《发酵工程final》ppt课件

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1、第四章发酵工程FermentationEngineering1微生物学的奠基人——伟大的巴斯德我国的传统发酵产品酱油、醋、腐乳等享誉世界我国的酿酒已经有4000多年的历史我国的酱油距今已有3000年的历史1857年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用2发酵的定义传统发酵生化和生理学意义的发酵工业上的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。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。泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。

2、厌氧培养生产过程，如酒精，乳酸等。有氧培养生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。3密闭式发酵罐4发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的生长和代谢活动，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程概况上游工程：菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种中游工程:微生物大量繁殖下游工程：提取、纯化与分析,废物处理5发酵类型微生物菌体发酵微生物菌体蛋白，药用真菌微生物酶发酵淀粉酶、糖化酶微生物代谢产物发酵初级代谢产物、次级代谢产物微生物的转化发酵氧化反应、脱氢反应、脱水反应、脱羧反应、氨化反应、

3、脱氨反应、异构化反应等生物工程细胞的发酵基因工程菌6发酵技术的应用医药工业食品工业能源工业化学工业冶金工业农业环境保护7微生物发酵方法分类8发酵常用的微生物细菌枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌等，主要用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸霉菌根霉、毛霉、红曲酶、青酶等，多用于生产酶制剂、抗生素、有机酸及激素酵母啤酒酵母、假丝酵母，主要用于酿酒、制造面包及酵母菌体蛋白放线菌生产多种抗生素，如链霉素、金霉素、红霉素、庆大霉素担子菌葡萄糖苷酶等抗癌药物藻类螺旋藻，利用藻类将二氧化碳转变为石油9培养基的种类孢子培养基：供制备孢子基质浓度低

4、，麸皮培养基，大米培养基，琼脂斜面培养基。种子培养基：供孢子和菌体生长繁殖营养成分较为丰富，在以便于菌体生长繁殖。发酵培养基：供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物营养成分组成丰富完整，浓度和黏度适中。10碳源氮源无机盐和微量元素生长因子水产物形成的诱导物、前体和促进剂发酵培养基的组成发酵培养基的组成11发酵的一般过程空气空气净化处理保藏菌种斜面活化摇瓶扩大培养种子罐生产罐培养基原料进行培养基制备灭菌产物分离纯化成品废水处理12菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种方法：一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面菌种开始，在正式使用前要先

5、转接到新鲜斜面培养基上活化后，再用于种子扩大培养。1.菌种保存与活化发酵的一般过程13发酵的一般过程2.菌种扩大培养产生孢子的菌种:先将贮存的菌种进行生长繁殖，以获得良好的孢子，再用所得的孢子制备菌体丝供发酵罐使用.不产生孢子的菌种:经试管活化,再经摇瓶后即可作为种子供发酵罐使用.孢子菌丝体发酵罐14发酵的一般过程3.发酵培养基：湿热灭菌，过滤除菌发酵罐：空罐灭菌，实罐灭菌空气的过滤除菌：介质过滤吸气口吸入的空气先经过压缩前的过滤进入空气压缩机（120-150度）冷却（20-25度），除去油、水，再加热至30-35度。最后通过总过滤器

6、和分过滤器除菌，获得洁净度、压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。15发酵的一般过程4.发酵产物的分离提取菌体本身，如酵母菌和细菌等采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来代谢产物采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。16液体深层发酵液体深层发酵法是指在液体培养基内部进行的微生物培养过程液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境在液体中,菌体及营养物、代谢产物易于扩散，使发酵便于控制，产品质量稳定液体输送方便，易于机械化操作产品易于提取、精制17液体深层发酵分批发酵连续发酵补料分批发酵分批发酵：是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养

7、物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。优点：①对温度的要求低，工艺操作简单；②比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题；③对营养物的利用效率较高。缺点：①人力、物力、动力消耗较大；②生产周期较长，③生产效率低，18液体深层发酵分批发酵连续发酵补料分批发酵分批发酵：是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。微生物分批培养的生长曲线延滞期对数期稳定期衰亡期19液体深层发酵分批

8、发酵连续发酵补料分批发酵连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。新鲜培养液无菌空气流速控制阀流出物连续发酵的控制恒浊器法恒化器法20液体深层发