发酵工艺学(培训讲座课件).doc

发酵工艺学 　发酵工艺概论 发酵已经从过去简单的生产酒精类饮料，生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学，化学工程，基因工程，细胞工程，机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。 现代发酵工程不但生产酒精类饮料，醋酸和面包，而且生产各种食品添加剂：谷氨酸，柠檬酸，苹果酸，核苷酸，多糖等；医疗保健药物如胰岛素，干扰素，生长激素，抗生素和疫苗；农用生产资料：天然杀虫剂，细菌肥料，微生物除草剂；在化学工业上生产AA，酶，维生素和单细胞蛋白等。 Use of microorganisms： 适应性强 消化能力强 繁殖能力强 1857年，法国化学家，微生物学家巴斯德提出了著名的发酵理论“一切发酵工程都是微生物作用的结果”。巴斯德认为：酿酒是发酵，是微生物在起作用。酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟。可用加热的方法来杀死有害微生物，也可将纯种微生物分离出，获得所需发酵产品。 一、发酵工程（fermentation engineering） 1．直接利用微生物的机能将物料加工以提供产品的过程，又称微生物工程。 在最适发酵条件下，大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。 2．发酵工业简介Fermentation Industry 发酵食品 Fermented Foods 有机酸 Organic Acids 氨基酸 Amino Acids 核酸类物质 Nucleotides 酶制剂 Enzymes 医药工业（抗生素…） Pharmaceutical (Antibiotics…) 饲料工业（单细胞蛋白) Feedstuff (eg. SCP) 环境工程（废物处理） Environmental Application (Waste Treatment) 其它 （冶金工业…） Others (eg. Metallurgical industry) 二、微生物 （一）为什么要利用微生物？ 微生物繁殖非常迅速 微生物培养易于控制 微生物本身也容易改造 （二）抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？ 1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死。 2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将营养物质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖 。 3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些物质，包括氨基酸、核苷酸等。 三、Fermentation engineering 1．发酵工程组成 从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 上游工程 → FERMENTATION Process Control → 下游工程 UPSTREAM PROCESSES DOWNSTREAM PROCESSES - genetics, cell … - product extraction, purification assay - inoculum development - waste treatment -media formulation -by product recovery -sterilization - inoculation 2．获得发酵产品的条件 适宜的微生物 保证或控制微生物进行代谢的各种条件 进行微生物发酵的设备 精制成产品的方法和设备 Use of Microorganisms： Positive（益处） -Biomass -Production -Conversion Negative（危害） -Pathogens -Spoilage 3．发酵的定义 传统发酵：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。 Fermentation最初来自拉丁语“发泡”（fervere） 生化和生理学意义的发酵： 指微生物在无氧条件下，分解各种有