发酵工程及其应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修34.pptx

第3节发酵工程及应用

性状优良的菌种

自然界中筛选

诱变育种

基因工程育种

产酸量高的黑曲霉

基因工程改造的啤酒酵母

因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。

一、发酵工程的基本环节

液体培养基

液体培养基具有能够进行通气培养、振荡培养的优点，在通气或振荡的条件下，能增加微生物供氧量，并让微生物充分接触营养物质。

菌种数量

一、发酵工程的基本环节

一、发酵工程的基本环节

单一菌种

培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌

一、发酵工程的基本环节

5.接种：

（1）目的：将扩大培养后的菌株投放到发酵罐中。

放料管

阀门

培养物或营养物质的加入口

（2）发酵罐装置分析：

①控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养。

一、发酵工程的基本环节

5.接种：

（1）目的：将扩大培养后的菌株投放到发酵罐中。

（2）发酵罐装置分析：

①控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养。

空气入口

②控制溶解氧。

一、发酵工程的基本环节

5.接种：

（1）目的：将扩大培养后的菌株投放到发酵罐中。

（2）发酵罐装置分析：

①控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养。

②控制溶解氧。

pH计

生物传感器装置

观察孔

温度传感器和控制装置

取样管

③通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，取样管处抽取样品进一步检测。

一、发酵工程的基本环节

5.接种：

（1）目的：将扩大培养后的菌株投放到发酵罐中。

（2）发酵罐装置分析：

①控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养。

②控制溶解氧。

③通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，取样管处抽取样品进一步检测。

冷却水排出口

冷却水进入口

④通过控制冷水流速调节罐温。

一、发酵工程的基本环节

5.接种：

（1）目的：将扩大培养后的菌株投放到发酵罐中。

（2）发酵罐装置分析：

①控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养。

②控制溶解氧。

③通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，取样管处抽取样品进一步检测。

④通过控制冷水流速调节罐温。

电动机

搅拌叶轮

排气管

⑤调节罐压。

⑥电机带动叶轮转动进行搅拌。

使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热。

一、发酵工程的基本环节

5.接种：

（1）目的：将扩大培养后的菌株投放到发酵罐中。

（2）发酵罐装置分析：

（3）发酵罐的优点：

还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。

计算机控制系统

一、发酵工程的基本环节

一、发酵工程的基本环节

6.发酵罐内发酵

（1）地位：发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。

酸性

中性

弱碱性

一、发酵工程的基本环节

一、发酵工程的基本环节

一、发酵工程的基本环节

发酵工程基本环节分析

2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？

一、发酵工程的基本环节

发酵工程基本环节分析

3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？

传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。

发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。

一、发酵工程的基本环节

发酵工程基本环节分析

4.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？

不能。

因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。

二、发酵工程的应用

二、发酵工程的应用

黑曲霉

二、发酵工程的应用

1.在食品工业上的应用

（1）生产传统发酵产品

酿酒酵母

二、发酵工程的应用

1.在食品工业上的应用

（1）生产传统发酵产品

3.工业化生产流程：

发芽

二、发酵工程的应用

1.在食品工业上的应用

（1）生产传统发酵产品

发芽

焙烤

碾磨

糖化

二、发酵工程的应用

1.在食品工业上的应用

（1）生产传统发酵产品

发芽

焙烤

碾磨

糖化

蒸煮

发酵

消毒

终止

二、发酵工程的应用

1.在食品工业上的应用

（1）生产传统发酵产品

发芽

焙烤

碾磨

糖化

蒸煮

发酵

消毒

终止

菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制、产品的消毒等。

二、发酵工程的应用

1.在食品工业上的应用

（1）生产传统发酵产品

发芽

焙烤

碾磨

糖化

蒸煮

发酵

消毒

终止

4.思考讨论：

（2）现在市面上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，如一般不添