发酵工艺学第一章绪论详解

7. 氨基酸发酵工业(谷氨酸，赖氨酸等)
8. 核苷酸类物质发酵工业(肌苷酸、肌苷等) 9. 维生素发酵工业(维生素C、维生素B等) 10.生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素等) 11.微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细胞蛋白等)
4.按发酵工艺流程区分
分批发酵 连续发酵 流加发酵
5.按发酵过程中对氧的不同需求来分
厌氧发酵
◆ 不需供氧 ◆ 如：乳酸杆菌的乳酸发酵 梭状芽孢杆菌的丙酮丁醇发酵 ◆ 需不断通入无菌空气 ◆ 如：利用黑曲霉发酵生产柠檬酸 利用棒杆菌发酵生产谷氨酸 利用黄单胞菌生产黄原胶 抗生素发酵生产
• 通风发酵
四、发酵工程的组成部分
四部分组成 1.菌种选育及扩大培养 2.原料预处理及培养基的制备 3.发酵设备及反应条件的选择
4.产品的分离与纯化（提取和精制）
Fermentation engineering
上游工程 UPSTREAM PROCESSES
发酵工程组成
从广义上讲，由三部分组成： 上游工程、发酵过程、下游工程
性服务的一门科学。
3.发酵工业（Fermentation Industry）
是指利用生物的生命活动产生的酶，将无机或有机原料进行 酶加工(生物化学反应过程），获得产品的工业。 发酵工业： 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。如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、 酶、维生素、某些色素等。 酿造工业：经自然培养、不需提炼精制、产品由复杂成分构成并 对风味有特殊要求的食品或调味品的生产过程。如黄酒、白 酒、清酒、葡萄酒、酱油、醋、腐乳、豆豉、面酱等。
酿造(brewing)：我国人们对一些特定产品发酵生产的特殊称 法，是未知的混合微生物区系参与的一种自然发酵。
发酵生产的条件

某种适宜的微生物 保证或控制微生物进行代谢的各种条件（培养基组成、温 度、溶氧、pH等）

进行微生物发酵的设备
提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法和设备
二、发酵工程的特点
三、发酵的类型
1.按发酵原料来区分 糖类物质发酵 石油发酵 废水发酵 2.按发酵形式来区分
根据物料堆放的厚薄分为:
固态发酵
薄层发酵 ： 木盘或苇帘，1～2cm 厚层发酵 ： 深槽或池，30cm以上，接种后通气
液体发酵
根据培养液的深浅分
表面培养法
深层培养法
3.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
FERMENTATION Process Control
下游工程
DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment -by product recovery
FERMENTATION Process Control
发酵工艺学
第一篇
发酵原理
第一章 绪
论
主要讲述内容
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 发酵产品的类型 发酵工源自文库的地位 发酵工业的发展史
第一节
一、基本概念
1.发酵（Fermentation）
概述
传统发酵：“发酵” （Fermentation）一词 是拉丁语“沸腾” （fervere）的派生词， 它描述酵母作用于果汁 或麦芽浸出液时产生气 泡的现象。或者指酒的 生产过程。
生物化学或生理学上的发酵（狭义）：
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。 如 葡萄糖 丙酮酸 酒精＋能量; 乳酸＋能量。
工业上所称的发酵（广义）：
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，或其直接代谢产物或次级代谢产物的过程。 包括：
厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等， 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的
（与化学工程相比） 1.安全简单：发酵过程通常是在常温常压下进行，反应安全，
要求条件简单、温和 。
2.原料广泛：发酵所用的原料简单粗放。通常以淀粉质、糖蜜 或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就
可进行反应。另外，可以利用矿产资源、石油、废水和废 物等作为发酵的原料。
3.反应专一：发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成 的，因此多个反应就象一个反应一样，因而可以得到较为 单一的代谢产物，可在单一设备（发酵罐）中进行。 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。
下游工程
FERMENTATION Process Control
DOWNSTREAM PROCESSES
上游工程
UPSTREAM PROCESSES - genetics, cell … - inoculum development - media formulation - sterilization - inoculation
生产。
产品既有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
2.发酵工程（Fermentation Engineering）
利用生物细胞的某种特性，通过现代化工程技术手段进行工
业规模化生产的技术。（公认） 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
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）。 6.菌种选育：菌种是进行发酵的根本因素，高产的优良菌株即 可使生产设备得到充分利用，也是创造显著经济效益的关 键，还可以获得按常规方法难以生产的产品。因此，自始 至终都要进行菌种的选育和优化工作。 7.投资少，见效快，效益高：可以取得显著的经济效益。
五.发酵工业范围（研究对象）

按部门分：
1. 酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等)
2.食品工业(酱、酱油、醋、腐乳、面包、酸乳等)
3.有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等) 4.抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等) 5.有机酸发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等) 6.酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等)