发酵工程概述(原理)
食品发酵工程方案
食品发酵工程方案一、引言发酵技术是一种古老的食品加工技术，通过微生物的活动在食品原料中产生酸、酒精、气体以及特定的风味。
发酵工程是利用微生物进行发酵反应，生产具有营养价值和保健功能的食品的工程技术。
随着人们对健康食品需求的增加，发酵食品在市场上受到了越来越多的青睐。
因此，建立一套完善的食品发酵工程方案是非常重要的。
二、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是利用微生物在特定的条件下进行生物发酵反应，通过对食品原料的转化与蛋白质、多糖、脂类等主要成分的分解、转化和增加新成分的产生，实现对食品的改良和提高营养价值的工程技术。
2. 发酵工程的原理发酵工程利用微生物进行发酵反应，在适宜的温度、pH值、氧气和营养物质等条件下，促进微生物的生长和代谢，使其在食品原料中产生特定的酶和代谢产物。
通过这一过程，食品的味道、口感、香味和营养价值得到了改善和提高。
3. 发酵工程的目的发酵工程的主要目的是通过微生物代谢反应，改善和提高食品原料的品质，增加食品的营养价值，改善食品的风味和口感，延长食品的保质期，提高食品的市场竞争力。
三、发酵工程方案的设计1. 食品发酵工程流程食品发酵工程包括原料准备、发酵菌接种、发酵反应、生产工艺控制、收获等多个环节。
发酵工程的流程通常包括以下几个步骤：1）原料准备：选用优质新鲜的原料，保证原料的卫生和质量。
2）发酵菌接种：根据不同的食品种类和要求，选用适宜的发酵菌株，并进行菌种的培养和活化。
3）发酵反应：将发酵菌株接种到食品原料中，控制适宜的发酵条件，促进微生物的生长和代谢。
4）生产工艺控制：通过温度、湿度、pH值等参数的调控，控制发酵反应的进行，确保产品质量和产量。
5）收获：在发酵反应结束后，对产品进行收获和处理，确保产品的品质和卫生。
2. 食品发酵工程设备食品发酵工程需要配备一系列的设备，包括发酵罐、发酵槽、发酵仓、发酵机、发酵调节机、发酵控制系统、酵素提取设备等。
这些设备在发酵工程中起着至关重要的作用，可以有效提高发酵反应的效率和产品的质量。
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。
发酵工程原理与技术
第一节
发酵工业微生物菌种的选育
一、工业微生物的特点 工业微生物是指在发酵工业上已经应用的或
具有潜在应用价值的微生物，其范围随科学
技术的发展而不断扩展。
工业微生物的特点：个体小、种类多、繁殖
快、分布广、代谢能力强、易变异改造。
二、发酵工业常用微生物菌种及要求
（一）发酵工业对菌种的要求
1、能在廉价原料制备的培养基上迅速生长并生 成所需的代谢产物，且产量高； 2、培养条件易于控制；
原理二：
生物体中都存在两个以上的DNA修复基因，如果一 个DNA修复基因损伤或变异，通常仍能存活，但对能引 起DNA损伤的化合物十分敏感，易发生死亡，所以可以
利用DNA修复能力突变株筛选抗肿瘤药物。
实践中常使用大肠杆菌或枯草芽孢杆菌的重组缺
失DNA修复基因突变株和亲株作为测试菌来筛选抗肿瘤
三、发酵工业微生物菌种的分离和选育
（一）微生物菌种的分离
1、施加选择压力分离法 施加选择压力分离法是利用不同种类的微生物的
生长繁殖对环境和营养（如温度、pH、渗透压、氧气、
碳源、氮源等）的要求不同，人为控制这些条件，使
之利于某类或某种微生物生长，而不利于其它种类微
生物的生存，以达到使目的菌种占优势，而得以快速 分离纯化的目的。
放线菌是介于细菌与丝状真菌之间而又 接近于细菌的一类丝状单细胞原核生物。 因菌落呈放射状而得名
抗生素有60％以上是放线菌产生的 工业生产常用的放线菌主要来自以下 几个属：链霉菌属、小单孢菌属、诺卡菌属
3、酵母菌（Yeast） 酵母菌是单细胞真核生物，
常以出芽方式进行无性繁殖。 根据产生孢子的能力，可将酵母分成三类： a 、形成子囊孢子的株系属于子囊菌门
发酵原料的预处理
发酵工程原理的概念
发酵工程原理的概念
发酵工程原理是指利用微生物进行发酵过程中的基本原理和规律。
发酵是利用微生物（如细菌、酵母、真菌等）在合适的环境条件下，通过代谢产生酶、酸、酒精、有机酸、氨基酸、酶解等多种化合物的过程。
发酵工程原理主要包括以下几个方面的内容：
1. 微生物的选择与培养：根据所需产物的特性，选择合适的微生物种类，并进行优化培养，保证微生物的生长和代谢能力。
2. 发酵底物的选择与加工：根据微生物的代谢途径和能源需求，选择合适的发酵底物，并对底物进行预处理，提高底物利用效率。
3. 发酵过程控制与调节：通过对发酵条件的控制和调节，如温度、pH值、氧气供应、营养物质浓度等参数的优化，保证发酵过程的顺利进行，提高产物的产量和品质。
4. 发酵产物的分离与提取：选择合适的分离技术，对发酵产物进行分离、提纯和浓缩，得到所需的纯净产品。
通过对发酵工程原理的研究和应用，可以实现高效、可控和可持续的生物生产过程，广泛应用于食品、医药、环保等领域。
现代发酵工程技术
现代发酵工程技术随着科技的进步和工业化的发展，发酵工程技术在许多领域发挥着重要的作用。
发酵工程技术利用微生物的代谢过程，将天然有机物转化为有用的产物，广泛应用于食品、制药、化工等行业。
本文将从发酵工程的基本原理、发酵工程技术的应用和发展趋势等方面进行介绍。
一、发酵工程的基本原理发酵工程是利用微生物在特定条件下生长繁殖和代谢产物的过程。
微生物通过代谢过程中的酶作用，将有机物质转化为其他有用的物质。
发酵过程需要控制温度、pH值、氧气供应等条件，以保证微生物的生长和代谢活动。
发酵工程中常用的微生物有酵母菌、细菌、真菌等。
发酵工程技术的发展主要集中在优化微生物的生长条件、提高产物的得率和纯度等方面。
二、发酵工程技术的应用1. 食品工业：发酵技术在食品工业中得到广泛应用。
例如，酵母菌发酵面团可以产生二氧化碳，使面包蓬松可口；乳酸菌发酵牛奶可以制成酸奶，具有益生菌功效；大豆发酵可以制成豆腐、豆浆等食品。
发酵技术不仅提高了食品的口感和品质，还增加了食品的营养价值。
2. 制药工业：发酵工程在制药工业中起到了关键的作用。
通过发酵技术，可以生产出许多重要的药物，如抗生素、酶类制剂和维生素等。
这些药物的生产通常需要大规模发酵罐和精确的控制系统，以保证微生物的生长和产物的纯度。
3. 化工工业：发酵工程技术在化工工业中也有广泛的应用。
例如，利用微生物发酵产生的有机酸可以用作化学合成的原料；利用微生物发酵产生的有机溶剂可以替代传统的化学溶剂，减少对环境的污染。
发酵工程技术的应用使得化工工业更加环保和可持续发展。
三、发酵工程技术的发展趋势1. 微生物基因工程：利用基因工程技术可以改造微生物的代谢途径，增加产物的得率和纯度。
通过改造微生物的基因组，可以实现对微生物的精确控制和调控，提高发酵过程的效率和产物的质量。
2. 发酵过程的在线监测与控制：发酵过程中的温度、pH值、氧气供应等参数对微生物的生长和产物的得率有着重要的影响。
通过在线监测和控制系统，可以实时调整这些参数，提高发酵过程的效率和稳定性。
发酵工程方案
发酵工程方案一、概述发酵工程是利用微生物、酵母或酶等生物催化剂对有机物进行生物转化，制备食品、饲料、化工产品等的过程。
发酵工程技术是现代生物技术的一个重要组成部分，广泛应用于食品工业、医药工业、农业和环保等领域。
本文将以食品工业中的发酵工程为例，介绍发酵工程的方案设计。
二、发酵工程的原理发酵工程利用微生物或酵母等生物催化剂将有机物质中的糖类、蛋白质、脂肪等有机化合物转化为其他有用的有机化合物。
在发酵过程中，微生物代谢产物中的发酵物质和能源，因而能够将有机物质转化为生物大分子（如蛋白质、多糖）和生物活性物质（如抗生素、酸类化合物、酒精）等。
在发酵工程中，需要考虑的主要因素包括发酵菌株的选择、发酵基质的选择和预处理、发酵过程的调控、发酵设备的选择和运行等。
三、方案设计的目标发酵工程的方案设计主要目标是实现以下几个方面的要求：1. 高效利用原料：充分利用原料资源，提高产品产率和产品品质。
2. 保证生产质量：保证产品的稳定质量和卫生安全。
3. 提高经济效益：降低生产成本，提高产值利润。
4. 符合环保要求：减少废水、废气排放，保护环境。
四、方案设计的基本内容1. 发酵菌株的选择发酵菌株的选择是发酵工程中最关键的一环。
在选择发酵菌株时，需要考虑到其在发酵过程中的生长速度、产物生成速率、产物种类及产物纯度等因素。
同时，还需要考虑到菌株的稳定性、安全性和易于培养的特点。
除此之外，还需要对不同菌株进行筛选和评价，选取适合生产要求的优良菌株。
2. 发酵基质的选择和预处理发酵基质是指供给微生物生长之所需的有机物质，其种类和质量的选择将直接影响到发酵产物的质量和产率。
在发酵基质的选择上，需要考虑原料的可获得性、价格、含糖量、含氮量、水分含量等因素。
同时，对于一些难降解的废弃物或副产物，还需要进行适当的预处理，如进行粉碎、去除杂质、改变PH值等操作，以提高其利用率。
3. 发酵过程的调控发酵过程的调控是保证产品品质和产量的关键环节。
发酵工程原理与技术题库河北
发酵工程原理与技术题库河北
摘要：
一、发酵工程概述
二、发酵工程的原理
三、发酵工程的技术应用
四、发酵工程在河北的发展
正文：
一、发酵工程概述
发酵工程是一门以微生物为基本单元，研究发酵过程的科学和工程技术。
发酵工程主要包括微生物的筛选、培养、调控和发酵过程的设计、控制和优化等。
在我国，发酵工程已经成为生物技术、食品工业、医药产业和环保领域等不可或缺的重要技术。
二、发酵工程的原理
发酵工程的原理主要基于微生物的代谢和生长规律。
微生物在特定的培养条件下，通过代谢将营养物质转化为有用的产品，并释放能量。
发酵过程中，需要对微生物的生长、代谢和产物生成进行严格的控制和调节，以保证发酵效率和产品质量。
三、发酵工程的技术应用
发酵工程在多个领域都有广泛的应用，主要包括：
1.生物制药：通过发酵工程生产抗生素、维生素、激素等药物，以及用于生物制药的酶制剂和中间体等。
2.食品工业：发酵工程在食品工业中的应用包括酿造、酸奶、酱油、醋等传统发酵食品的生产，以及利用发酵工程生产新型生物食品和食品添加剂等。
3.环保领域：发酵工程可用于废水处理、废气净化和生物质资源利用等环保领域。
4.生物能源：发酵工程可用于生产生物柴油、生物乙醇等生物能源。
四、发酵工程在河北的发展
河北省是我国发酵工程的重要发展地区之一，具有较好的产业基础和优势。
在生物制药、食品工业、环保领域和生物能源等方面，河北的发酵工程产业都取得了长足的发展。
发酵工程发酵工程概述
第二节
微生物发酵过程
（三）发酵
所用的培养基和培养设备都必须经过灭菌，通 入的空气或中途的补料都是无菌的，转移种子 也要采用无菌接种技术。通常利用饱和蒸汽对 培养基进行灭菌，灭菌条件是在120℃（约 0.1MPa表压）维持20~30min。 （四）下游处理
第三节 液体深层发酵
一、深层发酵的操作方式
第二节
微生物发酵过程
二、培养基
（二）发酵培养基的组成 1.碳源 2.氮源 3.无机盐和微量元素 4.生长因子 5.水 6.产物形成的诱导物、前体和促进剂许多胞外 酶的合成需要适当的诱导物存在。
第二节
微生物发酵过程
三、发酵的一般过程
（一）菌种 （二）种子扩大培养
第一节 发酵工程概述
一、发酵工程的概念
现代的发酵工程不仅包括包括菌体生产和代谢 产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 其主要内容包括生产菌种的选育，发酵条件的 优化与控制，反应器的设计及产物的分离、提 取与精制等。
第一节 发酵工程概述
二、发酵类型
（一）微生物菌体发酵
是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。 传统的菌体发酵工业：有用于面包制作的酵母 发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白 （单细胞蛋白）发酵两种类型。新的菌体发酵 可用来生产一些药用真菌药用真菌可以通过发 酵培养的手段来生产出与天然产品具有同等疗 效的产物。有的微生物菌体还可用作生物防治 剂
第三章 发酵工程
第一节 发酵工程概述
一、发酵工程的概念
发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技 术产业化的重要环节 它将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原 理有机地结合起来，是一门利用微生物的生长和 代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。由于 它以培养微生物为主，所以又称微生物工程。 人们把利用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或其代谢产物的过程统称为 发酵。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工业ห้องสมุดไป่ตู้泛指一切依靠微生物的生命活动实现的 工业生产过程
发酵学理论基础——发酵学三假说
发酵工程的生物学原理以微生物生命 活动的三个基本假说（发酵学三假说） 为中心展开
假说一：代谢能持续供应假说 假说二：代谢网络假说 假说三：细胞经济假说
3．将拌匀的糯米倒入缸内，用手在中间掏一个小窝，再 将余下的酒曲粉末加少许凉白开水，洒在江米表面。然后 用木盖把缸盖紧，用棉絮包好，放入草窝里面，3天即成 醪糟。
酒曲图片
米酒
郫县豆瓣酱
为什么那么好？
郫县豆瓣通过长期翻、晒、露等传统工艺天 然精酿发酵而成，
气候特点：气候温和，冬无严寒，夏无酷暑， 四季分明，无霜期长，空气质量好，无污染。
耗散结构理论指出的必要条件，
一是系统必须是开放的，即系统必须 与外界进行物质、能量的交换；
二是系统必须是远离平衡状态的，系 统中物质、能量和热力学力的关系是 非线性的；
三是系统内部不同元素之间存在着非 线性相互作用，并且需要不断输入能 量来维持
第一假设
生物能学和代谢能
对生命活动的支撑
微生物细胞是代谢能转换器
19世纪中期（清咸丰年间），陈氏后人陈守信，号 益谦（又号心谦），发现盐渍辣椒易出水，不宜保 存，遂在祖辈的基础上，潜心数年，先以豌豆加入 盐渍辣椒吸水，效果不佳，再换胡豆瓣，依然不佳， 又借鉴豆腐乳发酵之法，加入灰面、豆瓣一起发酵， 其味鲜辣无比，郫县豆瓣就此诞生。
做法
原料 辣椒、蚕豆、面粉、黄豆、 黄豆磨成面后与糯米混合制成曲饼，
体现生命活动的整体性，流动性， 层次性
细胞经济假说 基础：微
生物代谢 的自动调 节
经济运行的主要机制是交换和竞争，交换才有生气，竞争才能进步
微生物细胞是个远离平衡状态的不平 衡的开放体系，是在物竞天择的基础 上形成的细胞经济体系。细胞经济体 系是微生物细胞生存的保障体系
耗散结构与生物之间的联系
生物技术漫谈
——第一生物小组
生物技术之发酵技 术
生物技术——发酵技术和现代生物 技术。
发酵技术——历史追溯，发酵原理， 常见发酵
发酵原理
发酵是利用有机物，产生乳酸或乙醇和二氧化碳 的过程，必须依靠微生物酶的参与，并为微生物 提供生命活动所需的能量和和各种细胞结构物质。
广义：利用微生物生产有用的代谢产物
与精面粉混合，和去皮的蚕豆瓣搅拌， 放入扁筐中，送入曲房，使之自然发 酵。 费时久，但口味佳
可供制作的粮食：，大米，小麦，荞麦，小 米，玉米，高粱，糯米
辅料：酒曲
醪糟制作
1．把糯米5000克用清水淘洗干净，泡1小时后，倒入筲箕 (南方淘米洗菜用的竹器形似北方的簸箕)内沥干。
2．在蒸笼内铺好纱布，把沥干的江米倒在上面，用旺火 蒸1小时后，倒入盆内，用电扇把米温吹降到20℃-40℃时 （根据酒曲的种类不同，糯米的产地不同，甚至纬度不同 温度都会有差异），再将适量的凉开水倒入盆内，用手拌 匀。将酒曲研成粉末放入盆内，再一次拌匀。
郫县地处平原，日照相对较多，空气湿度比 赵公山山脉高，在风力的作用下，形成湿空 气的流动循环，为郫县豆瓣微生物菌群的生 存提供了最佳环境，使其微生物菌种群落在 这种极佳的环境中充分裂变生长、纯化。独 特的微生物群的共同作用造就了郫县豆瓣独 特的外观品质和内在风味。
发展过程
湖广填四川，福建汀州府孝感乡翠享村人，陈逸仙 迁入郫县，子孙繁衍，久居其地，人称陈家笆子门。 1688年（清康熙年间），陈氏族人无意之中用晒干 后的葫豆拌入辣椒和少量食盐，用来调味佐餐，不 料竟香甜可口，胃口大开，这就是郫县豆瓣的雏形。
第二假设
生化学和代谢
反应器和生物材料加工器
微生物细胞是生化
第三假设
生物信息学
微生物细胞是生物信息
编码器、信息传感器和信息处理器
日常生活中的发酵 技术
醪糟
醪糟制作
醪糟也叫酒酿、酒娘、酒糟、米酒、甜酒、 甜米酒、糯米酒、江米酒、伏汁酒，米酵子， 是由糯米或者大米经过酵母发酵而制成的一 种风味食品，其热量高。
代谢能持续假说
对应于生命活动的 能量形式，是生物 体直接用来建设自 身或维持生命活动 的能量形式
微生物活细胞是 耗散结构，这种结构依 靠代谢能支持
微生物细胞依靠其自备的能量转换机构， 把化学能或光能持续的转化成代谢能， 并直接用来支撑其自身的生命活动
代谢网络假说
代谢网络是细胞自主调节的无尺 度网络，它作为一个整体来承担 微生物细胞的物质代谢和能量代 谢