发酵工艺复习资料

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1、第一章绪论【发酵】微生物进行的一切活动都可以称为发酵。多是指生物体对于有机物的某种分解过程。【发酵工程】发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，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。【发酵工程的主要研究内容】1、菌种选育及扩大培养2、原料预处理及培养基制备3、发酵设备及反应条件选择4、产品分离纯化第三章【初级代谢及产物】初级代谢是指微生物的生长、分化和繁殖所必须的代谢所需而言，初级代谢过程所产生的产物就是初级代谢产物，初级代谢产物主要指一些生命细胞不可缺少的小分子物质如氨基酸、核苷酸、维生素。【次级代谢及产物】次级代谢是

2、指非微生物生命活动所必需的代谢活动而言，也就是说这种代谢对微生物的生长、繁殖分化关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。刺激代谢产物通常以多组分的形式存在，多数次级代谢产物的化学结构都比较复杂而且特殊。例如抗生素、生物碱、色素和毒素等物质。第四章【种子活化和扩大】是指将保存在保藏器皿中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐朱逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯过程。【优良种子所必备的条件】1、菌种稀薄啊的生长活力强，移种到发酵罐后能迅速生长，以缩短迟滞期。2、生理性状稳定，以便得到稳定的菌体生长过程。3、具有适宜的菌体总

3、量及浓度，以满足大容量发酵的要求。4、无杂菌污染，以确保整个发酵过程正常进行。5、保持稳定的生产能力，使最终产物的生物合成量持续稳定高产。【如何获得优良种子】1.有一种能使保存的菌种转移到存活力能达到最大的复活培养基上的方法。2.有一个不引起种子染菌的接种场所。3.具有定量判断种子质量标准的方法。4.具有定量测定菌种一系列生理状态变化的方法，以能正确地反映生物物质的连续变化。5.选择能满足种子扩大培养的容器和其他环境条件。【种子扩大培养工艺分为】实验室制备阶段和生产车间种子制备阶段。【种子罐级数】种子罐级数指制备种子需逐级扩大培养的技术，种子罐几时通常是根据菌种生长特性、

4、孢子发芽及菌体繁殖速度以及所用发酵罐的容积而定。对于生长快的细菌，种子用量比较少，故种子罐相应也少，一般采用二级发酵；对于生长较慢的链霉菌，一般采用三级发酵或四级发酵。种子罐的技术愈少，愈有利于简化工艺和控制，并可减少由于多数接种而产生的染菌机会，但也必须考虑尽量延长发酵罐产生产物的时间，缩短由于种子发芽、生长而占用的非生产时间，以提高发酵罐生产率。一级扩大，二级发酵。【接种龄】是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。【接种量】接种量是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。（1~10%）【发酵动力学】目的是设计发酵过程，控制发酵过程。分为：

5、分批操作、流加法、连续操作三种。【莫诺方程Monod】μ=μMaxS/（Ks+S），适用于单一基质限制及不存在抑制性物质的情况，其他营养是过量的，没有抑制物的作用。（S——限制性营养物质浓度，μMax——最大比生长速率，Ks——常数，在数值上为μ=1/2μmax。【发酵热】发酵过程中释放出来的净热量称为发酵热。包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。【发酵过程温度控制】一般来说，接种后应适当提高些培养温度，以利于孢子的萌发或加快微生物的生长、繁殖，而且此时发酵的温度大多数是下降的；带发酵液的温度表现为上升时，发酵液的温度应控制在微生物的最适生长温度；到主发酵旺盛阶段，温度的控

6、制可比最适生长温度低些，即控制在微生物代谢产物的最适温度；大发酵的后期，温度出现下降的趋势，直至发酵成熟即可放罐。【泡沫的危害】1、泡沫过多会引起发酵液溢出而造成浪费和污染。2、泡沫上升到灌顶，可能从轴封渗漏，造成杂菌污染。3、泡沫过多就必须减少发酵罐的填装系数，减低了设备的利用率。4、泡沫影响氧传递，影响通气搅拌效果。5、当泡沫稳定，难以消除时，代谢产生的气体不能及时排除，影响菌体的正常呼吸作用，甚至造成菌体自溶。6、为将泡沫控制在一定范围内，就需要加入消泡剂，将对发酵工艺及后期分离提取工作造成不便。【消除泡沫的3种方法】物理消泡、机械消泡、化学消泡。【化学消泡的选择原

7、则】1、消泡剂必须是表面活性剂，具有较低的表面张力。2、具有一定的亲水性，对气-液界面的铺展系数足够大，能迅速发挥消泡活性。3、在水中的溶解度必须较小，以保持长久的消泡能力。4、无毒，不影响菌体生长和代谢。5、不影响氧在培养液中的溶解和传递。6、具有良好热稳定性。7、来源方便、广泛，价格便宜。【消泡剂的种类】一般用天然油脂，例如植物油。还有聚醚类、醇类、硅酮类。此外还可以通过机械分散及加入载体和乳化剂等方法增强消泡剂的作用。第五章【酒精发酵原料】淀粉质原料（薯类：甘薯、木薯；谷物原料：玉米、小麦、高粱、大米）、糖质原料（糖蜜、