现代发酵工业 的中央控制
三、发酵的类型
1，按发酵原料来区分
•糖类物质发酵 •石油发酵 •废水发酵
2，按发酵形式来区分
•固态发酵 •深层液体发酵
3，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
4，按发酵工艺流程区分
•分批发酵 •连续发酵 •流加发酵（半连续发酵，补料分
成的，反应的专一性强，因而可以得到较为 单一的代谢产物。 5.对杂菌污染的防治至关重要。
6.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复 杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化 学转化反应，产生较复杂的高分子化合物。
7.通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良 菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因 此获得按常规方法难以生产的产品。
3，广义 “发酵”的定义（从产物的 角度）
工业微生物学 泛指利用生物细胞制造某些产品或净化
环境的过程，它包括：
厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮、丁 醇、乳酸等;
通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、 氨基酸、酶制剂等的生产。 产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细 胞、酶等。
4，发酵工程（Fermentation Engineering）
8.工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快， 并可以取得显著的经济效益。
传统发酵工业：酿造及食品 现代发酵工业：基因工
业、抗生素、氨基酸、核苷 程药物、细胞工程药物、
酸、有机酸、饲料添加剂、 微生态制剂、生物农药、生
疫苗；替代石油工业的
物肥料等
大宗量的生物基化学品等。
传统大型发酵工 业的中央控制
10.生理活性物质发酵工业(激素、赤霉素 等)
11.微生物菌体蛋白发酵工业(酵母、单细 胞蛋白等)
12.微生物环境净化工业(利用微生物处理 废水、污水等)
13.生物能工业(沼气、纤维素等天然原料 发酵生产酒精、乙烯等，能源物质)
14.微生物冶金工业(利用微生物探矿、冶 金、石油脱硫等)
第二节 发酵产品 的类型
概述 发酵产品的类型 发酵工程的地位 发酵工业的发展史
第一节 概述
一、基本概念
1.发酵一词的来源 “发酵”（Fermentation）一词是拉丁
语“沸腾”（fervere）的派生词，它描述 酵母作用于果汁或麦芽浸出液时产生气泡 的现象。产生气泡的现象是由浸出液中的 糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所 引起的。
应用微生物学等相关的自然科学 以及工程学原理，利用微生物等生物 细胞进行酶促转化，将原料转化成产 品或提供社会性服务的一门科学。
二、发酵工程的特点
与其他化学工业的最大区别：
1.生物体内进行 2.在常温常压下进行，反应安全，要求条件也
比较简单。 3.所用的原料简单粗放。 4.发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完
（学位课程）
课程的地位、内容和要求
发酵工艺是生物技术专业的学位课，共60学时。
该课程突出有关发酵过程的化学、生物化学和 微生物学的原理，全面系统的阐述从发酵原辅 料处理、培养基和无菌空气的制备，到工业微 生物菌种的扩大培养、各种发酵操作方式的工 艺规律；下游工程的分离方法等发酵工程基本 内容，发酵工业的主要设备的操作原理、性能 及构造和设计方法。
柠檬酸 丙酮、丁醇 氨基酸 核苷酸 多糖 维生素
用
途
含酒精饮料中的活性成分 与石油混合后，可作为汽车燃料
三、微生物代谢产物
1）代谢产物的类别
初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、蛋白 质、核酸、脂类和碳水化合物等。
次级代谢产物：有些微生物的稳定期培 养物中所含有的化合物，并不在营养期 时出现，而且未见到对细胞代谢功能有 明显的影响。例如，抗生素。
2）初级代谢产物及其在工业上的用途举例
初级代谢产物 乙醇
一、菌体
工业生产的微生物体，可分为二种： 1，供制备面包用的酵母； 2，作为人类或动物的食物的微生物细
胞（单细胞蛋白质）。
二、微生物的酶
工业上，曾由植物、动物和微生物生 产酶。
微生物的酶可以用发酵技术大量生 产，是其最大的优点。
与植物或动物相比，改进微生物的 生产能力更方便。如在培养基中加入诱 导物和采用菌株的诱变和筛选技术，以 消除反馈阻遏作用。
批发酵）
5，按发酵过程中对氧的不同需求 来分
•厌氧发酵 •通风发酵
四、发酵过程的组成部分
1.发酵过程示意图
2.发酵过程的组成
① 繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定； 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，接种入生产容
器中； ④ 微生物在最适合于产物生长的条件下，在发
等) 3.有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等) 4.抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等) 5.有机酸发酵工业(柠檬酸、葡萄糖酸等) 6.酶制剂发酵工业(淀粉酶、蛋白酶等) 7.氨基酸发酵工业(谷氨酸，赖氨酸等) 8.核苷酸类物质发酵工业(肌苷酸、肌苷等)
9. 维生素发酵工业(维生素C、维生素B等)
酵罐中生长； ⑤ 产物提取和精制； ⑥ 过程中排出的废弃物的处理。
五、发酵生产的条件
1. 某种适宜的微生物 2. 保证或控制微生物进行代谢的各种条件
（培养基组成，温度，溶氧pH等） 3. 进行微生物发酵的设备 4. 提取菌体或代谢产物，精制成产品的方
法和设备
六、发酵工业范围
1. 酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等) 2.食品工业(酱、酱油、醋、腐乳、面包、酸乳
简要介绍一些非常规发酵过程，如固态发酵、 基因工程菌发酵和动植物细胞培养等。同时还 涉及发酵经济学的一些基本原理。
Hale Waihona Puke 考核方式期中：50% 闭卷考试35% 平时15%
作业、提问、纪律 不准迟到，迟到三次不准参加考试； 有事请假交假条。
期末考试：50%
第一章 绪 论
主要讲述内容
第一节 第二节 第三节 第四节
2，狭义 “发酵”的定义(从能量的角度)
生物化学家看待微生物发酵过程：
发酵是酵母无氧呼吸产生能量的过程
生 物
发酵是指有机化合物进行无氧代谢释放能 量 的过程或者更严格地说，发酵是以有机
化
物作为电子受体的氧化还原产能反应。
学
厌氧发酵是厌氧菌借助氧化-还原反应释放
能量的过程
需氧发酵*是好氧生物在受到分子态氧短缺限 制时的不完全氧化释放能量的过程