《有机酸发酵工艺学》课程综述
有机酸发酵工艺学
有机酸发酵工艺学有机酸发酵工艺学是研究有机酸生产过程中的发酵工艺及其相关技术的学科。
本文旨在探讨有机酸发酵工艺学的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、有机酸发酵工艺学的基本原理有机酸发酵工艺学是以微生物发酵为基础，通过控制发酵条件和优化发酵过程来生产有机酸的一门学科。
有机酸是一类重要的化学品，广泛应用于食品、医药、农业等领域。
有机酸的生产过程中，微生物起着至关重要的作用，通过利用微生物对底物的代谢，将底物转化为目标有机酸。
有机酸发酵工艺学在食品工业、制药工业、农业等领域有着广泛的应用。
在食品工业中，有机酸可用作食品的防腐剂、酸味剂等；在制药工业中，有机酸可用作药物的原料或中间体；在农业领域，有机酸可用于土壤改良、养分释放等。
三、有机酸发酵工艺学的发展方向随着生物技术的不断发展，有机酸发酵工艺学也在不断进步。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 提高产酸菌株的筛选和改造技术：通过对产酸菌株的筛选和改造，提高其产酸能力和抗逆性，从而提高有机酸的产量和质量。
2. 优化发酵条件：通过调控发酵条件，包括温度、pH值、底物浓度等，以提高发酵效率和产酸速率。
3. 开发新的底物资源：利用农业废弃物、工业副产物等作为底物资源，降低有机酸生产成本，减少环境污染。
4. 发展联合发酵技术：通过不同菌株的联合发酵，提高有机酸的产量和种类，实现多种有机酸的同时生产。
5. 提高发酵过程的自动化和智能化程度：利用自动化和智能化技术，实现发酵过程的实时监测和控制，提高生产效率和品质稳定性。
四、结语有机酸发酵工艺学是一门重要的学科，对于有机酸的生产和应用具有重要意义。
通过不断研究和创新，可以提高有机酸的产量和质量，满足不同领域的需求。
希望本文能够为读者对有机酸发酵工艺学的了解提供一些帮助。
有机酸工艺学-其它有机酸发酵工艺-衣康酸2020
4. 2发酵法生产
4.2.1 液体深层分批发酵工艺 （1）液体深层批发酵的工艺流程
（2）液体深层发酵衣康酸中重要的工艺参数包括
¡ 培养基---碳源
初始糖浓度
氮源类型及其浓度对衣康酸发酵影响
氮源种类
氮源浓度/g.L-1
衣康酸产量/g.L-1
菌体量/g.L-1
(NH4)2SO4
1
2
3
4
5
NH4NO3
到目前为止，用 A. terreus DSM 23081
发酵生产衣康酸获得了高产量86.2 g/L、 高产率0.62 g/g和高生产强度和 0.51 g/L·h。
衣康酸生产菌诱变选育
生产衣康酸的微生物筛选法：
（1）形态筛选法 ¡ 根据以往育种工作的经验，对突变菌落的形态有针对性地筛
选。
¡ 1945年。Lockwood分离出了适合表面培养的土曲霉265 (Asp.terreus265)，对糖转化率达30%～50%,
¡ 土曲霉NRRL1960 (Asp.terreus NRRL1960)既适合表面培 养又适应液体深层发酵 转化率47.3%。
¡ 1948年 Pfizer公司以蔗糖为原料液体深层发酵生产衣康酸， 发酵两周，产酸32.4g/L,糖酸转化率45%。
可使原油流动温度由24℃下降至1℃； ¡ 衣康酸与月桂酸—氨乙基乙醇胺的缩合反应生成咪
唑啉衍生物．是生产化妆品的有用试剂；
¡ 衣康酸与芳香二胺生成的吡咯烷酮衍生物是润滑剂 和增稠剂；
¡ 与其他各种胺生成的吡咯烷酮衍生物可用于洗涤剂、 医药和除草剂之中。
¡ 衣康酸及其酯类具有广泛的用途，是化学合成工业 的重要原辅材料．也是化工原料生产中的重要中间 体，具有广泛的开发前景。
《有机酸发酵》有机酸发酵工业进展
DCW
PA
DCW
SA
最佳碳源为20 g/L甘油，最佳氮源为酵母粉，最适浓度为10 g/L。 最佳接种量为10%，最佳接种龄为48-60h左右种子，最佳培养温度为30℃ 。
Control
2.10
4.37
12.33
4
2.10
5.27
11.46
8
2.15
5.59
12.46
国际市场食品级-酮戊二酸潜在市场容量约为1万吨
柠檬酸
乳酸
苹果酸
葡萄糖酸
醋酸
衣康酸
曲酸
丙酮酸
食品和饮料
医药工业
化学工业
建筑业
例如：酸味剂
例如：抗凝血剂
例如：洗涤剂
例如：混泥土
日照鲁信金禾生化有限公司
安徽丰原集团
河南金丹乳酸科技股份有限公司
潍坊英轩实业有限公司
山东柠檬生化有限公司
宜兴协联生物化学有限公司
杭州宝晶生物化工有限公司
青岛科海生物有限公司
150±8
300±17
350±24
细胞干重（g/L）
1.86 ± 0.06
3.79 ± 0.13
2.13 ± 0.07
2.01 ± 0.05
丙酸产量（g/L）
15.72±0.41
28.53±0.82
29.21±0.73
32.00±0.91
乙酸产量（g/L）
1.20±0.04
2.56±0.08
3.41±0.12
8
25
50
近20年有机酸主要产品产量
单位：万吨
中国有机酸发酵工业成就
(3) 生产技术水平不断上升（以柠檬酸为例）
有机酸工艺学-其它有机酸发酵工艺-苹果酸2020
L-苹果酸生产现状
¡ 目前世界苹果酸主要生产国有美国、加拿大、日本等，世界 总产量每年约为10万吨，
¡ 其中L-苹果酸产量每年约为4万吨，而世界市场潜在需求量 达到每年6万吨，日本是世界主要的L-苹果酸生产国与出口 国
¡ 主要生产厂商：日本扶桑化学公司，美国Denka化学公司， 加拿大Batek化学公司以及英国、南非等，但这些公司是用 化学合成法生产，产品为DL-苹果酸，每吨售价2.4-3.0万元 人民币。
¡ 特点：三羧酸循环中苹果酸到草酰乙酸这一 步的苹果酸脱氢酶缺失或处于低水平使得苹 果酸得以积累。
（2）一步发酵法发酵工艺与条件
一步发酵法又称直接发酵法，即采用一种微生 物直接发酵糖质原料或非糖质原料（如正构烷 烃）生成L-苹果酸的方法。以糖类为原料，由 黄曲霉、米曲霉等直接发酵生产苹果酸
这些微生物最大的特点就是三羧酸循环中苹果酸到草酰乙酸这一 步的苹果酸脱氢酶缺失或处于低水平使得苹果酸得以积累。
¡ 苹果酸的水溶液在Fe2+催化下与H2O2反应生成草酰 乙酸。
¡ 苹果酸在三氯化硼催化下，可与醇发生酯化反应， 形成苹果酸酯。
¡ 与多元醇，芳香多元羧酸作用，可形成树脂类产品， 如醇酸聚树脂。
¡ 苹果酸酯在氨的醇溶液中能形成苹果酸酰胺。
4.2.2.2苹果酸的用途
¡ 苹果酸得最大用途在食品加工业，其次在医药行业 和化学工业也有应用。
¡ 日本扶桑、理研、川崎化成三家公司的苹果酸生产能力占世 界生产能力之60%。
发酵工程课程总结课件
诱变剂的使用方法
诱变的方法：单一诱变和复合诱变。 单一诱变：指只用一种诱变剂处理菌种。 复合诱变：指两种以上诱变剂处理菌种。 复合诱变处理包括同一诱变剂多次处理、 两种以上诱变剂同时、先后处理或多次处 理。
发酵工程课程总结
杂交育种 原生质体融合技术 基因工程技术 菌种保藏的原理和方法
发酵工程生产水平由生产菌种性能、 发酵条件、提取工艺和生产设备。
其中生产菌种是最重要的，生产菌 种最初都来源于自然界。
发酵工程课程总结
优良的生产菌种应具备基本特性：
①具有在较短的发酵周期内产生大量发 酵产物的能力。 ②在发酵过程中不产生或少产生与目标 产品性质相近的副产物及其他产物。 ③生长繁殖能力强，生长速率快。
发酵工程课程总结
发酵工程的范围
1、微生物菌体发酵 2．微生物酶发酵 3．代谢产物发酵 4．微生物的生物转化发酵 5．微生物特殊机能的利用
发酵工程课程总结
发酵工程的未来
1．利用基因工程技术改良菌种 2．动植物细胞培养技术 3．固定化酶或细胞技术
发酵工程课程总结
微生物代谢
代谢：生物体内所进行的全部化学反应 的总和。
实现发酵工程，必备条件：
①某种功能的微生物； ②控制微生物生长和代谢的各种条件； ③微生物发酵设备； ④发酵产物提取、精制的条件和设备。
发酵工程课程总结
发酵工业大致经历如下几个阶段：
1．自然发酵阶段 2．纯培养技术的建立 3．通气搅拌发酵技术的建立 4．代谢控制发酵技术 5．开拓发酵原料时期 6．基因工程阶段
不同时期对氧的需求亦不相同。 如：在发酵初期，呼吸最强但总菌量小，总需氧量
不大，通气量可减小些；进入对数期，菌体大量增加， 呼吸又在较高水平上，此时需氧量增大，直到最高，这 时通气量要加大，直到最大。
发酵工艺学总结
发酵工艺学总结发酵工艺学总结1.根据所掌握的知识和信息，分析中国啤酒工业发展的趋势。
①企业集团化规模化加大②从价格大战到品牌大战③降低整体运作成本④产品竞争层次结构分明：普通酒打市场，中档酒创利润，高档酒树形象⑤新行业标准认证与实施⑥现代科技的应用⑦人才资格认证的规范化⑧包装生产技术装备发展⑨加强新产品开发：无糖、无醇和功能性保健啤酒2.啤酒生产的四大工序是什么？并简要说明作用。
①粉碎（制麦）：原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根②糖化：利用麦芽中含有的及辅助添加的各种水解酶类，在水和热力的作用下，将麦芽和辅料中的高分子物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、半纤维素、植酸盐等及其中间分解产物），逐步分解并溶解于水的过程③发酵④灌装3.啤酒的分类①根据生产工艺（杀菌方法）分类:鲜啤酒、纯生啤酒、熟啤酒②根据原麦汁浓度分类：低浓度啤酒、中浓度啤酒、高浓度啤酒③根据啤酒色泽分类：淡色啤酒、浓色啤酒、黑色啤酒④根据啤酒酵母性质分类：上面发酵啤酒、下面发酵啤酒4.啤酒:以优质大麦为主要原料，大米、啤酒花为辅料，经过制麦芽、糖化、啤酒酵母发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的低度酒精饮料。
5.啤酒生产为什么要选用大麦为原料，其他原料可行吗？①大麦便于发芽，且发芽后可产生大量的水解酶类；②大麦种植遍及全球，原料易得；③大麦的化学成分适合酿造啤酒；④大麦不是人类食用的主粮，故啤酒酿造者一直沿席使用大麦酿造啤酒。
6.二棱大麦与六棱大麦的特点差异①六棱大麦的原始形态麦穗断面呈六角形，六行麦粒围绕一根麦轴而生，其中只有中间对称两行麦粒发育正常，因此六行大麦的籽粒不够整齐。
麦粒基座弯曲。
多用以制麦曲。
其麦皮比二棱大麦厚。
淀粉含量相对较低，蛋白质含量相对较高。
②二棱大麦是六棱大麦的变种，麦穗扁形，沿穗轴只有成对的两行麦粒。
其籽粒均匀整齐，比较大，籽粒饱满，内容物较多，表皮较少。
淀粉含量较高，蛋白质含量较低。
多酚物质和苦味物质较少，大麦浸出物含量较高。
第三篇第一章柠檬酸
7
2000年的产量达到36.9万吨，柠檬酸及柠檬
酸盐出口量为25.8万吨，分别比1999年增长 了36.4%和23.3%，为历史最高水平。
2001年世界柠檬酸消费量(不含中国)已经升
至近200万吨，年递增率约5%，我国柠檬酸 产量约为35万吨，柠檬酸及柠檬酸盐出口量 为27.8万吨。
2002年我国柠檬酸产量突破了40万吨，达到
CH2-COOH HO-C-COOH CH2-COOH
柠檬酸
HO- CH-COOH CH-COOH CH2-COOH
异柠檬酸
2-羟基丙烷三羧酸（3-羟基-3-羧基戊二酸）
16
柠檬酸
分子式 C6H8O7
相对分子质量 192.13 商品柠檬酸：1H20物和无H2O物 异柠檬酸是柠檬酸的同分异构体。 生产菌
11
我国柠檬酸行业从产量上位居世界第一，从技
术上，在国际上也是处于世界领先水平，并远 远领先于其他国家，其优势在于：
1.我国的柠檬酸发酵采用的菌种（黑曲霉）具
有双重功能，当淀粉原料被液化后，即可进行 发酵，不需要将淀粉水解成葡萄糖，简化了生 产工艺，降低了生产成本。
2.尽管采用边糖化边发酵的工艺，但发酵周期
分子式C6H7NaO7，相对分子量214.11 ①白色颗粒状晶体或结晶性粉末 ②味咸、微酸、无臭 ③在潮湿空气中轻微潮解 ④易溶解于水，几乎不溶解于乙醇。
34
柠檬酸钠的作用
在食品、饮料工业中用作风味剂、稳定剂； 在洗涤剂工业中，可替代三聚磷酸钠作为无毒洗涤剂 的助剂；还用于酿造、注射液、摄影药品和电镀等。 柠檬汁中含有大量柠檬酸，柠檬酸与钙离子结合则成 可溶性络合物，能缓解钙离子促使血液凝固的作用， 可预防和治疗高血压和心肌梗死。所以可以起抗凝血 作用。 在临床上采取新鲜血液时,需要加入一些消毒过的柠 檬酸钠或草酸钠,就能起到防止血液凝固的作用,所以 35 柠檬酸钠和草酸钠被称为抗凝血剂。
有机酸发酵生产课件
有机酸发酵的应用领域
总结词
有机酸发酵在食品、医药、化工等领域有广泛应用，可用于生产食品添加剂、药品、生 物塑料等产品。
详细描述
在食品领域，有机酸发酵被广泛应用于生产食醋、酸奶、泡菜等食品，以及各种食品添 加剂，如柠檬酸、酒石酸等。在医药领域，有机酸发酵可用于生产抗生素、维生素和药 物中间体等。在化工领域，有机酸发酵可用于生产生物塑料、表面活性剂和化学品的生
补料控制
根据菌株生长和代谢情况，适 时补加营养成分，促进菌体生
长和有机酸产量的提高。
有机酸的提取与精制
提取方法
根据有机酸的性质选择合适的提取方法，如溶剂萃取、离子交换、吸附等。
精制过程
通过结晶、重结晶、蒸馏等方法对提取得到的有机酸进行精制，提高产品质量 和纯度。
03
有机酸发酵的原理与机 制
有机酸发酵的微生物学原理
02
有机酸发酵生产过程
菌种选育与种子扩大培养
菌种选育
选择具有高有机酸发酵能力的菌 株，通过实验室内遗传改良和筛 选，提高菌株的产酸性能和耐受 性。
种子扩大培养
将选育得到的菌株在种子培养基 中进行扩大培养，获得足够的菌 体量，为后续发酵提供充足的菌 种。
发酵培养基的配置与灭菌
培养基成分
根据有机酸发酵所需的营养物质，确 定培养基配方，包括碳源、氮源、无 机盐等。
发酵液经过提取、浓缩、结晶等工艺，得到纯度较高的苹果酸产品。
富马酸的发酵生产
富马酸发酵生产原理
富马酸发酵是利用某些细菌或真菌将丁二酸 或琥珀酸等物质转化成富马酸的过程。
发酵工艺
采用液态发酵工艺，控制温度、pH值、溶 氧等参数，获得高浓度的富马酸。
原料与菌种
主要原料为丁二酸、琥珀酸等，菌种为大肠 杆菌、假单胞菌等。
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《有机酸发酵工艺学》课程综述
综述内容：
1、柠檬酸发酵黑曲霉的代谢特点，黑曲霉代谢工程改造进展。
2、柠檬酸发酵过程中糖、酸和生物量的变化，氧和二氧化碳的变化趋势，及其测定方法。
3、柠檬酸提取新工艺。
4、柠檬酸的应用拓展。
5、乳酸发酵德氏乳酸菌的代谢特点，代谢工程改造进展。
6、细菌乳酸发酵过程中糖、酸和生物量的变化，氧和二氧化碳的变化趋势，及其测定方法。
7、芽孢杆菌乳酸发酵的代谢途径，代谢工程改造进展。
8、米根霉发酵产乳酸的代谢特点，诱变筛选方法，代谢工程改造进展。
9、衣康酸曲霉发酵产衣康酸的代谢特点，诱变筛选方法，代谢工程改造进展。
10、土曲霉发酵产衣康酸的代谢特点，诱变筛选方法，代谢工程改造进展。
11、衣康酸的提取新工艺。
12、产衣康酸微生物菌株的开发。
13、苹果酸发酵工艺新进展
14、产苹果酸微生物菌株的开发。
15、琥珀酸发酵工艺新进展。
16、产琥珀酸微生物菌株的开发
17、产琥珀酸微生物的代谢途径，诱变筛选方法，代谢工程改造进展。
18、葡萄糖酸生物的代谢途径，诱变筛选方法，代谢工程改造进展。
19、葡萄糖酸发酵工艺新进展。
20、丙酮酸生物的代谢途径，诱变筛选方法，代谢工程改造进展。
21、丙酮酸发酵工艺新进展。
格式：
题目（中英文）：小三宋体（times new romen）
摘要(中英文)：五号宋体（times new romen）
正文：标题用四号宋体，内容用小四宋体
参考文献：小五号宋体（times new romen）。