发酵工艺知识

名词解释1. 发酵工业：经纯种培养和提炼精制获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过程叫发酵工业。

如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶、维生素、某些色素等。

2. 酿造工业：经自然培养、不需提炼精制、产品由复杂成分构成并对风味有特殊要求的食品或调味品的生产过程。

如黄酒、白酒、清酒、葡萄酒、酱油、醋、腐乳、豆豉、面酱等。

3. 发酵食品：指经过微生物（细菌、酵母和霉菌）或酶的作用，使加工原料发生一系列生物化学变化及物理变化而制成的具有独特风味和特有风格的食品。

4. 白酒：以曲类、酒母等为糖化发酵剂，利用粮谷或代用原料，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、贮存、勾兑调制而成的蒸馏酒。

5. 酒度：白酒中酒精容量的百分比，也就是酒精的含量。

6. 大曲：大曲酒的糖化发酵剂。

以小麦或大麦和豌豆等为原料，经破碎、加水拌料、压成砖块状的曲坯后，再在人工控制的温度和湿度下培养、风干而制成。

7. 小曲：也称酒药、白药、酒饼等，是用米粉或米糠为原料，添加或不添加中草药，自然培养或接种曲母，或接种纯粹根霉和酵母，然后培养而成8. 黄酒：黄酒是以大米、黍米、黑米、玉米、小麦或高粱为原料，经蒸料，拌以麦曲、米曲或酒药，进行糖化和发酵制成的各类低酒度（15％）酿造酒9. 煎酒：利用加热的方法将黄酒中的微生物杀死和破坏残存的酶，使黄酒稳定，同时促进黄酒老熟和部分溶解蛋白质凝聚使黄酒更清亮透明的过程。

10. 啤酒：啤酒是以大麦芽（包括特种麦芽）为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿制而成的、含二氧化碳的、起泡的、低酒精度（2.5-7.5%) 饮料酒11. 自然选育：利用微生物在一定条件下产生自发变异，通过分离、筛选，排除劣质性状的菌株，选择出维持原有生产水平或具有更优良生产性能的高产菌株（目的：保持菌种优良性状的稳定性，尽量减少变异或降低变异退化速度，获得纯种微生物。

）12. 诱变育种：人为地、有意识地将对象生物置于诱变因子中，使该生物体发生突变，从这些突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程。

发酵工艺原理发酵工艺是一种利用微生物或酶在适宜条件下进行生物转化的技术。

它在食品加工、酿酒、制药等领域有着广泛的应用。

发酵工艺的原理包括微生物的生长、代谢过程以及发酵过程中的环境条件等多个方面。

下面将详细介绍发酵工艺的原理。

首先，发酵工艺的原理之一是微生物的生长和代谢过程。

微生物在适宜的温度、pH值、营养物质等条件下，可以进行生长和代谢活动。

在生长过程中，微生物会吸收外界的营养物质，并释放代谢产物。

这些代谢产物包括酒精、有机酸、气体等，它们在发酵过程中起着重要的作用。

其次，发酵工艺的原理还涉及到发酵过程中的环境条件。

温度、pH值、氧气、营养物质等因素都会影响微生物的生长和代谢活动。

不同的微生物对环境条件有着不同的要求，因此在实际的发酵过程中需要根据具体的微生物种类和发酵产品的要求来控制这些环境条件。

另外，发酵工艺的原理还包括了酶的作用。

酶是生物体内的一种催化剂，可以加速生物化学反应的进行。

在发酵过程中，酶可以促进底物的转化，提高反应速率，从而加快发酵过程。

总的来说，发酵工艺的原理是一个复杂的系统工程，涉及到微生物学、生物化学、工程学等多个学科的知识。

只有深入理解发酵工艺的原理，才能更好地控制发酵过程，提高产品的质量和产量。

在实际的生产中，发酵工艺的原理需要与现代科学技术相结合，通过对微生物的筛选改良、发酵工艺的优化设计等手段，不断提高发酵产品的质量和经济效益。

同时，还需要加强对发酵工艺原理的研究，探索新的发酵工艺，为相关产业的发展做出更大的贡献。

综上所述，发酵工艺的原理涉及到微生物的生长和代谢过程、发酵过程中的环境条件以及酶的作用等多个方面。

只有深入理解和掌握发酵工艺的原理，才能更好地应用于实际生产中，为相关产业的发展和进步提供有力支持。

生物技术中的发酵工艺生物技术是指利用生物体、细胞、组织、器官、分子或基因等生物代谢产生的物质和现象，开发新技术、新产品、新工艺的学科。

其中，发酵工艺是生物技术应用的一项重要工具。

发酵工艺是指利用微生物（包括细菌、真菌、酵母等）代谢能力进行物质转化并产生一系列的生物制品的技术。

在生物工程中发酵技术已经走过了一百余年的历史，是现代生物技术发展过程中的重要组成部分。

发酵工艺主要应用于生产生物制剂、食品、饮料、化学品、能源等领域。

一、发酵工艺基本原理发酵工艺的基本原理是利用微生物的一些特殊性质，例如细胞代谢产物的调节作用、多种酶的协同作用等特性进行转化。

细胞代谢产物的调节作用是指微生物在进行代谢时，其代谢产物对细胞代谢速率和产物选择有一定的影响；多种酶的协同作用是指微生物通过不同酶的作用，在代谢过程中形成多种产物，从而达到所需的转化过程。

二、发酵工艺的应用1、食品工业发酵工艺在食品工业中有着广泛的应用，如酸奶、豆腐、葡萄酒、啤酒等均采用了发酵的方法。

其中，酸奶和豆腐是利用乳酸菌和豆腐菌进行发酵制作，能够增加食品营养价值和口感。

而葡萄酒和啤酒的制作，则是利用酵母菌进行发酵，将葡萄或麦芽中的糖转化为乙醇和二氧化碳，形成有特色的酒类饮品。

2、生物制药生物制药是发酵工艺的重要应用之一。

这里所谓的生物制药，指的是从生物体中提取有用的药物，并通过发酵工艺将其进行扩增，从而使其在数量和质量上得到大幅提升。

以青霉素为例，它是由青霉菌产生的一种抗菌素，而青霉素的生产就是利用青霉菌进行发酵的方式。

3、饮料工业在饮料工业中，发酵工艺同样发挥着重要的作用。

一些以果汁、茶叶或红枣为原料所制作的饮料，通过添加一定的酵母菌，将其进行发酵后，不仅口味更加醇厚，而且也具有较高的健康价值。

4、环保领域发酵工艺在环保领域中也有着广泛的应用，尤其是在废弃物处理和生物燃料生产方面。

废弃物处理方面，可以利用微生物将有机垃圾、生活污水等进行生物降解，降低污染物的排放量；生物燃料生产方面，可以利用微生物进行原料转化，生产生物乙醇、生物柴油等生物燃料，以降低对环境的影响。

发酵工程资料1、染菌率：总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。

染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在内。

这是习惯的计算方法，也是我国的统一计算方法。

2、微生物生长曲线：在适宜的培养基中接入少量微生物，以后每隔一定时间取样测定细胞数目，以细胞群体量的对数对培养时间作图绘制出变化曲线。

3、临界溶氧浓度及其变化曲线：CCr: 临界溶氧浓度, 指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。

CL：溶解氧浓度 CCr ：临界溶解氧浓度只有使溶氧浓度高于其临界值，才能维持菌体的最大比摄氧率，得到最大的菌体合成量。

如果溶氧浓度低于临界值：则菌体代谢受到干扰。

4、自然选育：在发酵过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，直接进行筛选，选育出优良菌种的过程。

5、诱变育种：通过诱变剂处理菌种的突变几率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株。

（速度快、收效大、方法简单。

6、辅料分批培养：根据菌体生长和初始培养基的特点，在分批培养的某些阶段适当补加培养基，使菌体或其代谢产物的生产时间延长。

7、抗生素及其营养缺陷型突变株抗生素是生物在其生命活动过程中产生的、在低微浓度下能选择性地抑制或影响他种生物功能的相对分子量低的化学物质。

营养缺陷型：某一野生型菌株因发生基因突变而丧失一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，因而无法再在培养基上正常生长繁殖的变异类型。

8、前体及其作用10、前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

作用：前提必须通过产生菌的生物合成过程，才能参加到分子结构中。

在一定条件下，前提可以起到控制菌体代谢产物的合成方向和增加产量的作用。

9、次级发酵中的分叉中间体:在微生物代谢过程中，一些中间代谢产物a-氨基已二酸一样，既可以被微生物用来合成初级代谢产物，也可以用来合成次级代谢产物，这样的中间体被称为分叉中间体。

发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。

主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。

2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性，通过合理调控环境条件，进行微生物发酵过程中的相关技术。

二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物，广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。

2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用，如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。

3. 真菌真菌发酵应用广泛，包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。

三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中，通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。

2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中，通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。

3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中，采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。

四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一，根据不同的发酵工艺和需求，可以采用不同类型的发酵罐。

2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中，针对不同的微生物和产物特性，进行合理的发酵条件控制和操作流程。

3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中，通过自动化设备和仪器，实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。

五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛，如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。

2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛，如生产抗生素、激素、酶制剂等。

3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用，如生物乙醇、生物柴油等。

4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用，如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。

六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步，发酵工程的技术也在不断提高，发酵设备和工艺不断更新。

发酵工程工艺技术发酵工程是一种利用微生物来制造食品、药品和化学产品的工艺技术。

它是一门复杂而有挑战性的学科，涉及微生物学、生物化学、化学工程等多个领域的知识。

发酵工艺技术的主要步骤包括培养选用的微生物菌种、培养基的配置、发酵条件的控制和微生物提取等。

首先，在发酵工程中选择合适的微生物菌种非常重要。

不同的产品需要不同的微生物菌种来发酵。

在选择菌种时，要考虑到其耐受性、产量和产物纯度等因素。

通过实验室的试验和筛选，可以找到最适合生产的菌种。

其次，培养基的配置是发酵工艺过程中的重要环节。

培养基是提供微生物生长所需的营养物质和能量源，也是微生物生成产物的基础。

培养基的配方需要考虑到微生物的营养需求和代谢途径。

要保持培养基的稳定性和适应性，适当调节pH值和温度等参数。

发酵工艺的控制是确保产品质量的关键。

通过调控发酵温度、氧气和营养物质的供应，可以控制微生物的生长和代谢过程。

在发酵过程中，通过监测微生物的生长曲线和产物浓度，可以及时调整发酵条件，以获得最佳的产量和质量。

最后，微生物的提取和精制是发酵工艺的最后一步。

通过离心、过滤、浓缩等操作，可以将微生物分离出来，并提取出产品。

然后，通过洗涤和纯化步骤，可以使产物达到所需的纯度和质量要求。

发酵工程工艺技术的应用非常广泛。

在食品工业中，通过发酵可以生产出酸奶、面包、啤酒等产品。

在药品工业中，发酵工程可用于生产抗生素、酶和抗生物质等药品。

在化学工业中，通过发酵可以生产出乳酸、丙二酸等化学品。

总之，发酵工程工艺技术是一门非常重要的科学和技术。

它通过利用微生物的能力，将自然资源转化为有用的产品，具有巨大的经济和社会效益。

随着科学技术的不断进步，发酵工程工艺技术将不断发展和创新，为我们生产更多更好的产品提供技术支持。

第一章绪论1、发酵的概念利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程，统称为发酵。

2、发酵工程的概念发酵工程是利用微生物生长与代谢活动，通过现代工程技术手段进行工业规模生产的技术。

由于它以培养微生物（发酵）为主，所以习惯上也称为微生物工程。

3、发酵工程研究的内容1、工业生产菌种的选育。

2、最佳发酵条件的选择和控制。

3、生化反应器（发酵罐）的设计。

4、产品的分离、提取及精制等过程。

4、获得一种发酵产品应具备的条件适宜的微生物;保证或控制微生物进行代谢的各种条件;进行微生物发酵的设备;精制成产品的方法和设备第二章菌种选育及种子扩培1、工业微生物菌种的分离筛选方法分离：①平板划线分离法②稀释分离法③简单平板分离法④涂布分离法⑤毛细管分离法⑥小滴分离法筛选：①平板筛选：用水解圈、变色圈、抑菌圈、透明圈等方法②药瓶发酵筛选2、几种鉴别圈的概念和鉴别的原理1. 变色圈：直接用显色剂或指示剂。

在菌体筛选中直接用显色剂或指示剂掺入培养基中或喷洒已生长的菌落的培养基表面，由于培养基中所筛选出的微生物产生酸或碱性物质从而使培养基的pH值降低或升高，由于显色剂在不同pH值条件下显色不同，从而形成围绕菌落周围的变了颜色的圈叫变色圈。

2.透明圈：混浊底物被分解后形成透明圈。

如可溶性淀粉、碳酸钙等。

在固体培养基中加入酶作用的底物或其他物质（都能使培养基产生浑浊）培养微生物，能够利用此底物的酶的产生菌得以生长或微生物能利用此种物质，则在其菌落周围形成一个透明的圈，叫透明圈，也叫水解圈。

3.生长圈：利用某些具有特殊营养要求的微生物为工具菌（如营养缺陷型菌株）若分离的微生物能在一般的培养条件下（缺乏上述营养要求的物质）生长而合成该物质，则能使工具菌生长，则在分离的微生物的菌落周围形成工具菌的生长圈，这种圈叫生长圈。

4.抑菌圈：有害菌与能够产生抑菌物质的微生物菌种一起在固体培养基上进行培养时，则在产生抑菌物质的微生物菌落周围产生一个透明的圈（即有害微生物不能生长的形成的圈）叫抑菌圈。

发酵工艺学原理讲义及思考题开课背景（1）何为工艺学？原来的工艺学的特性：（2）现在：强化工艺学的基本理论背景，减小课时数，以单元操作为主线条的工艺学原理第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。

厌氧发酵调味品（酱油、醋）。

酵母工业——自然发酵。

氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。

抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。

酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。

石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等好氧发酵维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。

（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。

2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物里的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。

以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。

3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。

发酵工程知识点绪论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。

1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。

”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。

3.工业上的发酵：在微生物工业中，把所有通过微生物或其他生物细胞（动、植物细胞）的培养，统称为发酵。

包括：1. 厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。

2. 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、酶以及转化产物等。

现代生物技术─分子生物学与发酵工程氨基酸发酵工业──谷氨酸、赖氨酸核酸发酵工业──肌苷酸、乌苷酸微生物变异株通过代谢调节──代谢控制发酵技术切断支路代谢转折点: 酶的活力调控, 酶的合成调控(反馈控制和反馈阻遏) →解除菌体自身的反馈调节,提高终产物水平。

细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物：增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝数，可以大幅度地提高目标产物的产量；酒曲是我国酿酒技术的重大发明，也是世界上最早的一种复合酶制剂。

三、发酵工程的组成从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵控制、下游工程四、微生物发酵产品的类型:1,菌体、酶，2 初级代谢产物，3 次级代谢产物，4 外源物质转化产物。

五、发酵方法的类别与流程（1）类别：根据对氧的需要区分：厌氧和好氧发酵根据培养基物理性状区分：液体和固体发酵根据从微生物生长特性区分：分批发酵和连续发酵按发酵原料来区分: 糖类物质发酵, 石油发酵, 废水发酵按发酵产物区分：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵(2)发酵流程：保藏菌种---活化---扩大培养---种子罐---主发酵---产物分离纯化---成品第二章菌种选育理论与技术微生物的特点有些微生物能在厌氧的条件下生长有些微生物能够利用简单的有机物和无机物满足自身的生长有些微生物能进行复杂的代谢有些微生物能利用较复杂的化合物有些微生物能在极端的环境下生长常见的工业微生物（一）抗生素生产有关的微生物（二）氨基酸生产有关的微生物（三）食品酶制剂生产有关的微生物a-淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌和地衣牙孢杆菌工业化菌种的要求1生产菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）2能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物3有关合成产物的途径尽能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强4遗传性能要相对稳定5不易感染它种微生物或噬菌体6生产特性要符合工艺要求一、育种的目的（一）科研方面1．获得有遗传标记的菌株；2．得到生物合成阻断变株，以研究抗生素生物合成途径。

所学内容：1、菌种：选育、培养、保藏；2、发酵的概念、原理、参数控制；3、介绍一些产品的发酵过程第一章绪论一、发酵1、发酵的定义：培养生物细胞（包括动物细胞、植物细胞和微生物）来制得产物的过程。

2、发酵工业：根据有无风味要求分为酿造工业和发酵工业。

3、实现发酵需具备的条件：①适宜的微生物；②保证微生物进行代谢的条件（pH、营养、温度等）；③进行发酵的设备；④有提取精制产品的方法和设备二、发酵工业的沿革①天然发酵阶段：嫌气发酵、非纯种培养（靠的是经验），质量不稳定。

②纯种培养技术的建立：巴斯德认识到发酵是由微生物所进行的化学反应；柯赫建立了单种微生物的分离和纯培养技术。

——表面培养、产量少③通气搅拌发酵技术的建立：青霉素④代谢控制发酵技术：运用动态生物化学、遗传学知识，控制生物合理代谢。

⑤开拓发酵原料时期；⑥基因工程阶段三、发酵工业的范围1、微生物菌体发酵：酵母、微生物菌体蛋白（scp 单细胞蛋白）、藻类、活性乳酸菌制剂、真菌、生物杀虫剂。

2、微生物酶发酵：工业应用的酶大都来自微生物发酵。

3、微生物代谢产物发酵初级代谢产物：对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、类脂、糖类等次级代谢产物：菌体生长静止期中，某些菌体能合成在生长期中不能合成的、具有一些特性的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等4、微生物转化发酵：利用微生物细胞的一种或多种酶把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物的生化反应，特点是特异性强，包括反应特异性、结构位置特异性和立体特异性。

最古老的生物转化就是利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。

5、利用生物技术所得的生物细胞发酵①消除环境污染；②保持生态平衡；③湿法冶金；④利用生物技术所得的生物细胞发酵四、发酵工业的特征1、发酵原料的选择和预处理2、微生物菌种的选育及扩大培养3、发酵设备选择及工艺条件控制4、发酵产物的分离纯化5、发酵废弃物的回收利用五、发展趋势第二章工业微生物的生长与产物的生物合成微生物的特点：体积小、繁殖快、吸收转化快、适应性强、容易变异、分布广、种类多、代谢类型多。

发酵⼯艺重点知识绪论发酵：⼴义——通过微⽣物的培养使某种特定代谢产物或菌体本⾝⼤量积累的过程。

狭义——厌氧微⽣物或兼性厌氧微⽣物在⽆氧条件下进⾏能量代谢并获得能量的⼀种⽅式。

发酵⾷品：是指经过微⽣物（细菌、酵母和霉菌）或酶的作⽤，使加⼯原料发⽣⼀系列⽣物化学变化及物理变化⽽制成的具有独特风味和特有风格的⾷品。

（酒：酵母，酸奶：乳酸菌，醋：醋酸菌等）功⽤：与普通⾷品相⽐，发酵⾷品作⽤：（1）保留原来⾷物中的活性成分，分解某些对⼈体不利的因⼦。

（2）提⾼⾷物营养素的利⽤程度。

（3）VB12较为丰富。

（4）脂肪含量较低。

（5）有⼀定的保健作⽤。

发酵⼯业：指利⽤⽣物的⽣命活动产⽣的酶，将⽆机或有机原料进⾏酶加⼯，获得产品的⼯业。

（产品包括⾷品、保健品药品、⽣物制品等。

）与化学⼯业相⽐，⾷品发酵与酿造的特点：安全简单原料⼴泛反应专⼀代谢多样易受污染菌种选育菌种选育、保藏与复壮微⽣物杂交育种含义、使⽤的培养基、⽅法含义：两个基因型不同的菌株通过吻合（接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。

杂交育种⽬的：（1）使不同菌株的遗传物质进⾏交换和重新组合，从⽽改变原有菌株的遗传物质基础，获得杂种菌株（重组体）。

（2）把不同菌株的优良性状汇集重组体菌株中，提⾼产量和质量，甚⾄改变菌种特性，获得新的品种。

（3）获得的重组体对诱变剂的敏感性得以提⾼和恢复，以便重新使⽤诱变⽅法进⾏选育。

在杂交育种中通常使⽤的培养基（1）完全培养基(CM)：含有糖类、多种氨基酸、维⽣素及核酸碱基及⽆机盐等⽐较完全的营养基质，野⽣型和营养缺陷型菌株均可⽣长。

(2) 基本培养基(MM)：只含纯的碳源、⽆机氮和⽆机盐类，不含有氨基酸、维⽣素、核苷酸等有机营养物，营养缺陷型菌株不能在其上⽣长，只允许野⽣型⽣长。

(3) 有限培养基(LM)：在基本培养基或蒸馏⽔中含有10％⼀20％完全培养基成分。

(4) 补充培养基(SM) (鉴别培养基)：在基本培养基中加⼊⼰知成分的氨基酸、维⽣素等，通常⽤作鉴别分离⼦。

第一部分：微生物工程原理1、概论1.1 发酵工程的概念和特点1.2 发酵工业的发展简史1.3 发酵工程的应用2、生产菌种来源3、微生物代谢调节和代谢工程4、优良菌种选育5、菌种保藏6、培养基7、发酵工艺控制8、参数检测第二部分：微生物工程下游加工工程第三部分：微生物工程生产设备第四部分：微生物工程生产工艺和产品举例第一章概论掌握本章知识点：1、发酵及发酵工程的定义；2、发酵工程研究的内容；3、发酵技术的发展阶段及其技术特点；4、发酵产物类型。

1、发酵、发酵工程的概念和特点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。

巴斯德：发酵是酵母菌在无氧状态下的呼吸过程，即无氧呼吸，是“生物获得能量的一种方式”。

3）工业上：泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。

包括：厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。

通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。

4）发酵工程：利用微生物的生长代谢活动来生产各种有用生物化学产品的技术过程。

5）发酵工程研究的内容①一条主线：菌种，培养基，种子扩大培养，发酵过程控制，后处理；②两个重点：发酵过程优化，发酵过程放大；③三个层次：反应器水平，细胞水平，分子水平；④四个目标：高转化，高产量，高效率，低成本；6）利用发酵工程进行生产的优点：安全生产，可持续发展。

7）发酵过程存在的问题和缺陷：发酵过程会产生副产物；菌种易发生变异和退化；发酵过程的控制相当复杂；原料主要是农副产品，质量和价格波动较大；与化工过程相比，反应器的效率低；发酵废水量大，并含较高的COD和BOD；；生产过程易受杂菌污染的影响。

8）上游工程：菌种培养发酵工程：发酵罐下游工程：产物提纯2、发酵工业的发展简史1）古老的发酵工业-1900年前（白酒酿造；面包发酵、奶酪制造；酱油、泡菜）特点：多菌混合天然发酵2）早期的发酵工业1900-1940（酒精，乳酸）1680 荷兰列文虎克观察到微生物。

绪论1、发酵食品：通过微生物的作用而制得的食品或者食品配料都可以称为发酵食品（食品原料或农副产品经微生物产生的一系列酶所催化的生物化学反应及微生物细胞代谢产物的总和）2、在微生物的发现史上做出重大贡献的是17世纪后叶的列文虎克，他用自制的手磨镜，首次观测到了单细胞生命体——微生物。

巴斯德，“微生物学之父”，彻底否定了“自然发生论”，证实了发酵是由微生物引起的，提出了巴氏消毒法。

“曲颈瓶实验”科赫建立了单种微生物分离和纯种培养技术，利用这些技术研究炭疽病时，发现动物传染病是由特定的细菌引起的。

由此得知，微生物和高等植物一样，可以根据它们的种属关系加以明确区分。

布赫纳阐明了微生物的化学反应本质。

发现任何生物又具有引起发酵的物质——酶。

3、四个转折点单种微生物分离和纯培养技术的建立，是食品发酵与酿造技术的第一个重要转折点。

好气性发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第二个转折点。

人工诱变育种和代谢控制发酵技术是发酵与酿造技术发展的第三个转折点。

化学合成与微生物发酵结合是发酵与酿造技术发展的第四个转折点。

4、发酵食品分类:a、按照产业部门分类：酿酒；传统酿造（酱、食醋、腐乳等）；有机酸（柠檬酸、苹果酸等）；酶制剂；氨基酸；功能性食品（低聚糖、多糖等）；维生素b、按照产品性质分类：代谢产物发酵；酶制剂发酵；生物转化发酵；菌体制造5、什么是发酵广义：通过微生物的培养，使某种特定代谢产物或者菌体本生大量累积的过程。

狭义：厌氧微生物或者兼性厌氧微生物在无氧条件下进行能量代谢的一种方式。

第一章1、发酵食品常用微生物：细菌，酵母菌，霉菌A、发酵食品工业常用的细菌：a，革兰氏阴性无芽孢杆菌：大肠杆菌，醋酸杆菌b，革兰氏阳性无芽孢杆菌：乳酸杆菌，双歧杆菌，丙酸杆菌c，革兰氏阳性芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌d，革兰氏阳性球菌：明串珠菌B、发酵食品工业常用的酵母菌：酿酒酵母（用于发酵白酒、葡萄酒等），卡尔斯伯酵母（主要用于发酵啤酒）C、发酵食品工业常用的霉菌：根霉，毛霉（发酵豆制品），曲霉（可生产多种酶制剂）2、3、复壮定义：狭义: 从已经衰退的菌种中分离尚未退化的个体广义: 在菌种未衰退前，分离正突变个体。

发酵工艺知识点归纳总结一、发酵工艺概述发酵是一种利用微生物或其代谢产物从生物基质中提取或合成有用产品的生物技术。

发酵工艺是利用微生物、酶和生物催化剂将有机物质（如酸、盐等）以及无机物质（如矿物盐、氮细菌固氮等）转化成为新的化合物、能源和材料。

通常发酵工艺包括发酵条件的选择、微生物的培养及发酵过程的控制等方面。

二、发酵工艺的优点1. 高效：发酵工艺可以利用微生物的代谢活性，将原料转化成有用的产物，效率较高。

2. 环保：发酵工艺采用自然微生物或食品级酵母，产物具有较高的生物降解性。

3. 资源可再生：发酵工艺可以利用可再生资源（如纤维素、淀粉等）进行生产，有助于减少对自然资源的依赖。

三、发酵工艺的应用领域1. 食品工业：酱油、酸奶、面包等2. 医药工业：抗生素、酵素、活性物质等3. 生物燃料工业：乙醇、丁醇等4. 环保领域：生物降解剂、生物除臭剂等四、发酵工艺的关键技术及知识点1. 微生物的培养与筛选a. 常用的微生物包括酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等，需要根据产品的要求进行选择和培养。

b. 筛选高效的代谢株、构建高产菌株等是微生物工程领域的重要研究方向。

2. 发酵过程的控制a. 发酵罐的选择：不同产品对发酵罐的要求不同，需要根据工艺要求进行选择。

b. pH和温度的控制：不同微生物对环境条件的要求不同，需要进行相应的调控。

c. 发酵时间的控制：不同产品对发酵时间的要求不同，需要根据实际情况进行调整。

3. 发酵产物的提取与纯化a. 利用生物反应器进行发酵，得到发酵产物后需要进行提取和纯化工艺。

b. 常用的技术包括离心、超滤、结晶等，需要根据产物的特性进行选择。

4. 发酵剂及添加剂a. 发酵液中添加适量的碳源、氮源、矿物盐等，以及酵母提取物、酶类等辅助添加剂，为微生物生长和产物合成提供必要的条件。

五、发酵工艺的发展趋势1. 高效、低成本：随着设备、工艺技术的不断发展，发酵工艺生产成本将更低，效率更高。

2. 生物工程：利用现代生物工程技术对微生物进行改良，构建高效、高产菌株，以提高产物产量和纯度。

食品发酵工艺知识点总结一、食品发酵的基本原理1. 微生物的作用在食品发酵过程中，微生物起着至关重要的作用。

常见的发酵微生物包括酵母菌、乳酸菌、酢酸菌等。

这些微生物在适宜的温度、湿度和pH条件下，可以利用食品中的营养物质，进行糖类、蛋白质、脂肪的代谢，产生各种有益的物质，如酒精、乳酸、醋酸等。

2. 发酵物质的作用发酵物质包括酶、微生物代谢产物等。

酶是一种生物催化剂，可以加速食品中的化学反应。

在食品发酵中，酶可以促进淀粉、蛋白质、脂肪的分解和转化，产生有益的物质。

微生物代谢产物如乳酸、酒精、醋酸等，不仅可以改变食品的味道，还具有一定的抗菌作用，延长食品的保质期。

3. 发酵条件的影响温度、湿度、pH值等发酵条件对微生物的生长和活性具有重要影响。

不同的微生物对这些条件有着不同的要求，因此在食品发酵中需要根据具体情况调控这些条件，以确保发酵的顺利进行。

二、主要食品发酵工艺及其特点1. 面包发酵面包发酵是利用酵母菌发酵面团中的糖类产生二氧化碳，使面团膨胀，增加松软度和口感。

面包发酵主要包括发酵原料的准备、面团的发酵和烘焙三个步骤。

面包发酵的特点是发酵时间短，温度适中，需要控制发酵时间和温度，以保证面包的质量。

2. 酸奶发酵酸奶发酵是利用乳酸菌将牛奶中的乳糖发酵成乳酸，降低pH值，形成酸奶的过程。

酸奶发酵需要严格控制发酵温度和时间，以促进乳酸菌的生长和乳糖的发酵。

酸奶发酵的特点是温度敏感，需要在适宜的温度下进行发酵，否则会影响酸奶的质量。

3. 酿造发酵酿造发酵是利用酵母菌将原料中的糖类发酵成酒精，制成酒类产品的过程。

酿造发酵需要控制好发酵温度、pH值和氧气供应，以确保酵母菌的正常生长和酒精的产生。

酿造发酵的特点是需要较长的发酵周期，通常需要数月甚至数年的时间。

4. 酱油发酵酱油发酵是利用酵母菌和厌氧菌将大豆等原料中的蛋白质、糖类发酵成各种氨基酸和芳香物质，制成酱油的过程。

酱油发酵需要在密封的容器中进行，严格控制氧气的供应，以促进酵母菌和厌氧菌的生长和代谢。

《发酵工程与工艺学》1 绪论一、发酵的定义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。

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：1.厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。

2.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、酶等二、发酵的原理：利用微生物的特点：(1)对周围环境的温度、压强、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。

三、发酵工程的组成上游工程：(1)对菌种加以改造，提高生产能力或者导入外源基因等以获得工程菌；(2)发酵或生物转化，是通过优化发酵条件如温度、营养、供气量等。

利用工程菌的生物合成，加工和修饰等以获得目的产物；发酵工程下游工程：是运用生物化学、物理学方法分离、纯化产品，最终将产品推向市场并获得社会或经济效益。

五、发酵工程研究内容主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。

(1) 有严格的无菌生长环境：包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；(3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。

(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。

(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。

发酵工程的发展历史发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素→抗菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控制发酵）→基因工程菌→动物细胞大规模培养→植物细胞大规模培养→藻类细胞大规模培养→转基因动物生物技术的发展基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大工程第二章菌种选育第一节微生物的特性及工业微生物的要求一、微生物的特性：1、有些微生物能在厌氧的条件下生长；2、有些微生物能够利用简单的有机物和无机物满足自身的生长；3、有些微生物能进行复杂的代谢；4、有些微生物能利用较复杂的化合物；5、有些微生物能在极端的环境下生长。