发酵，由于产物浓度大，易于分离，可以有效的降低产品分离成本。
缺点：（1）生产劳动强度较大，占地面积大，不宜自动化生产。
（2）周期长。
（3）培养过程中环境条件控制较难。
（4）生产过程中，由于无菌程度较低，其菌种菌类不纯。
液体培养优点：（1）生产效率高，便于自动化管理。
（2）生产过程中温度、溶氧、pH值等参数可以实现全面控制。
（3）通常生产液体种子，整个生产周期较短。
缺点：（1）无菌程度要求高，相对生产设备投资较大。
（2）对于某些种类的发酵，液体培养因投资大、生产密度大而难以实现。
2.说明菌种扩大培养的条件。
菌种扩大培养条件因不同的菌种差异是非常大的，通常是与菌种的性质有关的，也与后续的发酵工艺有关。
但是，与发酵工艺却有着很大的差别。
1.培养基：种子培养基因不同的微生物种类差别是很大的，同一种微生物因不同的扩大培养过程（一级、二级）其培养基往往也有较大差异。
通常，对于种子用的培养基，摇瓶与种子罐用的培养基也不相同，摇瓶要求培养基用的原材料精细，碳源浓度较低而且是用微生物较易利用的碳源；对于种子罐用培养基，要求使用接近大生产用的原材料，氮源浓度较高，有利于菌体的增殖。
2.温度种子扩大培养的温度，从试管到三角瓶到种子罐，其温度也应逐步调整，最后接近大生产的温度，目的在于使菌种逐渐适应。
需要指出的是：（1）许多微生物其最适生长温度与最适发酵温度往往有差异的，例如：谷氨酸发酵，谷氨酸产生菌的最适合生长温度为：30℃，而产物合成温度为32-34℃（2）种子扩大培养的温度的选择，应该考虑的是菌体的快速增殖上，一方面可以缩短周期，另一方面有利于抑制其他杂菌的生长。
3.氧的供给菌种扩大培养的目的就是提供大量的强壮的菌体，因此在扩培过程要求菌体增殖速度越快越好，增殖期消耗的底物葡萄糖越少越好，从这个意义上讲，扩培过程中应提供足够的氧气，无论是厌氧发酵还是好氧发酵。
(工艺技术)发酵工艺学原理及培训教材
（工艺技术）发酵工艺学原理及培训教材发酵工艺学原理开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
发酵工艺学第一章绪论
FERMENTATION Process Control
FERMENTATION Process Control
下游工程
DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment -by product recovery
原料不同处理方法也有所差异。 淀粉——利用前需变成糊精或葡萄糖。
方法：酸水解（高压、耐酸）、酶水解法。 糖蜜——加热杀菌和用水冲稀，也可加酸处理后再补充无
机盐。 碳氢化合物：石油脱蜡——一定馏分的石油经冷却脱蜡而
获得的凝固点在-10℃的油，加入适量无机盐进行接种发 酵。
2、微生物菌种的选育及扩大培养
三、微生物代谢产物
1.代谢产物的类别 初级代谢产物：通过微生物的代谢活动产生、细胞自身生长
和繁殖所必需的物质，称为初级代谢产物或中间代谢产物。 氨基酸、核苷酸、蛋白质、维生素、脂类和碳水化合物等。 次级代谢产物：在微生物生长缓慢或停止生长时期即稳定期 所产生的，来自于中间代谢产物和初级代谢产物。如抗生 素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子、色素等。
利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡，如生物固氮肥料，生物杀
虫剂等。 微生物湿法冶金，如细菌浸矿，即利用细菌对矿物或矿石
中有用的金属浸出回收的过程。细菌浸出的金属有Cu、U、 Co、Ni、Mn、Zn、Pb等10余种，但大规模生产的只有铜 和铀。 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域。
菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种 扩大培养：“量”
3、发酵设备选择及工艺条件控制：常温、常压。
4、发酵产物的分离、提取
发酵工艺学原理（1）
发酵⼯艺学原理（1）发酵⼯艺学原理开课背景（1）何为⼯艺学？原来的⼯艺学的特性：（2）现在：强化⼯艺学的基本理论背景，减⼩课时数，以单元操作为主线条的⼯艺学原理第⼀章绪论§1-1发酵⼯艺学的基本概念⼀、发酵⼯业的基本概念微⽣物学中的发酵的定义：1.发酵⼯业⽣产的基本模式讲述⽣物⼯业的基本⽣产模式，引出⽣物技术、⽣物⼯程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵⼯业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、⽩酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母⼯业——⾃然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂⼯业——具有重要的意义，是⼯业发展的基础、科学研究的基础有机酸⼯业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
⽯油发酵——降低⽯油熔点（⽯油脱腊）有机溶剂⼯业——⼄醇、丙醇等好氧发酵维⽣素发酵——VC、VB2⽣理活性物质——⽩介——2环境⼯业——废⽔的⽣物处理，废弃物的⽣物降解⼆、微⽣物发酵的基本特征1.微⽣物发酵过程是⼀个典型的化⼯过程由于微⽣物⽣理特性决定了微⽣物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化⼯⽣产的⼀下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微⽣物呼吸产热，微⽣物⽣长于代谢需要稳定的⽽严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、⽓液混合的关系（4）微⽣物的反应⼯程——涉及到微⽣物的⽣长动⼒学模型的建⽴，产物⽣成动⼒学模型的建⽴。
2.微⽣物发酵过程是⼀个典型的代谢控制发酵从微⽣物发酵的历史⾓度看，最早的微⽣物发酵是⼀个⾃然发酵过程，现代微⽣物⼯业通常是指微⽣物的代谢控制发酵？定义：是指利⽤⽣物的、物⾥的、化学的⽅法，⼈为的改变了微⽣物的⽣长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微⽣物代谢控制发酵的意义。
3.微⽣物发酵⼯业⼜是⼀个有别于化⼯过程的⼀个⼯业有以下⼏个特征：（1）反应条件温和通常由于微⽣物的⽣理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）⽆菌发酵整个反应过程要求⽆菌：培养基⽆菌、空⽓⽆菌、补料和取样要求⽆菌操作、某些⼯程菌，其尾⽓也要求进⾏⽆菌处理。
《发酵工艺原理》课件
发酵是通过微生物或酶的代谢活动，将有机物质转化为更简单的化合物或能量的生物化学过程。在发酵过程中， 微生物或酶可以将底物转化为有用的产品，如酒精、乳酸、醋酸等。根据产物的不同，发酵可以分为多种类型， 如酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等。
发酵技术的发展历程
总结词
发酵技术的发展经历了漫长的历程，从古代酿酒到现代工业发酵，技术的不断改进和创 新推动了发酵工业的快速发展。
04 发酵工艺流程与设的基本流程，包括原料准备、菌种制备、发酵过
程、产物提取等阶段。
发酵工艺分类
02
根据发酵原料、菌种和产物不同，对发酵工艺进行分类，如酒
精发酵、乳酸发酵等。
发酵工艺应用
03
介绍发酵工艺在食品、医药、化工等领域的应用，以及其发展
前景。
详细描述
发酵技术的发展历程可以追溯到古代酿酒技术，人们通过控制微生物的生长和代谢，将 粮食转化为酒精。随着科技的不断进步，现代工业发酵技术得到了迅速发展，人们开始 利用微生物或酶进行大规模的工业化生产，如氨基酸、抗生素、酶制剂等。技术的不断
改进和创新使得发酵工业的生产效率和质量得到了显著提高。
发酵工业的应用领域
要点一
总结词
发酵工业的应用领域非常广泛，涉及到食品、医药、农业 、环保等多个领域。
要点二
详细描述
发酵工业的应用领域非常广泛，其中最常见的是食品工业 中的应用，如面包、啤酒、酸奶等产品的生产。此外，发 酵技术还在医药领域中发挥着重要作用，如抗生素、疫苗 、生长因子等的生产。在农业领域中，发酵技术可以用于 生产植物生长调节剂、杀虫剂等。此外，在环保领域中， 发酵技术可以用于废水的处理和有机废物的资源化利用。
提取方法
发酵产物可以通过不同的提取方法进 行分离，如沉淀法、离心法、萃取法 等。这些方法的选择取决于产物的性 质和所需的纯度。
发酵的原理是什么
发酵的原理是什么
发酵是一种生物化学过程，通过微生物（如酵母菌）产生的酶的作用，将有机物质转化为其他有用的化合物。
发酵的原理涉及到以下几个方面：
1. 酵母菌的存在：酵母菌是非常常见的微生物，它们存在于空气、水、土壤和植物等环境中。
当给予适宜的条件（如温度和pH值），酵母菌可以进行生长和繁殖。
2. 基础物质：发酵通常基于一种基础物质，例如葡萄糖和乳糖等糖类物质。
这些物质可以通过水解、分解或合成等反应产生。
3. 酵母菌的酶作用：酵母菌分泌的酶可以催化基础物质的转化。
举例来说，酵母菌分泌的葡萄糖酶可以将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳。
这是酵母菌进行呼吸作用时产生的副产物。
4. 好氧和厌氧发酵：发酵过程可以分为好氧和厌氧两种类型。
在好氧条件下，酵母菌利用氧气将葡萄糖完全氧化为二氧化碳和水，并产生大量的能量。
而在厌氧条件下，酵母菌无法得到足够的氧气，因此只能通过酵母菌产生的酶将葡萄糖部分氧化，形成酒精和其他有机物质。
5. 过程产物：不同类型的发酵会产生不同的过程产物。
例如，乳酸发酵可以将葡萄糖转化为乳酸，而乙酸发酵会生成乙酸和乙醇。
这些产物可以用于食品加工、酒精酿造和生物药品等方面。
总的来说，发酵是通过酵母菌和其他微生物分泌的酶的作用，将有机物质转化为其他有用化合物的过程。
这一过程在食物加工、药物生产和酒精工业中起着重要作用。
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发酵工艺学原理开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
（3）非连续性生产微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前可以实现连续化生产的是：啤酒的连续化生产……§1-2微生物工业发酵的历史及发展方向一、微生物工业发酵的历史微生物发酵有着悠久的历史，几千年前的酿造实质上就是一个典型的微生物发酵过程，尽管……近几十年的来微生物发酵不但在应用领域上更加广泛，更重要的是建立了许多新的微生物发酵理论体系，诸如：代谢控制发酵、基因工程菌发酵等……微生物发酵的发展可以分为以下几个阶段：1.自然发酵阶段传统的酿造业，目前在国民经济和人民生活中仍然占有重要的地位。
2.纯培养阶段这一阶段是微生物发酵工业从自然发酵发展到今天的代谢控制发酵的转折点，由于微生物纯培养技术的建立和发展，大大推动了发酵过程的控制，提高了发酵生产效率，更重要的是推动了微生物学科的发展，使人们从简单的发酵现象中发现了微生物的存在，进而对微生物有了进一步的认识和了解；在此基础上发展起来的菌种的分离、无菌技术、纯培养技术、菌种诱变等为后来的微生物发展奠(dian)定了基础。
3.通气搅拌发酵阶段1929年，弗莱明发现了青霉素，并证明了其在医学上的作用，但是青霉素的工业化生产却限制了他的广泛应用，特别是20世纪的三、四十年代广泛流行的肺结核，以及第二次世界大战期间大量的伤病员，推动了青霉素工业化生产的科学研究与开发。
当时，1000个300ml的三角瓶连续摇动7天，方能生产出80万单位的青霉素1只，可见……。
后来美国的化学工程师参与了青霉素的工业化生产的研究，发明了一个2吨的通气搅拌发酵罐，……4.代谢控制发酵阶段代谢控制发酵的概念的提出最早源于日本人在GA发酵上取得的成功。
1956年日本人“木下”，利用……成功地进行了GA的发酵法生产，从此以后，“木下”等人致力于相关的发酵的理论研究，并正式提出了“代谢控制发酵”的概念。
利用代谢控制发酵的基本理论，目前已成功地进行了大多数的氨基酸的发酵法生产，同时也完成了诸如：肌苷酸（AMP）、干扰素等新型药物的开发生产。
代谢控制发酵理论的建了和应用为微生物工业发酵的理论和实践作出了重大贡献，也是未来微生物发酵工业研究和发展的方向（为何这样讲？）大多数的工业产品并不是微生物代谢的末端产物，而是微生物代谢的中间性物质，要合成、积累这些物质，必须解除他们的代谢调控机制……二、微生物发酵工业的发展方向微生物发酵工业有着悠久的历史，在国名经济中占有重要的地位，21世纪又是生物的，体现在哪里？1.从工业领域看微生物发酵将占据越来越重要的地位，具体的讲：（1）通过生物工程解决能源问题能源问题是全球面临的问题，生物工程如何解决？太阳能淀粉、纤维素酶工程 G 发酵乙醇能源乙烯（目前已取得突破性进展）生物工程作为桥梁，2000年世界产值已达50亿美元（2）取代部分化工工业许多化工产品的生产由于严重的污染和生产效率问题，而为生物工程取代，例如：乙醇、甘油、乳酸等（3）农业：生物农业、农产品加工等方面（4）医药：2.从产品角度看，应围绕下列领域：（1）酶制剂工业：即是生产工具，又是科学研究的工具和基础（2）新型抗菌素工业和维生素行业（3）氨基酸及多肽发酵(4)生物免疫物质：白介素-2、干扰素、抗肿瘤物质等（5）细胞工程及疫苗3.从科学技术角度看（1）底物基质的转变以葡萄糖为底物的发酵转变为以更为广泛的基质为原料，特别是以废弃物为基质的发酵，废弃物资源化是其发展方向。
（2）开发新产品利用现代生物技术为基础，开发新产品，新的产品层出不穷，使得微生物发酵向国民经济的各个角落渗透。
（3）微生物发酵向着大型化、自动化、连续化的方向发展。
英国帝国化学公司，甲烷菌发酵罐的容积已达到3000m2自动化：电子计算机的广泛应用以及发酵过程中的各种参数的自动检测，使得……三、建国50周年，发酵工业回顾？四、本课程的内容和任务本课程是生物工程专业本科生的专业基础必修课程，是一门以微生物、生物化学、化工原理等课程为基础，以微生物发酵过程中各种单元操作为主线条，对微生物发酵过程中的基本原理进行阐述的课程。
其基本内容如下：1.发酵生产用菌种及其有关知识菌种选育包括菌种保藏生产过程中菌种的扩大培养2.培养基的制备及灭菌包括：工业发酵用原料的选择与处理培养基的灭菌原理和方法工业灭菌的工程计算3.发酵机制包括：乙醇、甘油、谷氨酸、柠檬酸、赖氨酸、抗生素等4.发酵过程及控制包括：温度的变化及控制pH值的变化及控制氧传递动力学泡沫的消长规律及控制教材：酶乐和：生化生产工艺，浙江大学出版社参考书：1.姚淑华：微生物工程工艺原理，华南理工大学出版社2.刘如林：微生物工程概论，南开大学出版社3.张克旭：氨基酸工艺学，轻工业出版社4.陈宁:代谢控制发酵，轻工业出版社思考题：能源问题是全球面临的问题，生物工程将如何解决？写出一遍综述。
第二章微生物发酵用菌种及其扩大培养§2-1微生物发酵工业用菌种一、微生物发酵工业用菌种的特点及要求微生物发酵工业用菌种因不同的发酵对其要求各异，就是同一种产品的发酵生产，其菌种的特点和要求因不同的原料和生产设备的不同也有很大差异，例如：GA 的发酵：-,以淀粉质为原料：要求VH以糖蜜为原料：因为糖蜜本身含有非常丰富的V……H但是作为工业微生物发酵使用的菌种，通常有下列特点：1.具有稳定的遗传学特性这对于工业化生产是很重要的，通常工业化生产整个周期很长，在一个发周期中，菌体至少应该增殖一次，在增殖过程中，菌体应该保证原菌的遗传学特征，（尽管菌体生长的环境改变了，压力、基质、溶氧等）2.微生物生长和产物的合成对于基质没有严格的要求换言之，可以广泛的使用各种原料作为生产用的底物，某些微生物对于底物有着严格的要求，对于碳源要求单一，这对于微生物的发酵工业提出了严格的要求，增加了生产成本。
3.生长条件易于满足在微生物的工业化生产过程中，某些环境条件很难实现。
氧的传递和供给就是一个很难完全满足的条件，特别是对于高粘度、高浓度的发酵体系。
对于微生物的生长往往存在一个“临界溶氧浓度”，低于这个溶氧浓度，氧就成了微生物生长的限制性因子，这个溶氧浓度越高，说明菌体生长条件越易满足，从另一种意义上讲，工业化的生产成本就越低。
pH值:中性偏酸性，偏碱性，强烈的pH值易改变产物和底物的状态。
4.对于细菌，希望具有抗Phage的能力。
5.具有较高的各种酶活力，可以在一定的范围内提高生长速率和反应速度，进而可以缩短发酵周期，降低生产成本。
6.对于胞外产品，细胞膜具有良好的渗透性，或者细胞膜的渗透性可以调节，细胞不易发生菌体自溶。
对于胞内产品，要求菌体易分离和收集，菌体易破碎；对于基因工程菌，通常目的产物存在于包含体内，对于包含体，要求在细胞破碎是不易破碎，而在目的产物的分离提出时，则易破碎。
二微生物发酵工业用菌种的种类野生型从菌种的遗传学特征上可以把菌种分为：培养：营养缺陷型……从微生物分类学的角度，分为1.细菌类：短杆菌：GA,Gln,lys……枯草芽孢杆菌：淀粉酶（BF7658）、碱性蛋白酶等地衣芽孢杆菌：HASS(耐高温α-淀粉酶) α-Amylase苏云金芽孢杆菌：BT生物农药……梭状芽孢杆菌：丙酮、丁酸等的发酵2.酵母菌啤酒酵母：酿酒酵母、辅酶类物质的发酵酒精酵母：汉逊酵母：食品工业，用于乙酸乙酯的发酵假丝酵母：scp生产，石油发酵3.霉菌黑曲霉：柠檬酸工业、酿酒业（UV-11,UV-48）、酶制剂工业（糖化酶）黄曲霉：酱油生产(3042)，面酱青霉菌：青霉素的生产红曲霉：红曲制造，用于南方红曲酒（女儿红）的生产；使用红色色素的生产；豆腐乳的生产等赤霉菌：赤霉素的生产，是一种植物生长激素4.放线菌：各种抗生素，链、土、庆大等§2-2微生物用菌种的扩大培养一、菌种扩大培养的目的1.提供大量而新鲜的、具有较高活力的菌种。
目的就是：a、缩短发酵周期降低能耗、减少染菌的机会（空气过滤设备有效时间是有限的）b、为了使培养菌在数量上取得绝对的优势，抑制杂菌的生长。
从对数残留定律上看，任何灭菌过程都不能够做到绝对无菌，抑制杂菌生长除了严格环境以外，在数量上让培养菌占绝对优势也是一种方法，往往是一种行之有效的方法。
例如：啤酒的发酵……2.让菌种从固试管、液体试管……，逐步适应，例如：啤酒发酵3.菌种经过扩大培养，可以提高生产的成功率，减少“倒罐”现象。
许多生产菌种往往都是“溶原性”的？通过连续的扩大培养，每一级都要进行严格的检查，对于不合格的严禁使用，无疑增加了生产的可靠性。