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工业发酵简介工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为发酵。
这样定义的发酵就是“工业发酵”。
微生物是工业发酵的灵魂，没有微生物就没有工业发酵。
工业发酵就是通过微生物的生命活动，把发酵原料转化为人类所需要的微生物产品的工业过程。
工业发酵要依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物生理学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。
发展近百年来，随着科学技术的进步，工业发酵发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。
工业发酵的研究从典型的工业发酵开始最常见的工业发酵一般符合以下三个条件：① 使用的菌种属于化能异养型微生物，② 目的产物属于初级代谢产物或能量代谢副产物，③ 目的产物在细胞内生成后被分泌到细胞外。
符合以上条件的工业发酵叫做典型的工业发酵。
对工业发酵理论的研究从典型的工业发酵开始。
第一个台阶，系统地研究化能异养型微生物的工业发酵的理论第二个台阶，系统地研究其他营养类型微生物的工业发酵的理论第三个台阶，系统地研究微生物利用碳以外元素工业发酵的理论工业发酵理论第一个台阶的研究建立了微生物生命活动的三个基本假设（发酵学三假说）。
它们是我们改造和利用微生物的理论基础。
用这三个基本假设来分析典型的工业发酵，出现了：① 工业发酵的微生物生物机器的新思路，② 为工业生产服务的工业发酵若干推理，③ 工业微生物育种和发酵工艺控制的“五字策略”。
研究工业发酵的思路工业发酵→【从一般到特殊】→典型的工业发酵→【从特殊到一般】→细胞机器的概念模式→【深入研究以发现自然规律】→自然规律（微生物生命活动的三个基本假说）→【从一般到特殊：将自然规律运用到典型的工业发酵】→细胞机器亚稳态物流模式→载流路径→五段式→五字策略→【从特殊到一般】→对未来发酵工业生产的预测发酵工程（1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。
发酵工业简介发酵工业是生物工程的重要组成部分，是生物工程产业化的基础。
发酵工业指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的一门传统工业。
至今，我国已形成了一个品种繁多，门类齐全，具有相当规模的独立工业体系，在国民经济中占有重要地位，其产品应用覆盖医药、卫生、轻工、农业、能源、环保等诸多行业，某些产品如味精、柠檬酸年产量已跃居世界首位。
如今，人们把利用生物细胞（指微生物细胞、动物细胞、植物细胞、微藻）在有氧或无氧条件下的生命来大量生产或积累生物细胞、酶类和代谢产物的过程成为发酵。
关键词：发酵工业、历史、现状、展望很早以前，人们就利用发酵技术来生产产品，直到近代才发现发酵时由微生物一引起的。
发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展，所涵盖的产品呢也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人们生活的各个方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新兴工业，近年来特别是20世纪90年代以来，行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展，而且对节约粮食、增加食品花色品种、提高产品质量及改善环境等发挥了重要作用。
1、发酵工程发展简史1、1传统发酵技术人类利用自然发酵现象生产食品已有几千年的历史。
你爱过就是最传统的发酵技术之一。
大约在9000年前，具有人们用谷物酿造啤酒。
在4000年前的龙山文化时期，我国就出现了黄酒酿造技术。
都将、醋、豆腐乳、泡菜、奶酪等传统食品的生产也均在2000年以上。
这些产品都是数千年来人们凭借智慧和经验，在没有亲眼见到微生物的情况下巧妙地利用微生物所获得的。
当时，人们不知道发酵的本质，也就不会人为地控制发酵过程，生产职能凭经验，因此这个时期也成为天然发酵时期。
现在，传统发酵技术仍然广泛应用于食品生产。
1、2近代发酵技术1、2、1微生物纯培养技术期间1680年，荷兰商人、博物学家列文虎克用自己发明创造的显微镜发现了微生物世界，这是人类第一次看到了微生物。
工业发酵主要类型及主要控制参数工业发酵是指利用微生物在一定条件下进行代谢反应，从而合成生物大分子，以达到工业生产目的的过程。
目前，工业发酵已经广泛应用于食品、医药、化工等领域。
发酵类型根据发酵生产的目的、生物种类和发酵的过程条件不同，可将工业发酵分为以下类型：食品发酵主要应用于食品加工领域。
其生物种类多为乳酸菌、酵母菌、霉菌等，包括酸奶、豆腐、酱油、味噌等。
医药发酵主要应用于药物、生物制品等的生产。
其生物种类多为细菌、真菌等微生物，包括青霉素、链霉素、胰岛素等。
纤维素酶生产发酵主要应用于制浆造纸、纤维素制品等领域。
其生物种类多为产纤维素酶的微生物，包括三级结构的真菌和细菌。
主要控制参数在工业发酵过程中，为确保发酵过程高效、稳定，需要对发酵过程中的主要参数进行精确控制。
主要参数包括：温度温度对于微生物的生长和代谢有着十分重要的影响。
在不同的发酵过程中，需要控制的最佳温度略有区别，一般在 25-45℃之间。
pH 值不同的微生物要求不同的pH 值范围，有些是弱酸耐受菌，有些是弱碱耐受菌，pH 对于发酵菌株的代谢产物的调节、酶活性等也有着重要的影响。
氧气气体浓度氧气是微生物生长和代谢过程中必须的成分，但不同的微生物对氧气的需求是不同的。
有些是厌氧生长菌，有些是需氧生长菌，而有些微生物在低氧或高氧浓度下生长更快。
因此，控制好氧气气体浓度对于发酵过程的效率和生产质量也有着重要的影响。
搅拌速度搅拌速度对于微生物的生长和代谢也有着重要的影响。
不同的发酵过程要求不同的搅拌速度，有的要求慢速、均匀搅拌，有的要求高速、强烈搅拌。
工业发酵主要类型及主要控制参数是工业发酵生产中的重要内容。
精确定义好发酵类型和控制参数，能够大幅提高生产效率，保证生产质量。
工业发酵主要类型及主要控制参数工业发酵是利用微生物在适宜条件下生长和代谢产物的过程。
它是一种常见的生物技术方法，广泛应用于食品、药品、饲料和化妆品等行业。
工业发酵可以分为多种类型，每种类型都有其特定的控制参数。
1.醇类发酵：醇类发酵是指利用微生物将可溶性糖转化为醇类化合物的过程。
常见的醇类发酵包括乙醇发酵和丙酮发酵。
乙醇发酵主要利用酵母菌将葡萄糖转化为乙醇，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
丙酮发酵主要利用丙酮菌将二糖转化为丙酮，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
2.酸类发酵：酸类发酵是指利用微生物将可溶性糖转化为有机酸的过程。
常见的酸类发酵包括乳酸发酵、醋酸发酵和柠檬酸发酵。
乳酸发酵主要利用乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
醋酸发酵主要利用醋酸菌将酒精转化为醋酸，主要控制参数包括温度、氧供给和培养基成分。
柠檬酸发酵主要利用柠檬酸菌将糖转化为柠檬酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
3.氨基酸发酵：氨基酸发酵是指利用微生物将有机物质转化为氨基酸的过程。
常见的氨基酸发酵包括谷氨酸发酵、赖氨酸发酵和组氨酸发酵。
谷氨酸发酵主要利用谷氨酸菌将有机物质转化为谷氨酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
赖氨酸发酵主要利用赖氨酸菌将有机物质转化为赖氨酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
组氨酸发酵主要利用组氨酸菌将有机物质转化为组氨酸，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
4.抗生素发酵：抗生素发酵是指利用微生物产生抗生素的过程。
常见的抗生素发酵包括青霉素发酵、链霉素发酵和红霉素发酵。
青霉素发酵主要利用青霉菌将有机物质转化为青霉素，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
链霉素发酵主要利用链霉菌将有机物质转化为链霉素，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
红霉素发酵主要利用红霉菌将有机物质转化为红霉素，主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
☆要实现发酵过程并得到发酵产品，必须具备的条件：①要有某种适宜的微生物；②要保证或控制微生物进行代谢的各种条件（培养基组成、温度、溶解氧浓度、碱度等）；③要有进行微生物发酵的设备；④要有将菌体或代谢产物提取出来，精制成产品的方法和设备。
发酵生产过程是利用生物体的生命活动来获取产品的，与化学生产过程相比其特点为：1、生产过程通常都是在常温下进行，一般操作条件比较温和，各种设备不必考虑防爆问题，可能使一种设备有多种用途。
2、生产所用的原料常以淀粉、糖蜜等碳水化合物为主，并加入少量的有机和无机氮源，原料只要不含对生物有害的物质，一般不需对原料进行预处理。
3、生产过程中的反应是以生命体的自动调节方式进行的，因此数十个反应过程能够像单一的反应一样，在单一的生物反应器中进行。
4、能够很容易地生产复杂的高分子化合物，其中酶、光学活性体等的生产是发酵生产过程中最有特色的领域。
5、利用生命体特有的反应机制，能够高选择性地进行复杂化合物在特定部位上的氧化、还原、官能团导入等反应。
6、生产产品的生物体有时也是产物，其富含维生素、蛋白质、酶等；除特殊情况外，生物体的培养液一般不会对人和动物造成危害。
7、发酵生产过程中最需要注意的是防止杂菌污染，尤其是噬菌体的侵入危害很大，有时甚至是致命的，因此，生产过程的灭菌十分重要，它决定着生产的成败。
8、通过改良生物体的生产性能，可在不增加设备投资的条件下，利用原有的生产设备使生产能力上升。
发酵工业的优缺点：优点：1.产物结构复杂性和特异性： 2. 过程安全性：水相、常温、常压、中性、不燃不爆3.主要原料可再生性：阳光和土地4.原料可替换性5.反应自控性6.设备通用性7.副产物可综合利用性8.生产能力可提高性：突变与基因扩增9.产物类型可塑性：突变与转基因缺点：1.副产物多，分离精制困难2.反应速度慢3.原料转化率低4.反应浓度低5.生产稳定性差6.设备庞大，辅助设备多，投资大7.废水、废渣排放量大，处理费用高8.生产过程容易受到其他微生物的污染9.通气、搅拌、冷却等能耗大☆发酵工业对微生物菌种的要求1.能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和生成所需的代谢产物,产量高的菌种。
发酵类型及其各自的特点发酵类型及其各自的特点？★固态表面发酵：是在固体培养基表面生长，是最早的工业发酵形式如白酒、酱油生产等。
这种方法麻烦并效率低需大量底物用于生产，但它仍用于少量液态发酵不能完成的产品生产。
固态发酵的优点:◇原料来源广，价格低廉；◇在霉菌发酵时就可以防止污染杂菌；◇能耗低；◇固体发酵的产物回收—般步骤少，费用也省。
固态发酵的缺点:◇大规模生产时的散热比较困难，◇参数检测如pH值、温度、菌体增殖量、产物生成量等是很难实现的。
★液态发酵：容量大，生产效率高，适于机械化，便于工艺条件的控制，产品质量高。
根据液态发酵中对氧气的需求分为：好氧发酵：如谷氨酸、柠檬酸、青霉素生产厌氧发酵：如乳酸、丙酮丁醇生产兼性厌氧发酵：如酒精生产时，前期通入一定量空气供酵母生长，后期形成缺氧环境，使乙醇大量积累发酵类型根据生产情况可分为：（1）分批发酵：分批发酵: 最简单的发酵形式。
优点：操作简单周期短染菌的机会减少生产过程、产品质量容易掌握（2）批补料发酵：fed-batch：分批补料发酵的优点：系统中能维持很低的基质浓度，从而避免快速利用碳源的阻遏效应能够按设备的通气能力去维持适当的发酵条件能减缓代谢有害物的不利影响（3）分批补料发酵分批补料发酵较单一的分批发酵中对废物浓度的升高会有积极影响是不断的稀释。
罐的利用率升高。
罐内装液量加大就可获得更高的产率。
另外，选择性的补料可用于保持发酵适当的pH 以利产物的形成。
分批补料发酵的操作控制方式：反馈补料：控制基质浓度流加、恒pH流加、恒溶氧流加、控制比生长速率的流加；非反馈补料：恒速流加、线性速率流加、指数流加（4）连续发酵⑴在分批发酵和分批补料发酵中均存在微生物生长环境变化较大的缺点。
而在连续发酵中控制的原则是保持条件始终一致。
同时保证这些条件始终最适合产物的形成这一点在分批发酵中是不可能的。
⑵最佳的连续发酵将使产物形成数量始终保持近似相同这种发酵形式的优点为产物的质量始终一致这一点对药物等代谢产物的生产是很重要的。
发酵工业概论知识点总结1. 发酵工业的历史和发展发酵工业起源于古代人们在食品加工和酿酒等过程中对微生物代谢的利用，传统发酵技术逐渐形成并发展。
19世纪末至20世纪初，随着微生物学、生物化学和工程学等领域的不断进步，发酵工业取得了飞速发展，逐渐形成了现代发酵工艺。
2. 发酵工艺的基本原理发酵工艺是指利用微生物或其代谢产物进行生物转化的工艺。
其基本原理是在适宜的温度、pH值、营养条件下，微生物通过代谢过程合成目标产物。
发酵过程主要包括发酵菌种的培育、发酵培养基的制备、发酵过程的控制等环节。
3. 发酵产物的分类根据发酵产物的不同，可以将发酵产物分为食品发酵产物和工业发酵产物两大类。
食品发酵产物包括酸奶、豆豉、味精等；工业发酵产物包括抗生素、氨基酸、酶类、有机酸、聚合物等。
4. 发酵工艺的应用（1）食品发酵工业：包括酿造业、醋制品、豆制品、面食品等；（2）医药发酵工业：用于生产抗生素、激素类药物、维生素等；（3）化工发酵工业：生产醋酸、丁二酸、酶类、丙二醇、丙二酸等；（4）农业发酵工业：生物农药、饲料添加剂、微生物肥料等。
5. 发酵工业的发展趋势（1）微生物基因工程技术的应用：利用重组DNA技术改造微生物，实现高效合成目标产物；（2）发酵工艺的智能化和自动化：借助信息技术、自动化控制技术提高发酵工艺的生产效率和质量；（3）绿色发酵技术的推广应用：发展环保型、节能型的发酵工艺，减少废弃物和对环境的污染。
以上就是对发酵工业概论知识点的总结，希望能够给您带来一定的帮助。
发酵工业作为一个重要的产业，对于社会和经济发展都具有重要的意义。
发酵工业的发展不仅能够满足人们多样化的生产需求，也能够为人们带来更好的生活品质。
需要多加关注和推广。
发酵类型及其各自的特点？★固态表面发酵：是在固体培养基表面生长，是最早的工业发酵形式如白酒、酱油生产等。
这种方法麻烦并效率低需大量底物用于生产，但它仍用于少量液态发酵不能完成的产品生产。
固态发酵的优点:◇原料来源广，价格低廉；◇在霉菌发酵时就可以防止污染杂菌；◇能耗低；◇固体发酵的产物回收—般步骤少，费用也省。
固态发酵的缺点:◇大规模生产时的散热比较困难，◇参数检测如pH值、温度、菌体增殖量、产物生成量等是很难实现的。
★液态发酵：容量大，生产效率高，适于机械化，便于工艺条件的控制，产品质量高。
根据液态发酵中对氧气的需求分为：好氧发酵：如谷氨酸、柠檬酸、青霉素生产厌氧发酵：如乳酸、丙酮丁醇生产兼性厌氧发酵：如酒精生产时，前期通入一定量空气供酵母生长，后期形成缺氧环境，使乙醇大量积累发酵类型根据生产情况可分为：（1）分批发酵：分批发酵: 最简单的发酵形式。
优点：操作简单周期短染菌的机会减少生产过程、产品质量容易掌握（2）批补料发酵：fed-batch：分批补料发酵的优点：系统中能维持很低的基质浓度，从而避免快速利用碳源的阻遏效应能够按设备的通气能力去维持适当的发酵条件能减缓代谢有害物的不利影响（3）分批补料发酵分批补料发酵较单一的分批发酵中对废物浓度的升高会有积极影响是不断的稀释。
罐的利用率升高。
罐内装液量加大就可获得更高的产率。
另外，选择性的补料可用于保持发酵适当的pH 以利产物的形成。
分批补料发酵的操作控制方式：反馈补料：控制基质浓度流加、恒pH流加、恒溶氧流加、控制比生长速率的流加；非反馈补料：恒速流加、线性速率流加、指数流加（4）连续发酵⑴在分批发酵和分批补料发酵中均存在微生物生长环境变化较大的缺点。
而在连续发酵中控制的原则是保持条件始终一致。
同时保证这些条件始终最适合产物的形成这一点在分批发酵中是不可能的。
⑵最佳的连续发酵将使产物形成数量始终保持近似相同这种发酵形式的优点为产物的质量始终一致这一点对药物等代谢产物的生产是很重要的。
