菌种筛选
发酵罐试验
摇瓶试验
三、发酵工业生产流程
发酵过程的操作方式
三种模式：间歇发酵、连续发酵和流加发酵 间歇发酵又称分批发酵，在发酵过程中，除气体进出外，与外
界没有其它的物料交换。分批发酵是一种操作简单并且广泛使 用的发酵方式。
连续发酵是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基， 同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的体 积维持恒定，使微生物细胞处于近似恒定状态下生长的微生物 发酵方式。
现代发酵工程加工的对象生物，除天然生物菌种和变异微生物 菌株外，还有基因工程菌、细胞融合菌以及动植物细胞株。
发酵工程的无菌概念已由原来的将杂菌排除再发酵系统外的单 向概念转变为同时要求发酵系统内的生物体不能逸出系统外的 双向概念。
发酵的培养技术已不是简单的通气搅拌培养技术，而是要根据 生物的类型、目的产物的特征不同而采用更复杂的培养技术， 并引入了生化工程放大概念。
20世纪初期，1916年英国采用梭状芽孢杆菌生产 丙酮丁醇，德国采用亚硫酸盐法生产甘油（第一次世 界大战）──由食品工业向非食品工业发展。 3、发酵工程的重大转折点
二十世纪四十年代初，第二次世界大战爆发，青 霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产。抗生素工业 的发展，建立了一套完整的好氧发酵技术，推动了整 个发酵工业的深入发展，现代发酵工程奠定了基础。
无菌空气制备
一般采用无菌空气作为氧气来源，高空采风，经空 气压缩机加压后采用加热灭菌或过滤除菌。
微生物种子的制备
一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面 菌种开始，在正式使用前要先转接到新鲜斜面培养 基上活化后，再用于种子扩大培养。
扩大培养的方法可以根据需要采用固体培养或液体 培养两级不同方式。
二、发酵过程的特点和分类
获得发酵产品的条件：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 方法的设备。
发酵过程的特点： 1）发酵过程一般都在常温常压下进行的生化反应，反应条件
比较温和。
2）可采用廉价原材料，甚至可以利用废物为发酵原材料生产 高附加值的产品。
通常，发酵工程分为两大部分：
发酵部分：主要是通过一系列的环节，提供条件， 使菌体生长繁殖，并产生发酵所要的目的产物（代 谢产物）。
提纯部分：这部分是通过一些物理的、化学的手段、 方法，将代谢产物从发酵醪中提纯出来，获得最终 产品。
一、发酵工程的概念
现代发酵工程是以天然生物体和人工修饰的生物体为加工对象， 集现代化高新技术为一体，生产产品或服务于人类社会的一种 工程技术。
流加发酵是介于分批发酵和连续发酵之间的发酵形式。
发酵产品及分离提纯工艺
固液分离技术、细胞破碎技术、浓缩分离技术、精制技术、结 晶技术等
四、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→转基因动物灭菌 主发酵来自产物分离纯化成品
三、发酵工业生产流程 发酵原料的预处理 原料不同处理方法也有所差异。 1.淀粉——利用前需变成糊精或葡萄糖。 方法：酸水解（高压、耐酸）、酶水解法 2.糖蜜——加热杀菌和用水冲稀，也可加酸处
理后再补充无机盐。 3.碳氢化合物：石油脱蜡——一定馏分的石油
经冷却脱蜡而获得的凝固点在-10℃的油，加 入适量无机盐进行接种发酵。
3）发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的，反应的专 一性强，因而，可以得到单一的代谢产物。
4）发酵工业相对投资较少，见效较快，具有经济和效能的统 一性。
二、发酵过程的特点和分类
发酵过程分类： 根据发酵对氧的需要：厌氧和有氧发酵 根据发酵原料:糖质原料和烃类原料发酵 根据发酵状态：液体和固体发酵 根据发酵工艺类型：分批发酵和连续发酵 根据产物类型：食品发酵、有机酸发酵、氨基酸
发酵工程原理 与技术
第一章 总论
一、发酵工程的概念
发酵的定义：利用生物细胞（含动物、植物 和微生物细胞），在合适的条件下，经特定 的代谢途径转变为所需产物或菌体的过程。
发酵工程：是发酵原理与工程学的结合，是 研究由生物细胞参与的工艺过程的原理和科 学，是研究利用生物材料生产有用物质，服 务于人类的一门综合性科学技术。
发酵、维生素发酵、抗生素发酵等
三、发酵工业生产流程 发酵工业生产过程主要包括： 原料预处理 培养基配制 无菌空气的制备 微生物菌种制备和扩大培养 发酵 发酵产品的分离和纯化
发酵的流程
空气 空气净化处理
保藏菌种 斜面活化
碳源、氮源、 无机盐等营养 物质
扩大培养
种子罐
三、发酵工业生产流程 发酵培养基的配制与灭菌 （1）目的要明确； （2）培养基的营养要协调； （3）pH要适宜。 灭菌:主要采用高压水蒸汽直接对培养基进行
加热灭菌，多采用121℃保温20-30min，然后 冷却，这样称之为实罐灭菌；也可采用连续 灭菌。
三、发酵工业生产流程
发 酵 工 程 ── 利用微生物进行产品生产
传统生物技术
抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、
有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、
生物农药、生物肥料等
现代生物技术 基因工程菌发酵
基因工程药物、疫苗及抗体产品
医药、轻工、食品、农业、环保、能源等行业
化学工程 生物化工 生物加工行业
一、发酵工程的概念
一般的，发酵工程又可称为微生物工程，但严格来 说，发酵（微生物培养）只是发酵工程的一部分， 而不是全部，但是其核心内容。
1、发酵现象的早期认识 1680年制成显微镜 ─── 微生物的存在 1857年巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的 1897年毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精 ─── 酶
四、发酵工程的发展历史
2、发酵工程的早期阶段 人们的对发酵技术的认识起始于19世纪末，主要
来自于厌氧发酵，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、 乳酸和各种发酵食品。