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课件网) 3.1.3 发酵工程及其应用 传统发酵技术 发酵工程 利用天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情况不明， 发酵过程的控制缺乏标准，发酵食品的品质不一。 缩短发酵时间，确保品质稳定 微生物培养，筛选单一菌种，再接种到物料中发酵 利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 发酵工程 选育菌种 扩大培养 配制培养基 灭菌 接种 发酵罐内发酵(中心环节) 分离提纯产物 获得产品 ①从自然界筛选 ②通过诱变育种或基因工程育种获得 工业发酵罐接种量大，发酵之前需对菌种进行扩大培养 确定菌种后，选择原料制备培养基，培养基配方常需要反复实验才能确定。 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。培养基和发酵设备都必须灭菌 发酵工程的基本环节 培养物或营养物质的加入口 观察孔 取样管 电动机 排气管 pH计 冷却水排出口 冷却夹层 发酵液 搅拌叶轮 生物传感器装置 空气入口 温度传感器和控制装置 冷却水进入口 阀门 放料管 想一想： 哪些设计可以帮助人们了解发酵进程？ 哪些设计可以及时添加发酵必需的营养组分？ 哪些设计用于控制温度、pH和溶解氧等发酵条件？ 为什么冷却水和空气的入口在下而出口在上？ 发酵时搅拌有哪些好处？ 选育菌种 扩大培养 配制培养基 灭菌 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 ①从自然界筛选 ②通过诱变育种或基因工程育种获得 工业发酵罐接种量大，发酵之前需对菌种进行扩大培养 这是发酵工程的中心环节。 ①了解发酵进程：随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等。 ②及时添加必需的营养组分。 ③严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。 同种微生物生长繁殖所需的最适温度和积累代谢物所需的最适温度往往不同。 同一微生物由于培养环境pH不同，可能会积累不同的代谢物。 例如，谷氨酸的发酵生产中，谷氨酸棒状杆菌在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 发酵工程的基本环节 通气量、搅拌速度、罐压 选育菌种 扩大培养 配制培养基 灭菌 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 ①从自然界筛选 ②通过诱变育种或基因工程育种获得 工业发酵罐接种量大，发酵之前需对菌种进行扩大培养 这是发酵工程的中心环节。 ①了解发酵进程：随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等。 ②及时添加必需的营养组分。 ③严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。 现代发酵工程使用的发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程进行检测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 ①产品是微生物细胞：采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥即可 ②产品是代谢物：根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品 发酵工程的基本环节 发酵液 预处理 细胞分离 细胞破碎 初步纯化 高度纯化 成品加工 细胞破碎分离 胞外产物 加热 调pH 沉降 离心 过滤 研磨 离心 萃取 过滤 沉淀 吸附 萃取 层析 电泳 结晶 离子交换 干燥 结晶 选育菌种 扩大培养 接种 灭菌 配制培养基 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？ 包括：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。 2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖,同时及时添加必要的营养组分。 选育菌种 扩大培养 接种 灭菌 配制培养基 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 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 ... ...
