发酵与发酵工程的概念

发酵过程控制技术|食品生物技术/药品生物技术|

陈珊时间：2021.5发酵以及发酵工程的概念一、发酵的概念1、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。2、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。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。发酵以及发酵工程的概念3、工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程包括：⑴厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。⑵通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。发酵：人们把利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备人类所需产品的生物反应过程统称为发酵。发酵以及发酵工程的概念二、发酵工程的概念发酵工程是利用生物的生长和代谢活动大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。发酵以及发酵工程的概念基因工程酶工程细胞工程发酵工程产物产品产品发酵工程为核心内容

发酵以及发酵工程的概念发酵工程与微生物工程的关系：工业发酵是利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的一门现代工业，而现代发酵工程则是指直接把微生物(或动植物细胞)应用于工业生产的一种技术体系，是在化学工程中结合了微生物特点的一门学科。因而发酵工程有时也称作微生物工程。技术体系包括：菌种的选育、保藏及其扩大培养，培养基及其制备，培养基与设备灭菌，空气的除菌，微生物代谢产物的生物合成与调节机制，发酵过程控制，发酵染菌的防治，发酵产物的提取和纯化，发酵废液的综合利用、处理以及环境污染的防治等。发酵以及发酵工程的概念发酵工程的特征（一）发酵工程的一般特征：1.原料广泛，粗放，经济2.微生物细胞的特点：细胞工厂，可从单一发酵设备中一次完成代谢复杂性，所需产品无论多么复杂，可合成复杂产物。酶促反应的高选择性，手性转化，生产具有重大经济价值的物质。生物多样性，微生物种类多，微生物的特定性状和技能通过传统的或现代技术来发现，调控某一特性。发酵以及发酵工程的概念发酵工程的特征（二）与化学工程相比发酵工程的特点1.常温常压下，一般不必考虑防爆问题2.发酵过程是纯培养过程，防止杂菌污染，生产过程中所需设备，培养基和空气都须严格无菌处理，一但杂菌入侵就有可能导致发酵生产失败。纯培养发酵以及发酵工程的概念（三）与酶工程比较发酵工程酶工程优点：来源广，价格低，可再生专一性强，无副产物，转化率高，缺点：副产物多，提取分离困难酶价高，来源限制，不能再生（四）与动植物细胞培养优点：生长快，营养简单，对环境条件要求低发酵以及发酵工程的概念四、发酵过程的组成部分

1.发酵过程的组成除某些转化过程外，典型的发酵过程可以划分成六个基本组成部分：（1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定；（2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；（3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产的容器中；（4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；（5）产物萃取和精制；（6）过程中排出的废弃物的处理。发酵以及发酵工程的概念

培养基原料培养基配制培养基灭菌

储备菌种摇瓶（种子培养）种子罐培养发酵罐培养空气空气处理系统无菌空气

(胞内产品)细胞等固型物细胞分离培养液

(胞外产品)无细胞清液产品抽提产品精制产品包装

2.典型发酵过程示意图

3，发酵生产的条件（1）某种适宜的微生物（2）保证或