微生物发酵概念与过程
微生物发酵的工艺流程
微生物发酵的工艺流程
微生物发酵工艺流程是将微生物作为催化剂，利用微生物对底物进行代谢反应生产所需产物的过程。
下面是一个一般的微生物发酵工艺流程的简要描述：
1. 选择合适的微生物菌种：根据所需产物的特性和生产条件，选择合适的微生物菌种，如细菌、酵母菌或真菌等。
2. 菌种预处理：将微生物菌种从培养基中分离培养，经过预处理，如挑选纯种菌株、培养活性较高的菌株等。
3. 培养基配置：根据微生物菌种的需求，配置合适的培养基，包括碳源（如葡萄糖）、氮源（如酵母粉）、矿物盐、生长因子等。
4. 发酵罐的准备：对发酵罐进行消毒，以防止其他微生物的污染，并确保发酵过程的卫生条件。
5. 接种和扩大：将经过预处理的微生物菌种接种到培养基中，并进行扩大培养，促进菌种的生长和繁殖。
6. 发酵过程控制：控制发酵罐中的温度、pH值、氧气供应等条件，以促进微生物菌种的生长和代谢产物的合成。
7. 代谢产物采集：在发酵过程达到合适的阶段时，收集代谢产物，如通过分离、浓缩等方法提取产物。
8. 产品后处理：对采集到的代谢产物进行后处理，如纯化、结晶、过滤等步骤，获得纯度较高的最终产品。
9. 发酵残渣处理：处理发酵残渣，如通过干燥、焚烧等方式进行处理和处置。
以上是一个一般的微生物发酵工艺流程的简要描述，具体的流程步骤和操作方法会根据不同的产物和微生物菌种而有所不同。
微生物的发酵方式有哪些
微生物发酵方式一般分为分批发酵、连续发酵和补料分批发酵。
一、分批发酵分批发酵是将发酵培养基一次性投入发酵罐中，经灭菌、接种和发酵，最后一次性地将发酵液放出的一种发酵操作。
分批发酵过程中，除不断通气和加入酸碱溶液以维持发酵环境外，与外界没有物料交换，减少了污染机会。
其主要特征是所有工艺变量都随发酵时间的变化而变化。
分批发酵过程中的代谢变化一般可分为菌体生长，产物合成和菌体自溶3个阶段: （1）菌体生长阶段菌体生长阶段处于发酵前期，这一阶段主要是菌体适应新环境，开始生长繁殖，增加细胞数量，直至达到菌体临界浓度。
为减少种子液转入发酵培养基后，对新环境的适应时间，种子培养基的主要成分应尽可能与发酵培养基的成分一致。
此阶段的代谢变化，主要是培养基中碳源、氮源等的分解代谢和细胞内物质的合成代谢，即营养物质不断被消耗，新菌体不断合成，溶解氧水平不断下降。
当其中某一因素成为限制因素时，菌体生长速度会减慢至一临界值，菌体由生长阶段转入产物合成阶段。
（2）产物合成阶段产物生成阶段处于发酵中期，此时菌体量增加趋于稳定，代谢以合成产物为主，产物生成速率达到最大。
发酵液pH、温度和溶氧等参数都会影响发酵过程中的代谢变化，增加副产物的生成，影响产量。
保兴赛斯的生物反应系统可对一系列参数进行检测并反馈，以了解菌体生长状态，调整最佳发酵环境。
（3）菌体自溶阶段菌体自溶阶段处于发酵后期，此阶段的代谢特征主要表现为菌体开始衰老、自溶，产物合成能力衰退，氨基氮含量增加，pH逐渐回升。
此时发酵必须结束，否则不仅可能会使产物受到破坏，还会加大发酵后处理的困难。
保兴赛斯生物反应器在配置相应硬件后，其高级监控软件可根据氨基氮、菌浓、发酵单位等检测数据，生成相应代谢曲线。
对代谢曲线进行研究分析，能掌握代谢变化的规律，发现工艺操作中存在的问题，有助于改进工艺，提高产量。
二、连续发酵连续发酵是当微生物培养到对数生长期时，一方面以一定速度连续不断地向发酵罐中流加新鲜液体培养基，另一方面又以同样的速度连续不断地将发酵液排出。
微生物发酵制药工艺
3发酵制药的基本过程
菌种选育
孢子制备
实验室、种子库
种子制备
发酵工段
发酵车间
发酵控制
提炼工段
成品工段
预处理
分离提取
浓缩纯化
成品工段
提炼车间
包装车间
包装
原料药
2.2 微生物的生长特征
微生物发酵基本过程特征（批式）菌体生长与产物生成的特征，
三个阶段
❖
❖
❖
❖
❖
❖
发酵前期(fermentation prophase)
甲羟戊酸、糖类、不常见的氨基酸（如D－氨基酸、
β－氨基酸等）、环多醇和氨基环多醇等。
次级代谢产物的生物合成的基本过程
❖
次级代谢产物的合成基本过程包括构建单位
的聚合—再修饰—装配。在此过程中，次级
代谢产物的累积受合成途径中某些酶活性的
限制，这些关键酶活性大小与产量正相关。
（1）前体聚合
❖
微生物合成生源后，通过缩合反应形成聚酮体、寡肽、聚乙
菌体生长期（cell
发酵中期(fermentation metaphase)
产物合成（生产）期(product synthesis phase)
growth phase）
发酵后期(fermentation anaphase)
菌体自溶期(cell autolysis phase)
发酵前期特征
❖
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❖
❖
往往在静止期，加入诱导物，基因转录和产物表达，
所以产物生成速率和比速率分别为：
代谢产物的生物合成
❖
代谢（metabolism）是生物体内进行的生理生化反应的统称。
论述青的微生物发酵过程
论述青的微生物发酵过程
青的微生物发酵过程是指在特定条件下，利用某些微生物对青进行发酵，从而产生一系列有机物质的过程。
青是指由于压缩而形成的一种有机质，其主要成分是碳、氢、氧等元素。
青经过微生物发酵后，可以产生一些有用的化合物，如有机肥料、药物、食品等。
青的微生物发酵过程主要包括以下几个步骤：
1. 选用适宜的微生物。
常用的微生物有细菌、真菌等。
2. 为微生物提供适宜的生长条件，包括温度、湿度、氧气、营养等方面。
这些条件对不同的微生物有不同的要求。
3. 在适宜的条件下，将青与微生物混合，使微生物进行发酵。
发酵过程中，微生物会分泌一些酶，将青中的有机物质进行降解和转化。
4. 发酵后，通过一系列的处理和提取，可以得到一些有用的产物。
青的微生物发酵过程具有以下优点：
1. 可以将青中的有机物质充分利用，减少了资源浪费。
2. 产物的种类比较多，可以用于不同的领域，如农业、医药、食品等。
3. 发酵过程中，微生物可以分解一些难以降解的有机物质，从而减少了环境污染。
总之，青的微生物发酵过程是一种有效的资源利用和环境保护的
方法，有着广泛的应用前景。
发酵基本原理
2、出现二次或隐性长。
2. 发酵方法
分批培养过程中典型的细菌 生长曲线
10
菌
数
的
对
数
a
b
c
d
死亡期 特点：
0 16
时间
1、微生物细胞内所储存的能量已经基本耗尽， 细胞开始在自身所含的酶的作用下死亡。
2、细胞死亡速率大于增加速度。
3、此时也是细胞产生或释放对人类有用的抗生 素等次生代谢产物的时期。
2. 发酵方法
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半连续发酵
操作方式
反复分批式或换液式补料发酵
是指菌体和培养液一起装入发酵罐，在菌体生长过程中，每隔一定 时间取出部分发酵培养物（行业中称为“带放”），同时补充同等 数量的新的培养基，然后继续培养，直到发酵结束，取出全部发酵 液。
2. 发酵方法
补料分批式发酵的特点：
与分批培养方式比较
1、可以解除培养过程中的底物抑制、产物 的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应；
生长不相关型：产物形成一般在菌体生长接近或达到最高生长时期，即稳定期。产
物形成与碳源利用无准量关系，产量远低于碳源的消耗量。
2. 发酵方法
2. 发酵方法
分批式发酵：
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 生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。
微生物发酵技术 --发酵基本原理
目录
Content
01 基本概念 02 发酵方法
1. 基本概念
1. 基本概念
微生物发酵：
指利用微生物体来制得产物的需氧或厌氧的任何过程。
产物：可以是微生物体的初级代谢产物，亦可是次级代谢产物。 产物来源：可来自微生物菌体或排出其体内的体外代谢产品。。
微生物发酵工艺流程
微生物发酵工艺流程主要包括以下步骤：
1.菌种选择与培养：根据生产需要，选择适合的微生物菌种，并进行培养，以获得大量活菌体。
2.种子扩大培养：将选择的菌种进行扩大培养，以获得足够数量的菌体。
3.发酵原料准备：根据生产需要，准备适量的发酵原料，如葡萄糖、淀粉、蛋白质等。
4.灭菌处理：对发酵原料进行灭菌处理，以消除杂菌和有害微生物。
5.接种与发酵：将培养好的菌种按照一定比例接入灭菌后的原料中，在适宜的发酵条件下进行发酵。
6.产物提取与精制：发酵结束后，通过适当的提取和精制方法，将目标产物从发酵液中提取出来并进行精制。
7.产品质量检测与质量控制：对提取的产物进行质量检测和质量控制，以确保产品质量符合相关标准和客户要求。
8.废水处理：对发酵过程中产生的废水进行处理，以消除有害物质和异味。
以上是微生物发酵工艺流程的一般步骤，具体的工艺流程可能会因不同的微生物、不同的原料和不同的产品而有所差异。
在实际生产中，需要根据具体情况进行选择和调整。
发酵工程技术
发酵工程技术一、引言发酵工程技术是指利用微生物进行生物化学反应的技术，是现代生物工程领域中的重要分支之一。
随着人们对生命科学认识的不断深入，发酵工程技术在食品、医药、化工等领域的应用也越来越广泛。
本文将从发酵过程、微生物选育、发酵设备和控制等方面详细介绍发酵工程技术。
二、发酵过程发酵过程是指利用微生物进行代谢反应，产生有用产物的过程。
发酵过程一般包括以下几个步骤：1.微生物培养：选取适合的微生物菌株进行培养，使其达到最佳状态。
2.接种：将培养好的微生物菌株加入到合适的基质中。
3.发酵：在适宜的条件下进行反应，如温度、气体含量、pH值等。
4.收获：收集并处理有用产物。
三、微生物选育微生物选育是指通过筛选和改良微生物菌株，获得更优良的特性和功能的过程。
微生物选育可以通过以下几个方面来进行：1.筛选：从自然界中或已有菌株中筛选出具有所需特性的菌株。
2.改良：通过基因工程等手段对微生物进行改良，使其具有更优异的性能。
3.培育：对已筛选或改良好的微生物菌株进行培养和保存，以便后续使用。
四、发酵设备发酵设备是指用于进行发酵反应的设备。
发酵设备一般包括以下几个部分：1.发酵罐：用于容纳微生物和基质，并提供适宜的环境条件，如温度、气体含量、pH值等。
2.搅拌器：用于将微生物和基质充分混合，以加速反应速率。
3.通气系统：用于提供适宜的气体含量和流速，以保证反应过程中氧气充足。
4.控制系统：用于监测和控制反应过程中各项参数，如温度、pH值、搅拌速度等。
五、发酵控制发酵控制是指对发酵过程中各项参数进行监测和控制的过程。
发酵控制可以通过以下几个方面来进行：1.温度控制：保持适宜的温度，以保证微生物菌株处于最佳状态。
2.pH值控制：保持适宜的pH值，以维持反应环境的稳定。
3.气体含量控制：保持适宜的气体含量和流速，以保证反应过程中氧气充足。
4.搅拌速度控制：调节搅拌速度，以加速反应速率。
5.在线监测：通过在线监测各项参数，及时调整反应条件，以提高产物质量和产量。
微生物发酵工艺流程图
微生物发酵工艺流程图微生物发酵工艺流程图微生物发酵工艺是利用微生物的生理代谢过程，通过对发酵菌种的培养、营养条件的调控，实现对特定物质的生产。
下面是一个典型的微生物发酵工艺流程图。
1. 菌种的制备通过接种活化培养物，并进行连续传代，获得纯菌株。
经过鉴定后，选择适宜的菌株用于发酵。
2. 初始培养将菌株接种至培养基中，利用适宜的培养条件（温度、pH值、氧气供应等）进行初级培养。
通过观察生长曲线，确定最佳的培养时间。
3. 大规模培养将初级培养物转移到大规模发酵罐中，增加培养基的体积和营养成分，并控制好培养条件，以保证菌株的最大生长率。
4. 发酵产物的分离和提取经过一定时间的培养，菌株会产生目标产品。
通过对发酵液进行采样分析，确定产物质量。
接下来需要对发酵液进行分离和提取。
常见的分离方法包括离心、过滤或电渗析。
5. 产品的纯化和提纯通过各种分离方法，如层析、絮凝处理、结晶、蒸馏等，提取和纯化目标产物。
确保产品的纯度和质量符合要求，以便后续的加工和应用。
6. 产品的包装和存储经过纯化和提纯的产物可以进行包装和存储。
根据产品的性质，采取适当的包装材料，以保护产品的质量。
存储条件根据产品的稳定性要求进行调控。
7. 流程监控和质量控制在整个发酵过程中，需要对各个环节进行监控和控制。
通过采样分析、物理参数监测和微生物学检测，确保工艺的稳定性和产品的质量一致性。
8. 清洁和消毒发酵过程结束后，需要对发酵罐和其他设备进行彻底的清洁和消毒，以防止可能的污染和交叉感染。
9. 废物处理废弃物和废水需要经过适当的处理，符合环境保护的要求，并确保不会对周围环境和人体健康造成污染。
微生物发酵工艺流程图是微生物发酵过程的一个简化表示。
通过这个流程图，可以清晰地了解整个发酵工艺的步骤和各个环节的关系。
同时，流程图也是指导实施者进行工艺操作和控制的重要依据。
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什么叫发酵？
广义的发酵是是指利用生物体（包括微生物、植物细胞、酵母菌等）的代谢功能，使有机物分解的生物化学反应过程。
比如酿酒、酿醋、面团的发酵、沼气的产生、垃圾的腐败……
狭义的发酵概念：微生物通过无氧氧化将糖类转变成乙醇的过程。
发酵分为有氧发酵和无氧（厌氧）发酵。
比如：酒是在无氧条件下发酵的,醋则是在有氧条件下发酵的。
发酵工程就是给微生物一个最适合生长的条件，利用微生物的代谢功能，通过现代化技术手段生产出人类所需要的产品。
也有人称之为微生物工程。
说简单一点，就是人类有目的的发酵生产过程。
1)发酵的目的：酵母的大量繁殖，产生大量的二氧化碳气体，促进面团体积的膨胀；面团发酵的过程是一系列物理、化学变化的过程，它使面团变得柔软、延展性好，发酵所产生的气体均匀分布在面团中，使面包的组织结构疏松多孔；面包发酵的过程中，产生各种生成物，使面包具有诱人的芳香风味。
(2)发酵的原理：在各种生物酶的作用下，面团中的双糖和多糖转化成糖，在适宜的温度、水分、pH值以及必要的矿物元素环境下，酵母直接利用单糖进行新陈代谢，产生二氧化碳，并进行繁殖，使面团中的酵母数量愈来愈多，产生大量的气体，最终使面团膨胀成类似海绵的组织结构；酵母发酵的过程
伴随产生的各种复杂化学芳香物质，以及对面团分子结构的改变，都使面团在烘焙过程中体积膨胀、口味芳香创造了有利的条件。
(3)发酵的控制：- 丸温度的控制：面团的发酵温度一般控制在26’C～28~C 之间，最高不超过30‘C。
温度越高，酵母的产气量越高，发酵的速度越快。
实践证明26℃一28~C时，酵母的产气能力大，发酵耐力强，产气量比较均匀，面团的持气能力比较大；当温度超过30℃时，酵母的量大，产气的速度过快，不利于面团的持气和充分膨胀，也容易引起面团中其他杂菌的繁殖而影响面包的品质。
B．湿度的控制：湿度在85％左右最为适宜。
巳时间的控制：发酵时间随面包的品种和加工的工艺有关，时间从1小时到五六个小时不等，通常发酵时间的控制以面团充分发酵达到标准的时间为准。
发酵的标准的程度就是发酵成熟，反之为发酵不足和发酵过度。
(4)发酵的结果：发酵的结果有发酵不足、发酵成熟、发酵过度，发酵的程度是否适宜对面包的品质影响很大。
A．发酵成熟的面团制成的面包体积大，内部组织均匀，气孔壁薄呈半透明，具有酒香和酯香，口感松软、富有弹性；B．发酵不足的面团制成的面包体积小，内部组织粗糙，风味平淡、香气不足，口感不佳、面包表皮色深；C. 发酵过度的面团制成的面包烘焙弹性好，炉中起发大，但出炉后易陷、收缩变形，表皮颜色浅、有皱纹、无光泽，内部组织有大气孔，不均匀、酸味大甚至有异味。
因此，生产加工中，要正确地控制和掌握发酵的成熟程度，面团的发酵达到最佳状态。
/zx/newshtml/2003-9-26/913.html
因为酒里含酒精，酒精可以杀菌你不是不知道吧！。