发酵工程复习知识点.
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。
发酵工程章节复习资料
发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念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。
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、⼯业上的发酵泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括：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、酶等。
发酵⼯程（Fermentation Biotechnology）: 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性服务的⼀门科学。
2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段，每段的技术特点是什么？1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造，好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴：⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴：从分解代谢转为⽣物合成代谢，可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴：遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程：以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础，通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究，使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术：可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业（啤酒、葡萄酒、⽩酒）2. ⾷品⼯业（酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸）3. 抗⽣素⼯业（青霉素、链霉素、⼟霉素）4. 有机酸⼯业（柠檬酸、葡萄糖酸）5. 酶制剂⼯业（淀粉酶、蛋⽩酶）6. 氨基酸⼯业（⾕氨酸、赖氨酸）7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业（酒精、丙酮）9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业（沼⽓、⽣物柴油）11.环境保护产业（废⽔⽣物处理）12.⽣理活性物质发酵⼯业（激素）13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业（酵母、单细胞蛋⽩）4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐，发酵⼯程具有以下特点：1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应，与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏，反应安全，需求条件也⽐较简单3、发酵醪（包括固相、液相、⽓相，还含有活细胞体或菌丝体），属⾮⽜顿流体，其特性影响因素很多，对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统，以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、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，在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段，为了适应菌体与发酵产物的特点，需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。
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。
第一章发酵工程知识点汇总解析
第一章发酵工程知识点汇总第一节传统发酵技术的应用(一)发酵与传统发酵技术1．发酵(1)概念：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)应用：不同的微生物具有产生不同代谢物的能力，利用它们就可生产出人们所需要的多种产物。
2．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发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
(2) 传统发酵技术方式：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式（3）传统发酵技术菌种的来源; 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发酵物中的微生物（4）传统发酵技术的优缺点：缺点：生产条件不易控制，容易收杂菌的污染，生产效率低，品质不一等。
优点：操作简单便于家庭式或作坊式生产,成本低。
（4）实例：腐乳的制作①参与发酵的微生物;酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
②原理：（写化学反应式）【思考】：1.每年进行同样的操作，每年制作的腐乳口感是否完全相同？不完全相同，发酵的生产条件不易被控制，自然界中微生物的种类多样。
2. 腐儒的制作过程中，为什么卤汤中酒的含量在12%左右？酒含量过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。
(二)尝试制作传统发酵食品1.传统发酵菌种的比较2．实例泡菜的制作(1)菌种：乳酸菌。
(2)发酵原理：在无氧条件下，将葡萄糖分解成乳酸。
反应式：C6H12O6――→酶2C3H6O3＋能量。
(3)腌制条件：控制腌制的时间、温度和食盐的用量，防止杂菌污染，严格密封。
(4)制作过程配制盐水：用清水和食盐配制质量百分比为5%20%的盐水（目的：过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差；过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质）→盐水煮沸（目的：杀菌除氧）→冷却待用（目的：避免杀死乳酸菌菌种）原料处理、 蔬菜装坛：新鲜蔬菜洗净→切条块、混匀→晾干；装至半坛→加调味料→继续加菜至八成满注意：装八成满的主要目的：防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂加盐水：将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，盐水没过全部菜料→盖好坛盖封坛发酵：向坛盖边缘的水槽中注满水→发酵过程中经常向水槽中补充水根据室内温度控制发酵时间【思考】（1）.泡菜制作中，哪些操作制造的“无氧环境”？a.选择的泡菜坛要有很好的气密性；b.盐水煮沸后冷却 待用；c.加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；d.盖上 坛盖，并用水密封泡菜坛（2）.泡菜发酵初期，泡菜坛的水槽内会有间歇性的气泡冒出，试分析产生气泡的原因。
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。
发酵工程期末总复习
第一章概论1、生物工程（技术）、发酵工程的定义发酵工程：是发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞（包括微生物、动植物细胞）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有机物质，服务于人类的一门综合性科学技术。
生生物工程定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料加工以提供产品或用于为社会服务的技术。
2、发酵方法分类？发酵的种类多种多样。
按获取能量的方式（对氧的需要）可分为：好氧发酵和厌氧发酵。
按发酵原料：糖质原料发酵和烃类原料(石油和天然气)发酵。
按产物类型：初级代谢产物发酵，次级代谢产物发酵；或分为食品发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵、维生素发酵、抗生素发酵、酵母培养……3、发酵工业的工艺流程和范围？1、发酵工业生产流程主要包括以下环节：（1）原料预处理；（2）培养基配制和灭菌；（3）无菌空气的制备；（4）生物菌种制备和扩大培养；（5）发酵过程控制；（6）发酵产品的分离和提取。
2.1、以微生物细胞为产物的发酵工业2.2、以微生物代谢产物为产品的发酵工业2.3、以微生物酶为产品的发酵工业2.4、生物转化或修饰化合物的发酵工业2.5、微生物废水处理和其他4、生物反应过程的组成和共性？a、原料的预处理及培养基的制备b、生物催化剂的制备c、生物反应器及反应条件的选择d、产品的分离与纯化3.1、确定培养基的成分和比例，选择培养基的碳源、氮源、微量元素及生长因子等，并确定各组分含量及比例。
3.2、合理确定发酵或培养级数以及各级的培养条件、过程控制的参数和种子培养系统与生产过程合理配套；保证细胞正常生长和所需产物的形成，以最低的消耗获得最大的得率。
3.3、如何防止生产过程的杂菌和噬菌体污染，保证生产过程正常进行。
3.4、选择合适的产品提取、分离、纯化工艺，使之高效率、低成本地从细胞或培养液中得到所需产品。
5、举出三个发酵工业应用例子？（1）调味品和发酵食品：味精、肌苷酸、鸟苷酸和的酱、酱油、醋、豆豉、豆腐乳、饴糖、泡菜等。
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。
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•异淀粉酶作用底物的最小单位是麦芽三糖基或麦芽四糖基含1个α-1,6-糖苷键,不能水解只有2个葡萄糖基的α-1,6-糖苷键。表现为前者以普鲁兰和支链淀粉为底物,不能作用于植物和动物糖原;后者能够去除支链淀粉和植物、动物糖原中的分支链,却不能作用于普鲁兰。
•异淀粉酶类型的淀粉脱枝酶相较普鲁兰类型
低了原料的损耗
•提高了原料的粉碎细度
•节省了蒸煮时所消耗的蒸气
•粉碎机部件(特别是刀片的磨损减少
•设备简单,对厂房要求不高
(1机械的输送
(2气流输送
优点•设备简单•占地面积小•费用少
•连续化自动化改善了劳动条件
•输送能力和距离有较大的变动范围
•在气流输送的同时,还可对物料进行加热、冷
却、干燥等操作
原理:
•糖化酶:作用于淀粉的l,4键结合,能从葡萄糖键的非还原性末端起将葡萄糖单位一个一个的切断,因为是从链的一端逐渐地一个个地切断为葡萄糖,所以称为外切淀粉酶。
•β-淀粉酶:β-淀粉酶能水解α-1,4糖苷键,不能水解α- 1,6糖苷键,遇此键水解停止,也不能越过继续水解。β-淀粉酶届于外切酶,水解产物只有麦芽糖。
•水解程度:酶法高
•糖液杂质:酶法低,酸法高
酶法糖化的工艺流程
液化→糖化→灭酶→过滤→贮糖计量→发酵•工艺要点:
–糖化pH4.2-4.5
–温度60℃左右
–糖化酶用量150U/g淀粉
–糖化时间32小时,用无水酒精检验无糊精存在时,糖化结束,然后将pH调整至4.8-5.0,维持20分钟灭酶
水解糖液的质量要求和控制要点
(4碳源具有生物合成的底物和能源的双重作
用,在需氧条件下,对碳源的需要量可以从菌
体对底物的产率系数(Yx/s推算而得。
发酵培养基的组成成分
水碳源氮源无机盐维生素缓冲剂
前体和代谢调节剂消沫剂
促进剂:不促进微生物的生长、只是有助于调
节产物的形成
抑制剂:加入后会抑制某些代谢途径,使另一
途径活跃,从而获得人们需要的代谢产物
•液化彻底(60˚C时液化液要稳定,不出现老
化现象,不含不溶性淀粉颗粒,液化液透明、
清亮
糖化理论
•糖化:以无机酸或酶为催化剂,在一定温度下
使淀粉水解,将淀粉全部或部分转化为葡萄糖
等可发酵性糖的过程。
•糖化剂:糖化过程中所用的催化剂。包括无机
酸和酶。
•糖化的目的:将淀粉转化为可发酵性糖。
•理论收率(111.11%
淀粉的老化
液化后的淀粉醪液在温度降低时,黏度逐步增加,重到重新发生结晶的现象,称为老化
焦糖化:当温度达到糖的熔点时(185℃,糖分脱水形成黑色无定形物,统称焦糖
氨基糖反应:还原糖与氨基酸之间产生的呈色反应称为氨基糖反应。
酶解法液化、糖化淀粉常用的酶
•α-淀粉酶:其作用是将淀粉迅速水解为糊精及少量麦芽糖,对淀粉的作用,可将长链从内部分裂成若干短链的糊精,所以也称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用后,遇碘呈色很快反应,如下表现:蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色
•定义:以酶为催化剂,在常温常压下将淀粉水
解为葡萄糖的方法。包括液化和糖化两个过程,
故又称双酶水解法。
•优点:
–反应条件温和
–副反应少,淀粉质量高
–可在较高淀粉浓度下水解,对预料要求不高
–糖液的质量高、营养物质较丰富
•缺点:
–水解时间长,夏天糖液容易变质
–设备较多
糖化方法的比较
•水解时间:酸法短,酶法长
纤维质原料的预处理
•物理方法有:–剪切和研磨–高温液态法–高温分解–微波处理–蒸汽爆破–高能辐射•常用的化学法有:–臭氧法–酸水解法–碱法–氧化脱木素法–有机溶剂法
•常用的物理化学法有:–蒸汽爆裂法–氨纤维爆裂–CO2爆破法–蒸汽爆裂与乙醇抽提结合法–氨冷冻爆破法
生物合成的前体物质指某些化合物加入到发酵培养基中,能被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去,其自身结构并无多大变化,但产量却因前体的加入有较大提高。
•异淀粉酶:异淀粉酶能水解支链淀粉和糖原分子中支叉地位的α- 1,6糖苷键,使支叉结构断裂。但对于直链结构中的α- 1,6糖苷键却不能水解。
•普鲁蓝酶能水解支叉结构和直链结构的α- 1, 6糖苷键、支链淀粉、糖原和其β-极限糊精及普鲁蓝分子中的β- 1,6键。
脱支酶——普鲁兰酶vs异淀粉酶
•普鲁兰酶类型的淀粉脱支酶和异淀粉酶类型的淀粉脱支酶都能够专一地切开支链淀粉分支点中的α-1,6糖苷键,将小单位的支链分解,从而切下整个侧枝,最大限度地利用淀粉原料。•其不同在于:普鲁兰酶作用底物的最小单位是
预处理的必要性
1,发酵工厂在进行生产前,必须先将原料中混
杂的杂质除去,保证后续工序生产的正常和顺
利进行
2,为保证后续工序生产的正常和顺利进行,还
需对原料进行适当加工
3,为反应器。
预处理的方法(方式
1,原料除杂
•筛选•风选•磁力除铁
2,原料的粉碎
(1粉碎的目的:
•增加原料受热面积
•粉末状原料加水混合后容易流动输送
•对于一些带壳的原料,如高粱、大麦,在粉碎
前,则要求先把皮壳破碎
(3粉碎方法
•干粉碎
粗砰常用的设备是轴向滚筒式粗碎机,也有用
锤式粉碎机进行粗碎的例子,常用的细碎设备
是锤式粉碎机
•湿粉碎
湿法粉碎工艺的优点
•彻底消除了粉尘的危害,改善了劳动条件,降
•碘试/测定DE值(Dextrose Equivalent
•正常DE值10~20(糊精、低聚糖、单糖
–DE值高,糊精太小,不利于糖化酶作用,
影响催化效率,终点DE值低。
–DE值低,液化不彻底,糖化速度慢,酶用
量大,时间长,过滤性能差。
•透光率和澄清度
液化效果的标准
•液化要均匀
•蛋白絮凝效果好(灭酶,100℃/10min
工艺:将浓度30~40%淀粉乳调整pH到6.5,
加入CaCl2(0.01mol/L和一定量淀粉酶(5~8u/克
淀粉,剧烈搅拌,加热到85~90℃,保持30~60
分钟,达到液化程度( DE 15~18 ,升温到100℃,
灭酶10分钟。
此方法简便,但效果较差,能耗大,原料利用
率低,过滤性能差。
•高温液化法(喷淋连续进出料液化法-半连
原料的定义:
•从工艺角度来看,凡是能被生物细胞利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料,都可作为发酵工业生产的原料
•具体:一般是含有可发酵性糖或可转化为可发酵性糖的物料,还包括前体物质等等
原料选择的原则
1满足生产工艺要求:
适合微生物需要、吸收利用、代谢产物生产对生产中除发酵以外的其他方面,如通气、搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少2满足管理和经济要求:
•检验糖化:
是否水解完全
–测定还原糖;
–用无水酒精。
(1酸解法(酸糖化法
•定义:以酸(无机酸或有机酸为催化剂,在
高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。
•优点:
–工艺简单,设备较单一
–水解时间短,设备周转快
•缺点:
–需耐高温、高压和耐腐蚀的设备
–副产物多,淀粉的转化率低–对原料要求高
–废水难处理
(2酶解法
通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需
的营养物的最低数量。
(2组成微生物的元素包括C、H、O、N、S、
P、Mg和K(见下表,这些元素都要在方程式
中予以平衡
(3有些微生物无力的合成特定营养物,如氨
基酸、维生素或核苷酸。一旦测出其中一种是
生长因子,就要在培养基中加入适量的纯净的
化合物或含有该物质的混合物。
流程较适合;从一个加料点向几个不同地方送
料时,压送式流程较适合
淀粉在水-热处理过程的中变化
(1水-热处理的概念•将淀粉质原料与水一起,
在高温高压或低温低压的条件下进行处理的过
程。
(2水-热处理的目的•淀粉原料经过水热处理,
使淀粉从细胞中游离出来,并转化为溶解状态,
以便淀粉酶系统进行糖化作用,这就是原料水-
•农产品加工副产物:米糠(饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等
•糖蜜
•非粮食生物质原料:纤维素、木质素、半纤维素等
•水果类原料:葡萄、苹果、山楂等
常用原料的化学组成
•碳水化学物:主要是单糖和双糖,发酵微生物的碳源和能源。一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用
•蛋白质:蛋白质经蛋白酶分解后产生的多肽或氨基酸,是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源•脂肪:针对不同的发酵产品其作用有较大差别•灰分:主要是P、Mg、K、S、Ca等元素,是微生物生长和代谢所必需
(1水解糖液的质量要求
•色泽:呈强黄色透明液
•糊精反应:无
•还原糖含量,18%左右
•DE值:90%以上
•透光率:60~80%左右(650纳米
•pH值:4.6~4.8
•淀粉转化率:92%以上(实际产量/理论产量(2水解糖液的控制要点
•合理控制淀粉乳浓度
•糖液要清
•溶液中不含糊精
•糖液要新鲜
•糖液贮存容器一定要保持清洁,定期清理和清洗,防止酵母菌等浸入
原料价格低廉(占成本的比例
•原料资源要丰富,容易收集(60-70‘s,石油烷烃生产谷氨酸
•因地制宜,就地取材
•原料要容易贮藏
3满足环保的要求
资源化减少污染
常用原料种类
•薯类:甘薯、马铃薯、木薯、山药等
•粮谷类:高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、黍和稷等(酒用原料
•野生植物:橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜、金刚头、香符子等
续式
工艺:将淀粉乳调整到适当pH和Ca2+浓度,
加入一定量的液化酶,用泵打给喷淋头引入液