发酵工程单元操作-精
【高中生物】2023届高三生物一轮复习课件：传统发酵技术的应用和发酵工程及应用
考查发酵与传统发酵技术的概念
1．关于发酵的叙述，不正确的是 ( A )A．发酵就是无氧呼吸
B．发酵是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 C．酒精发酵是由活的酵母菌引起的D．利用微生物能够生产出人们 所需多种产物的原因是不同的微生物具有产生不同代谢物的能力
2．下列有关传统发酵技术的叙述，不正确的是 ( D )A．传统发酵以混合菌种的固
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考点1 考点2 考点3 真题体验·感悟高考 课时分层作业
《新坐标》P286
1．从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这 段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是__________，原因是 ________提__示__：__乳___酸__菌__数__量___增__加__，__杂___菌__数__量__减___少_______
滋生、泡菜变质。
第1讲 传统发酵技术的应用和发酵工程及应用
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考点1 考点2 考点3 真题体验·感悟高考 课时分层作业
《新坐标》P286
× 1．腐乳的制作仅是毛霉参与了豆腐的发酵。 ( )2．传统发酵以混合
菌种的固体发酵及半固体发酵为主。 ( )3．制作传统泡√菜是利用植
物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。( )4．制作泡菜时泡菜坛一√般只
_______________________________________________。(2)泡菜发酵初期，由于泡菜罐加
盖并水封，会使__________菌被逐渐抑制。发酵中期好，氧乳酸菌大量繁殖，会使
________菌受到抑制。发酵后不期耐，酸乳的酸生产过多，会使乳酸菌受到抑制。
(3)从泡菜汁中可分离制作酸奶的乳酸菌，首先对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然 后取滤液进行_稀__释_____，再用_涂__布___分__离的方法在某种含牛乳的专用的培养基中进行初 步筛选。该培养基必须含有_酸__碱__指___示，剂以便于观察是否产酸。
发酵工程 下游工程技术知识点
第十二章发酵工程下游工程技术第一节发酵液的预处理与固-液分离1.1 概述发酵产物的提取与精制属于发酵工程的下游加工技术。
下游加工亦称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。
在多数情况下是从稀的发酵液中回收目的产物，整个过程有多项单元操作组成，其中有许多是经典的化工单元操作。
上游加工下游加工一、下游加工过程的重要性1.获得商业产品的关键环节。
2.促进发酵工程上游加工技术或工艺的改进。
3.拥有市场竞争力的重要保证。
二、下游加工过程的特点1. 发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体，从中分离所需产品困难大。
2. 发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。
3. 下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高。
4. 发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应性，以确保最终产品的纯度和质量。
三、下游加工的原则和要求原则：1）短时间内处理2）分离时尽量低温3）选择生物物质稳定的pH4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路要求：1）达到所需的纯度2）成本要低，得率高3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清洁生产）5）实验室产品能够放大生产四、下游加工工程的一般流程1. 粗分离阶段（1）发酵液的预处理和固-液分离。
（2）产物的初分离。
2.纯化精制阶段（3）产物的高度纯化。
（4）成品加工。
1.2 发酵液的预处理与固-液分离一、发酵液的一般特征1. 含水量高，一般可达90％～99%，处理体积大。
2. 产品浓度低。
3. 悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。
4. 固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。
5. 液体黏度大，大多为非牛顿型流体。
易吸附在滤布上。
6. 产物性质不稳定，不耐热、酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。
二、发酵液预处理的目的和要求1.预处理的目的（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率；（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
食品发酵工程7发酵单元操作
食品发酵工程7发酵单元操作
思考题
v 发酵过程中的微生物要严格控制其染菌的情况，实际生 产中往往要求对染菌进行防治，有哪些关键技术要注意。 请同学们课后思考？
食品发酵工程7发酵单元操作
食品发酵工程7发酵单元操作
课程复习
v 发酵设备包括2个主要结构； v 酒精发酵罐的冷却洗涤装置； v 常见的啤酒发酵罐有4大类； v 固体发酵常见有4种反应器； v 发酵过程的常规参数自动监控包括6个指标。
食品发酵工程7发酵单元操作
思考题
v 通风发酵设备作为发展最为迅猛的发酵设备，有哪些具 体的类型，这些发酵罐是如何运行和工作的，具有什么 样的结构，请同学们课后思考？
弗盖布氏发酵罐
v 动力小，节能 v 具有独特的搅拌 器和通气结构
食品发酵工程7发酵单元操作
本章小结
v 机械搅拌发酵设备结构一般有11部分的 v 常见的机械搅拌发酵设备有3类
食品发酵工程7发酵单元操作
思考题
v 发酵中如何进行中试及放大试验一直是关键的技术，在 此之中有什么地方需要学习和掌握，有哪些关键技术要 注意。请同学们课后思考？
v 竖式的蛇管分组安装于发酵罐
内，容积5m3以上的发酵罐多用
这种换热装置
v 适用于冷却水温度较低 的地区，水的用量较少
v 气温高，冷却水温度较高， 则发酵降温困难。
食品发酵工程7发酵单元操作
竖式列管换热装置
v 以列管形式分组对称装于发酵罐内 v 优点：加工方便，适用于气温较高，水源充足的地区 v 缺点：传热系数较蛇管低，用水较大。
v 底轴承和中间轴承的水平位置应能相适应调节。 v 为了防止轴颈磨损，可以在轴承接触处的轴上增加一个
09116发酵工程教学大纲
09116发酵工程教学大纲《发酵工程》课程（09116）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：发酵工程课程代码：09116学分与学时：4学分，76学时（理论课2.5学分，52学时；实验课1.5学分，24学时）课程性质：专业必修授课对象：生物工程二、课程教学目标与任务《发酵工程》是生物工程专业的一门专业必修课，发酵工程是生物技术的基础和重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节，是工业生物技术的核心。
发酵工程是利用微生物的特定性状和技能，通过现代化工程技术，生产有用物质或直接应用于工业化生产的一种技术体系。
通过本课程的学习，使学时掌握微生物产品生产的基本理论，能进行发酵的工艺设计和解决产品生产过程中出现的主要问题，并为从事生物新产品和工艺的研究与开发打好应用的理论基础。
三、学时分配课程内容与学时分配表四、课程教学内容与基本要求发酵过程一般包括培养基制备、无菌空气供应、菌种及种子扩大培养、发酵过程及控制、发酵产品下游加工过程和发酵过程废弃物处理等几大部分。
基于《生物工程设备》、《发酵工程》、《生物分离工程》三个组成部分集体分工和侧重点不同，《发酵工程》部分着重阐明、并要求学生熟练掌握培养基制备、无菌空气工艺、菌种及种子扩大培养、发酵过程及控制、染菌和防治等几个单元操作的基本原理和方法，对于其它部分将在后续的课程中深入讲解。
发酵过程是一门综合性很强的课程，涉及到化工原理、生物化学、微生物学、物理化学等多个学科，基础理论性和实践性均很强，要求基础理论和生产实践密切结合。
因此，该课程需啊哟在理论教学的同时，配合生产见习和实验的实践环节，要求学生建立实际生产的概念，在参观实习和实验实践中巩固本课程的教学效果，培养分析问题和解决问题的能力。
学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离，建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力，动手能力也将有所提高。
第一章发酵工程概论教学目的：从总体上让学生对发酵工程有个整体的认识。
新高考2023届高考生物一轮复习讲义第10单元第1课时传统发酵技术的应用发酵工程及其应用新人教版
第1课时 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 课标要求 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。
3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。
考点一 传统发酵技术的应用一、发酵与传统发酵技术1．发酵的概念 发酵是人们利用微生物，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．传统发酵技术二、传统发酵食品的制作1．腐乳制作(1)原理：蛋白质―――→蛋白酶小分子的肽和氨基酸。
脂肪―――→脂肪酶甘油和脂肪酸。
(2)腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。
2．泡菜的制作(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理：C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)＋能量。
(2)制作泡菜的方法步骤(3)泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)变化曲线注意亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的深度思考①在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施是什么？提示a．选择的泡菜坛要密封性好。
b.加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。
c.盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
②为什么泡菜坛只能装八成满？提示在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。
另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
第一章 发酵工程——2022-2023学年高二生物学人教版(2019)选择性必修三大单元复习
第一章发酵工程—2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三大单元复习第一步：单元学习目标整合第二步：单元思维导图回顾知识第三步：单元重难知识易混易错（一）传统发酵技术1.发酵：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.实例：腐乳制作（1）参与微生物：毛霉、酵母、曲霉等（2）原理：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收3.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面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术（2）形式：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通过是家庭式或作坊式的（3）产物：腐乳、酱油、醋、泡菜、豆豉、酱等（二）尝试制作传统发酵食品1.泡菜制作的原理（1）菌种：乳酸菌。
a.分布：广泛分布在空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道等处。
b.代谢类型：异养厌氧型。
c.常见种类：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。
（2）发酵原理：乳酸菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸。
2.泡菜制作的实验设计a.制作流程b.准备材料①选择泡菜坛：选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
①选择原料：质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕，无斑点。
c.制作过程①原料处理：将鲜菜修整、清洗、阳光下晾晒到菜表皮萎蔫时收起，切成条状或片状。
①配制盐水：按照清水与盐的质量比为4①1的比例配制盐水，并将盐水煮沸冷却。
①装坛：将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛中，装至半坛时放入香辛料，继续装到八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。
①封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
要注意经常补充水槽中的水。
①成品：将封好的坛子，放在室温环境中约15天，便可制成清脆爽口的泡菜。
d.腌制条件在腌制过程中，要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
发酵工程 ppt课件
Louis Pasteur 1822-1895
• Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律
• 其后不久，科赫(Koch)建立了单种微生物分离和纯培养技 术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物的传染病是由 特定的细菌引起的。从而得知，微生物也和高等植物一样， 可以根据它们的种属关系明确地加以区分，从此以后，各 种微生物纯培养技术获得成功。单种微生物分离和纯培养 技术的建立，是食品发酵与酿造技术发展的一个转折点。
• 18世纪后期，Ha nsen在Calsberg 酿造厂建立了酵 母纯种培养技术
发酵工程 ppt课件
科赫 (Koch)
科赫的主要贡献
➢ 发明了固体培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立。
➢ 创造了细菌染色方法。 ➢ 发现了许多病原菌，为以后研究药物和寻找治疗方法提供了依据。
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌 发现结核病原菌—结核杆菌
spirillum (螺旋菌 )
spirochaeta 发酵工程 ppt课件 (螺旋体 )
Some particular bacteria morphology
亮发菌的形态 示丝状特殊形态
发酵工程 ppt课件
细菌分裂方式是裂殖，根据其核的分 裂方式不同分无丝分裂核有丝分裂等。
❖生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活
它描述酵母作用于果汁 或麦芽浸出液时产生气泡 的现象。产生气泡的现象 是由浸出液中的糖在缺氧 条件下降解而产生的二氧 化碳所引起的。
发酵工程 ppt课件
发酵工程
发酵工程(fermentation engineering):研究发酵工业生产过程 中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学。具体包括菌种选 育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵工程 原理与技术 第一章 陈坚
H2、甲烷 混合醇
乙醇、乙烯
乳酸、甘油 丙烯酸
3-羟基丙酸
富马酸 丁二酸 天冬氨酸 苹果酸
衣康酸 乙酰丙酸
柠檬酸 葡萄糖酸 山梨18醇
发酵工程的现在－－解决的问题
能源问题：大力开发生物能源
Biodiesel cruise boat (Amsterdam, The Netherlands)
Ethanol powered car (Sweden)
• 基于工业微生物生理的发酵过程模 型化、预测和控制技术
• 基于人工智能的生物转化过程精细
控制技术
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发酵工程的现在－－研究的内容
3 单元操作→ →发酵工程过程工程技术
细胞群体效应及过程 放大原理
1 大规模细胞群体行为及过程放大原
理
2 生化反应过程放大原理与方法
多相复杂体系物质和能 量传递与生物转化规律
发酵工程 原理与技术 第一章 陈 坚
本章内容
第一节 什么是发酵工程？ 第二节 发酵工程的过去和现在 第三节 发酵工程的未来
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什么是发酵工程？
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生物技术
以生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其它自然科学原理 按照预先的设计改造生物体 利用微生物、动物或植物体对原料进行加工 生产出人类所需产品或达到某种目的的技术
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发酵工程的现在－－关键技术问题
基于细胞表观特性进行优化 基于细胞内部分析进行优化
d (DCW) / (g/L)
r (Glucose) / (g/L)
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