发酵工程的应用

发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。

2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前，最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。

随着人类对微生物的认识和技术的发展，发酵工程逐渐成为一门系统的学科。

3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域，对人类的生活和健康有着重要影响。

二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应，产生有机产物或能量的过程。

发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。

2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程，包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。

三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。

不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。

2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节，培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。

3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等，针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。

四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂，可以促进化学反应的进行。

按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。

2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用，可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。

3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤，使其更好地适用于实际生产。

五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备，包括灭菌、通气、控温等功能。

2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物，以保证发酵过程的正常进行。

3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等，用于分离提纯发酵产物。

六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数，以保证微生物的生长和产物的产生。

发酵工程与设备什么是发酵工程发酵工程是一种利用微生物、酶和其他生物技术生产化学和生物制品的过程。

这种技术十分通用，适用于许多行业，如食品、制药、石油等。

发酵工程已成为现代工业中不可缺少的部分。

随着技术的进步和知识的增加，发酵工程变得越来越重要。

发酵工程的应用1.食品工业：发酵工艺已广泛应用于生产酸奶、面包、啤酒、酒精、味增等食品。

2.制药工业：发酵工艺已应用于生产大量的抗生素、激素、酶和蛋白质制品。

3.石油工业：通过发酵工艺可生产出一些高附加值的产物，如甘油、单体和聚合物等。

在这些行业中，发酵工程所涉及的组成部分包括微生物、培养基、发酵设备、控制系统等。

发酵设备发酵设备是用于生产中发酵过程的特定设备，包括发酵罐、离心机、培养箱、灭菌器、分离机等。

为了满足不同的生产需求，不同的发酵设备需要不同的设计和制造。

在发酵设备的选择上，需要考虑以下因素：1.安全性：发酵过程可以产生许多危险物质，因此设备必须安全可靠，具有充分的安全措施和预防措施。

2.耐用性：发酵设备必须经过长时间的使用和多次的清洗和消毒，所以它必须足够耐用。

3.易于清洗和维护：发酵设备必须易于清洗和维护，以充分消除杂质和其他污染物，从而确保生产的干净和纯度。

在发酵设备的选择中，不同的制造商和供应商之间存在着很大的差异。

为了确保选择的设备是合适的和符合要求的，需要了解所需设备的细节以及必需的规格和功能。

发酵的控制发酵工程中的控制是必不可少的，其目的是确保发酵过程中的操作符合预期，以达到预期的产量和质量。

主要的控制参数包括：1.温度：温度控制是发酵过程中最重要的因素之一。

不同的微生物和反应需要在不同的温度下进行。

因此，在研究和生产中必须选择适当的温度来控制发酵过程。

2.PH值：微生物和酶的活性与PH值密切相关。

因此，在发酵过程中对PH值的控制至关重要。

3.氧气供应：氧气是微生物需要的重要元素之一。

在发酵过程中，需要适当的氧气供应来维持产率和生长。

发酵工程的应用发酵工程是指利用微生物（细菌、酵母、菌类、阿米巴等）进行发酵制品生产的一种工艺和方法。

发酵工程的应用范围十分广泛，从日常生活到工业生产都有着广泛的应用。

本文将详细介绍发酵工程的应用。

1. 生物制药生物制药是指利用微生物、动植物细胞等生物体制造的药物。

发酵工程在生物制药领域中有着重要的地位。

许多药物如抗生素、激素、维生素等都是利用发酵工艺生产的。

而且发酵工程可以大量生产药物，从而降低药物的生产成本，提高生产效率和药物的纯度。

2. 食品工业在食品工业中，发酵工程有重要的应用。

例如酸奶、酱油、啤酒等都是利用发酵工艺生产的。

发酵工程不仅可以提高食品品质和口感，还可以提高营养价值和保健作用。

发酵工程生产的食品还可以延长保质期，有利于食品的储存和运输。

3. 化学工业在化学工业中，发酵工程的应用也很广泛。

例如利用发酵工艺生产丙酮、氢气、酒精、乙酸等化学品。

这些化学品可以被用于真空管、绝缘材料、合成纤维、合成橡胶、制药等方面。

4. 能源生产发酵工程可以利用生物质制取能源。

例如利用发酵工艺生产生物乙醇、生物气体、生物柴油等，用于替代化石燃料。

这种利用发酵工艺生产的生物质能源具有环保、可再生、减少碳排放等优点。

5. 废水处理发酵工程可以用于废水处理。

例如利用微生物发酵工艺处理有机废水，使它们转化为无毒、无害的物质，从而减少废水的污染。

这种利用发酵工艺处理废水具有经济、高效的优势。

综上所述，发酵工程的应用非常广泛，不仅在生物制药、食品工业、化学工业等方面有着重要的地位，也具备了替代化石能源、减少废水污染等方面的应用前景。

发酵工程的应用有利于环保和经济发展，是一种非常重要的工艺方法。

发酵工程及其应用知识点发酵工程及其应用知识点1. 发酵工程的定义发酵工程是一门综合性的学科，它研究微生物在合适培养基条件下生长和代谢所产生的产物，通过合适的发酵工艺控制微生物的生长和代谢，从而获得所需要的产物。

2. 发酵工程的基本原理发酵工程主要利用微生物的生长、代谢特性，以及合适的发酵工艺控制，来实现所需产物的生产。

其基本原理包括：- 微生物生长与代谢特性：包括微生物的生长曲线、生长速率、代谢产物的合成途径等。

- 发酵工艺控制：包括发酵培养基的选择和优化、气体供应和搅拌的控制、温度、pH 值等环境因素的控制。

- 发酵工程设备：包括发酵罐、气体供应系统、温度、pH 值控制系统等。

3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、制药、化工等领域，主要包括以下几个方面：- 食品工业：发酵工程用于葡萄酒、啤酒、面包、味精等食品的生产，通过微生物的代谢产生的产物，提高产品品质。

- 制药工业：发酵工程用于抗生素、维生素、酶、多肽等药物的生产，通过微生物大规模培养来获得药物原料。

- 化工工业：发酵工程用于合成某些化学品，如有机酸、氨基酸等，在提高产量和降低成本的同时，减少了对传统化工工艺的依赖。

- 环境保护：发酵工程利用微生物的代谢能力，对有机废水、有机废气等进行处理，达到净化环境的目的。

4. 发酵工程中的微生物发酵工程中常用的微生物有细菌、真菌、酵母、嗜热菌等。

根据不同的生产需求和工艺特点，选择不同的微生物进行培养。

其中，酵母菌在食品工业和酒精工业中应用广泛，细菌如大肠杆菌在制药工业中应用较多。

5. 发酵培养基的选择和优化发酵培养基是微生物生长的营养物质来源，其组成的选择和优化对发酵工程的成功至关重要。

发酵培养基的组成包括碳源、氮源、无机盐、微量元素等。

优化发酵培养基的目的是提高产量、降低生产成本。

常用的优化方法包括统计优化方法、响应面法等。

6. 发酵工艺的控制发酵工艺的控制包括温度、pH 值、气体供应和搅拌等方面。

发酵工程在农产品加工上的应用一、发酵工程概述发酵工程是利用微生物代谢过程中产生的能量和物质转化作用，通过控制温度、pH值、氧气浓度等因素，使微生物在特定条件下进行生长和代谢，从而达到提高产品品质和产量的目的。

发酵工程在食品、医药、化工等领域都有广泛应用。

二、农产品加工中的发酵工程应用1. 食品加工（1）酿造行业：啤酒、米酒、黄酒等均是通过控制微生物代谢过程来实现的。

例如啤酒的发酵过程中，大麦芽经水解生成糖类，再经由啤酒花提取出α-苦味质和β-芳香油成分，最后通过控制温度和时间等因素进行发酵。

（2）面包行业：面包中添加了面粉、水、糖等原料，并通过添加曲霉菌或者其他微生物来实现面团的发酵过程。

这样可以使面团变得松软并增加口感。

（3）豆制品行业：豆腐、豆浆等产品均是通过控制大豆中的微生物代谢过程来实现的。

例如豆腐的制作过程中，大豆经过浸泡、磨浆、加热等步骤后，通过添加凝固剂和发酵剂进行发酵。

2. 饲料加工动物饲料中添加了大量的蛋白质、碳水化合物等营养成分，通过添加微生物进行发酵可以增加饲料的营养价值和口感。

例如猪肉、牛肉等都需要添加高蛋白质的饲料才能得到更好的生长效果。

3. 药品制造许多药品都是通过微生物代谢过程来实现的。

例如青霉素就是一种利用青霉菌进行发酵制造的抗生素药品。

三、发酵工程在农产品加工上的优势1. 提高产品品质通过控制微生物代谢过程可以使产品变得更加可口，并且可以增加产品营养价值。

2. 提高产量通过控制温度、pH值等因素可以使微生物在特定条件下更好地进行生长和代谢，从而提高产量。

3. 降低成本通过发酵工程可以使产品更加可口，并且提高产量，从而降低生产成本。

四、发酵工程在农产品加工上的挑战1. 控制微生物代谢过程需要精确的技术和设备，这对于一些小企业来说可能会造成一定的困难。

2. 发酵过程中需要控制温度、pH值等因素，这需要耗费大量的能源和资源。

3. 由于微生物代谢过程比较复杂，因此需要进行大量的研究和开发才能得到更好的效果。

高中发酵工程的知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵工程的定义发酵工程是以微生物或酶等生物催化剂为基础，通过控制合适的环境条件，利用微生物或酶的代谢作用，进行有选择地生产物质或提取有用产品的工程技术。

2. 发酵工程的原理发酵工程利用生物催化剂在适宜的温度、pH、氧气供应等条件下对原料进行代谢作用，使其产生有用的化学产物。

发酵过程分为有氧发酵和无氧发酵，有氧发酵是指微生物在充分供氧的情况下进行代谢作用，而无氧发酵则是微生物在缺氧条件下进行代谢作用。

3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、医药、酒类、饲料、化工等领域都有重要的应用，可以生产出酒精、乳酸、维生素、抗生素、酶等多种产品。

二、微生物学基础1. 微生物的分类微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌、酵母菌、病毒等。

其中，细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，酵母菌主要是酵母菌科的酵母菌，真菌包括霉菌和酵母菌。

2. 微生物的生长特性微生物的生长需要适宜的温度、pH值、氧气供应等条件，不同微生物的生长特性有所不同。

典型的微生物生长曲线包括潜伏期、对数生长期和平稳期。

3. 微生物的代谢特点微生物的代谢分为呼吸代谢和发酵代谢两种形式。

呼吸代谢需要有氧气，产生CO2和H2O，而发酵代谢不需要氧气，产生乳酸、酒精、醋酸等产物。

4. 微生物的培养方法微生物的培养方法包括液体培养和固体培养两种形式，培养基的选择对微生物的生长有重要影响。

三、发酵工程的工艺流程1. 发酵工程的基本流程发酵工程的基本流程包括发酵菌种的培养和保存、发酵罐的设计和运行、发酵过程的控制和调节、产品的分离和提取等步骤。

2. 发酵工程的发酵罐发酵罐是进行微生物发酵的设备，按照不同的设计要求可分为批式发酵罐和连续式发酵罐。

3. 发酵工程的发酵菌种发酵菌种是进行发酵的微生物，可以是细菌、酵母菌、真菌等。

合适的发酵菌种是发酵工程成功的关键。

4. 发酵工程的发酵过程控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气供应、营养物质的添加等方面，需要根据不同的菌种和发酵产品进行调节。

发酵工程的应用领域发酵工程是指将微生物和其他生物转换成有用物质和能量的过程。

它在许多领域都有着广泛的应用，涉及生产过程、医疗卫生、食品加工和废物处理等多个重要领域。

以下是发酵工程的应用领域的概括：1. 医药生产发酵工程在医药生产中有着重要的应用。

发酵方法可以用来生产抗生素、激素、维生素、酶及其他有生物学意义的物质。

这些物质在医学上被广泛应用，如抗生素用于治疗感染、激素用于治疗内分泌疾病、酶用于诊断和治疗等。

2. 食品加工发酵工程在食品行业中也有着广泛的应用。

很多食品制品都是通过微生物的发酵过程得到的。

例如，酸奶、酱油、豆腐、酒、葡萄酒等。

发酵工程可以改变食品的营养成分、口感和质量，提高食品的品质和保质期。

3. 酿造行业酿造业是发酵工程的经典应用之一。

啤酒的生产就是一种发酵工艺，通过麦芽、大米、玉米等原材料的发酵，制作成啤酒、白酒、黄酒等饮品。

发酵工艺可以改变饮品的口感、酒精度和香气特点，同时也是酿造业竞争力的重要因素。

4. 糖化工业在糖化工业中，发酵工程被广泛应用。

通过微生物的发酵，可以将蔗糖、淀粉等复杂的碳水化合物转化为酒精、醋酸、乳酸等单糖或有机酸。

这些化合物可以用于食品、饮料、生物燃料、医药等领域。

5. 生物燃料发酵方法也可以用于生产生物燃料。

生物质能是一种绿色的能源，可替代传统的化石燃料。

通过微生物的发酵方式，在生物质资源中提取出可用的能源，这种能源被称为“生物天然气”和“生物柴油”。

6. 废物处理发酵工厂可以用来处理有机废物和生物质。

有机物质经过微生物的发酵与分解，形成另一种形式的生物质，并可生产出肥料和甲烷气体等。

利用这种方法进行废物处理不仅可以达到治理环境的目的，还可以减少浪费和保护资源。

专题9 发酵工程微专题1 发酵工程的应用1.微生物在传统发酵技术中的应用①果酒、果醋、泡菜制作过程中发酵液pH均呈下降趋势，但原因不同。

②传统发酵过程中一般不需严格灭菌，目标菌种的快速建立以及发酵形成的环境条件会抑制杂菌的生长繁殖。

③传统发酵一般为混合菌种发酵，品质不一，现代工业发酵一般为单一菌种发酵，品质较高。

2.泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。

经典考题重现传统发酵技术是我国劳动人民的智慧结晶，泡菜、果酒、果醋是通过传统发酵技术生产的产品。

下列关于传统发酵技术的叙述正确的是③④。

①果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时。

(2021·江苏卷，14C)②果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深。

(2021·江苏卷，14D)③酵母菌和醋酸菌发酵过程中控制通气的情况不同。

(2021·辽宁卷，8C)④葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的。

(2021·山东卷，12C)⑤利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵。

(2019·江苏卷，9A)⑥果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反。

(2019·江苏卷，9C)高考重点训练1.(2021·海南卷，17)关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是()A.发酵所利用的微生物都属于原核生物B.发酵过程都在无氧条件下进行C.发酵过程都在同一温度下进行D.发酵后形成的溶液都呈酸性答案D解析参与果酒制作的微生物是酵母菌，属于真核生物，A错误；参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，因此果醋发酵需要有氧条件，B错误；不同的发酵过程需要的温度不同，C错误；果酒、果醋和泡菜发酵后形成的溶液都呈酸性，D正确。

2.(2021·湖北卷，3)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。

发酵工程的原理及其应用1. 什么是发酵工程发酵工程是一门利用微生物进行生物过程控制的工程学科，主要研究微生物发酵的原理、过程控制和应用技术。

发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、环境保护等领域，为生产和人类生活提供了许多重要的产品和技术。

2. 发酵工程的原理发酵工程是利用微生物代谢产生的酶的作用，将有机物转化为目标产物的过程。

其主要原理包括以下几个方面：•选择合适的微生物菌种：发酵工程首先需要选择适合产生目标产物的微生物菌种。

菌种的选择考虑到其代谢类型、产物产量以及对环境的适应能力。

•提供适宜的培养基：发酵过程需要提供适宜的培养基，包括有机碳源、氮源、无机盐等。

培养基的配方需要满足微生物生长和代谢所需的营养物质。

•控制发酵条件：发酵过程需要在适宜的温度、pH、氧气和搅拌等条件下进行。

这些条件的控制有助于提高微生物生长速率和产物产量。

•监测和控制代谢过程：发酵工程需要对微生物代谢过程进行监测和控制。

通过检测关键代谢产物和生物过程指标，及时调整发酵条件，使其稳定和提高产量。

3. 发酵工程的应用发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、环境保护等领域，为这些领域提供了许多重要的产品和技术。

下面列举了一些常见的应用：•食品工业：发酵工程在食品工业中应用广泛，例如酿酒、酱油、味精等的生产，均离不开发酵工程的支持。

通过精心选择菌种和控制发酵条件，可以生产出口感好、品质稳定的食品。

•制药工业：发酵工程在制药工业中用于生产大量的药物、抗生素和酶等。

利用优秀的微生物菌种和发酵工艺，可以提高药物产量，降低生产成本。

•饮料工业：发酵工程在饮料工业中也有重要的应用，例如酸奶、酵素饮料、发酵果汁等的生产。

发酵工程可以提高产品质量，改善口感，增加产品的营养价值。

•环境保护：发酵工程在环境保护方面也发挥重要作用，例如利用微生物发酵处理有机废水和废气等。

微生物通过代谢能力将有机废物转化为无害的产物，同时还可以产生能源等。

•能源生产：发酵工程在能源生产方面也有应用。

发酵工程的应用举例【知识归纳】1、选育菌种：①从自然界中筛选性状优良的菌种；②通过诱变育种或者基因工程2、扩大培养：因为工业中使用的发酵罐体积很大，菌种在接入发酵罐之前要进行扩大培养3、配制培养基：先确定菌种，再选择原料制备培养基，培养基的配方要经过反复试验才能确定4、灭菌：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌为什么要进行灭菌：因为发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降5、接种：将扩大培养后的菌种接种到发酵罐中6、发酵：发酵工程的中心环节。

在发酵过程中，要随时监测培养液中的微生物数量、产物浓度等。

及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件7、分离、提纯产物：①若发酵产品是微生物细胞本身，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，获得到产品；②若产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。

8、发酵工程的特点：①生产条件温和；②原料来源丰富；③产物专一；④废弃物对环境的污染小和容易处理9、发酵工程基本环节图解示意：10、发酵工程的应用：类别应用方向食品工业生产传统的发酵产品（如酱油等）生产各种食品添加剂（如柠檬酸、味精等）生产各种酶制剂（如果胶酶、脂肪酶等）医药工业将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。

将病原体的抗原基因转入到适当的微生物细胞，获得表达产物用来作为疫苗使用农牧业生产微生物肥料（如根瘤菌肥等）生产微生物农药（如苏云金杆菌、白僵菌等）生产微生物饲料（如单细胞蛋白等）11、单细胞蛋白是蛋白质吗？单细胞蛋白不是蛋白质，而是通过发酵获得的大量的微生物菌体，即微生物菌体本身12、传统发酵技术与现代发酵工程的比较：项目传统发酵技术现代发酵工程菌种来源原料或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物从自然界中筛选或利用生物技术培育的是否需严格灭菌不需严格灭菌需要严格灭菌发酵条件的控制人为的控制发酵条件，没有特别严格通过计算机系统控制发酵条件，特别严格产品的分离、纯化较为简单，往往直接使用较为复杂，方法有过滤、沉淀、蒸馏、萃取等13、啤酒的工业化生产流程：发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止主发酵后发酵主发酵：酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成在此阶段完成后发酵：低温、密闭的环境，形成澄清、成熟的啤酒14、典型微生物特点：谷氨酸棒状杆菌发酵条件培养基中PH值影响谷氨酸发酵中性或弱碱性：产生谷氨酸酸性：谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺培养基中C:N的比值影响谷氨酸发酵C:N=4:1时，菌体大量繁殖，谷氨酸产生量较少C:N=3:1时，菌体繁殖受抑制，谷氨酸产生量较多谷氨酸发酵常用菌种为谷氨酸棒状杆菌，与有氧呼吸有关的酶在细胞膜上15、黑曲霉的两种产物：原料主要作用的酶产物黑曲霉大豆蛋白酶酱油淀粉淀粉酶柠檬酸16、发酵罐中搅拌叶轮的作用：①机械搅拌增加培养液中的溶解氧；②使微生物与发酵液进行混合均匀，增加对营养物质的利用率17、发酵罐中温度为什么会升高？①微生物新陈代谢释放的热能；②叶轮机械搅拌产热18、进行扩大培养或者作为生产用菌的时期为：K/2时期，因为该时期的菌种代谢旺盛，生理特性比较稳定19、发酵罐中的冷却水进入口和出水口：作用：根据生产需要控制调节合适温度；原则：冷却水进水口在下，出水口在上（下进上出）（可以不是无菌水）20、空气入口：根据发酵的需要通入无菌空气。

发酵工程的研究和应用发酵工程是近年来备受关注的学科，它的应用范围涉及到生物学、医学、食品工业等领域，具有非常广泛的用途。

本文将从发酵工程的定义、发酵工程的基本原理、发酵工程的应用三个方面来探讨这一学科的研究和应用。

一、发酵工程的定义发酵工程是指利用微生物在适宜条件下进行繁殖、代谢，从而得到所需产品的一种生物技术。

发酵工艺是从原料的处理开始，通过微生物的代谢反应将原料转化为目标产物的工艺，需要掌握微生物生理、营养代谢、工艺参数等知识，同时也包括了生物化学、微生物遗传、发酵动力学、传质和传热等多个学科的内容。

二、发酵工程的基本原理发酵工程是利用微生物在适宜条件下进行繁殖和代谢，从而得到所需产品的技术。

微生物的代谢反应包括了有机物的降解、生物合成以及能量利用等过程，其中的代谢产物就是发酵工艺得到的产品。

而微生物的代谢反应受环境条件、营养物质的供应和代谢产物的累积等因素的影响。

为了提高发酵工艺的产量、质量和效率，需要掌握以下三个方面的基本原理：1.微生物生理及代谢反应的规律微生物的生长和代谢需要控制环境条件，其生长和代谢产物的产生规律是发酵工程的基础。

由于微生物的不同，对环境条件的要求也不同，因此需要根据不同微生物的特性来调节环境条件。

2.发酵动力学发酵动力学是对微生物发酵过程的量化研究，明确发酵过程中关键参数如菌群数量、代谢产物浓度等的动态变化规律。

通过对发酵反应动力学特征的研究，可以确定相关的发酵参数及其控制策略。

3.传质和传热的原理传质和传热是发酵工艺中必不可少的环节，其优劣直接影响发酵过程中产物的质量以及收益。

通过掌握传质和传热的原理，可以选择适宜的微生物、工艺参数，进而提高发酵工艺的效率和产品质量。

三、发酵工程的应用发酵工程应用广泛，包括食品、医药、化工等多个领域。

以下分三个领域介绍发酵工程的应用：1.食品工业食品工业中的发酵工程应用多，如工艺酸奶、酱油、豆腐等等。

在酸奶制作中，发酵工程主要作用是使乳中的乳糖转化为乳酸，从而使牛奶成为酸奶；在酱油制作中，发酵工程则是利用大豆、小麦等原料，通过蛋白质和淀粉的水解、氧化和糖化等反应，制成酱油。

发酵工程在农业上的应用
发酵工程在农业上有许多应用，其中一些主要应用包括：
1. 混合饲料生产：通过发酵工艺制备混合饲料，可以提高其营养价值和消化率。

例如，利用发酵工程制备的酵素可以降解纤维素和其他难以消化的物质，提高饲料的能量价值。

2. 饲料添加剂生产：发酵工程可以用于生产各种饲料添加剂，例如益生菌和酵母等。

这些添加剂可以改善动物的肠道微生物群落平衡，促进食物消化和营养吸收。

3. 有机肥料生产：通过发酵工程制备有机肥料可以将农业废弃物转化为有机肥料。

利用发酵过程中产生的微生物和酶，可以将废弃物中的有机物质转化为富含营养的有机肥料。

4. 发酵液施用：利用发酵工程生产的发酵液可以用作农作物的施肥和植物保护剂。

发酵液中的微生物和代谢产物具有促进植物生长和增强植物抵抗力的作用。

5. 食品加工：发酵工程在食品加工领域有广泛的应用，例如酿造啤酒、酱油、醋和豆豉等。

这些产品的制造都离不开发酵过程中的微生物和酶的参与。

总的来说，发酵工程在农业中的应用可以提高农产品的质量和产量，同时实现废弃物的资源化利用，促进农业的可持续发展。

第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用学习目标必备知识一、发酵工程的基本环节二、发酵罐三、发酵工程的应用拓展延伸高考链接模拟演练1.掌握发酵工程的基本环节2.理解发酵工程在农业、食品工业、医药工业及其他工业生产上有重要的应用价值一、发酵工程的基本环节1．选育菌种：性状优良的菌种可以从中筛选出来，也可以通过或获得。

2．扩大培养：工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，因此在发酵之前还需要对菌种进行。

3．配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。

培养基的配方要经过才能确定。

4．灭菌：和都必须经过严格的灭菌。

5．接种：扩大培养的菌种和灭菌后的加入发酵罐中6．发酵罐内发酵：在发酵过程中，要随时检测培养液中的、等，以了解发酵进程。

还要及时添加必需的，要严格控制、和溶解氧等发酵条件。

7．分离、提纯产物：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用等方法将菌体分离和干燥得到产品。

如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的措施来获得产品。

二、发酵罐1.发酵装置分析（1）培养物或营养物质的加入口，阀门和放料口：控制培养物以一定进入、流出发酵罐，实现。

（2）空气入口：控制。

（3）观察孔、取样管、温度传感器和控制装置、生物传感器装置、pH计：通过肉眼观察、仪器检测等，取样管处抽取样品进一步检测。

（4）冷却水进入口和排出口：通过控制冷水流速调节。

（5）排气管：调节罐压（6）电动机和搅拌叶轮：电机带动叶轮转动进行搅拌，使，加快以及散热。

2.发酵罐使用注意事项：(1)发酵罐在使用前要进行，培养基和发酵设备一般用灭菌，空气采用的方法除菌。

原因分析：在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成关系，对发酵过程造成不良影响；要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格的灭菌处理；用、的方式，杀死所有的胞体、芽孢和孢子。

(2)对于需氧发酵，为了防止杂菌污染。

应该从空气入口通入空气。

三、发酵工程的应用1.发酵工程的特点：（1）生产条件。

发酵工程的应用及原理1. 发酵工程的概述发酵工程是一门综合性学科，涉及微生物学、生物化学、工艺学等多个领域。

它是将微生物及其代谢能力应用于工业生产中，利用微生物的发酵能力来生产有机化合物、药物、饮料等。

2. 发酵工程的应用领域2.1 食品酿造•啤酒生产：利用酵母菌对麦芽中的糖进行发酵，产生酒精和二氧化碳，制成啤酒。

•酒类酿造：葡萄酒、白酒、黄酒等的生产都基于发酵工艺。

•酱油、酱香等调味品的制造。

•大豆酱、豆腐等的发酵制作。

2.2 医药制造•抗生素的生产：利用微生物的代谢能力，如青霉素等抗生素的发酵合成。

•药物合成的中间体生产：通过发酵工艺生产药物合成的中间体，用于药物的进一步合成。

2.3 生物能源•生物乙醇的生产：利用酵母菌等发酵微生物对植物纤维中的糖类进行发酵，生产乙醇燃料。

•生物柴油的生产：利用微生物对油脂进行酯化反应，生成生物柴油。

3. 发酵工程的原理3.1 微生物选择与培养发酵工程中选择合适的微生物是关键。

根据工艺要求选择具备合适代谢能力的微生物，并经过培养以获得足够的生物量来进行发酵。

3.2 发酵基质的选择与准备发酵基质通常是有机物质，如糖、蛋白质等，需要根据具体的发酵物质和微生物需求选择合适的基质，同时经过适当的处理和消毒以减少杂质对发酵过程的影响。

3.3 发酵过程的控制•温度控制：合适的温度能够促进微生物的生长和代谢活动，但过高或过低的温度都会对发酵过程产生不良影响。

•pH控制：微生物对pH值较为敏感，通过调节pH值可以控制酸碱环境，维持微生物最适宜的生长环境。

•氧气供应：有些微生物需要氧气进行呼吸代谢，而有些则为厌氧菌，需要维持无氧环境。

•收获和分离：发酵结束后，需要从发酵液中分离出产物，并进行纯化和提取。

3.4 发酵工艺的优化为了提高发酵产物的产量和质量，可以通过调整发酵条件、改良微生物菌株、提高基质利用率等方式来对发酵工艺进行优化。

4. 发酵工程的展望发酵工程作为一门应用广泛的学科，随着生物技术的不断发展，将在更多领域中得到应用。

《第1章发酵工程》第3节发酵工程及其应用必会知识考点梳理拓展延伸易错警示必会知识一发酵工程的基本环节1．发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些功能，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。

发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。

2．选育菌种(1)常用菌种：主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等。

(2)菌种特点：①对周围环境的温度、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。

②有极强的消化能力。

③有极强的繁殖能力。

(3)菌种来源：①从自然界中筛选出优良菌种。

②利用诱变育种筛选出符合生产要求的优良菌种。

③利用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，构建出能生产相应产品的菌种。

3．扩大培养：工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，在进行接种前，要对菌种进行扩大培养。

(1)目的：增加菌种的数量，缩短生产周期。

(2)方法：将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。

4．配制培养基(1)类型：发酵工程一般使用液体培养基。

(2)要求：①根据菌种的代谢类型，选择不同的材料配制培养基。

②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成。

③应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。

5．灭菌和接种：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。

一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。

因此，培养基和发酵设备必须经过严格的灭菌，接种过程中要注意防止杂菌污染。

6．发酵罐内发酵—发酵工程的中心环节7．分离、提纯产物，获得发酵产品发酵产品分离、提纯方法必会知识二发酵工程的应用1．在食品工业上的应用(1)生产传统的发酵产品①以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制成的酱油产品：②以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产的各种酒类。