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发酵工程的核心要素

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发酵工程的核心要素

影响微生物发酵能否成功的因素有1、是菌种的选取。2、是菌体浓度的控制。3、是基质的控制,包括碳源、氮源和磷酸盐的量的控制。4、是溶氧量的控制。5、酸碱度的控制。下面是微生物发酵过程的一篇文章,希望对你有帮助! 微生物发酵过程即微生物反应过程,是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。 根据微生物的种类不同(好氧、厌氧、兼性厌氧),可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。(1)好氧性发酵 在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气,如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。(2)厌氧性发酵 在发酵时不需要供给空气,如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。(3)兼性发酵 酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精,而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵,大量繁殖菌体细胞。 按照设备来分,发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型,如酵母生产,由于其菌体迅速而大量繁殖,可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反,密闭发酵是在密闭的设备内进行,所以设备要求严格,工艺也较复杂。浅盘发酵(表面培养法)是利用浅盘仅装一薄层培养液,接人菌种后进行表面培养,在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时,对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部(不仅仅在表面)进行的微生物培养过程。 液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比,它具有很多优点:①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。②在液体中,菌体及营养物、产物(包括热量)易于扩散,使发酵可在均质或拟均质条件下进行,便于控制,易于扩大生产规模。③液体输送方便,易于机械化操作。④厂房面积小,生产效率高,易进行自动化控制,产品质量稳定。⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。1.2.1 工业生产常用微生物 微生物资源非常丰富,广布于土壤、水和空气中,尤以土壤中为最多。有的微生物从自然界中分离出来就能够被利用,有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变,得到突变株才能被利用。当前发酵工业所用菌种的总趋势是从野生菌转向变异菌,从自然选育转向代谢控制育种,从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。工业生产上常用的微生物主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌,由于发酵工程本身的发展以及遗传工程的介人,藻类、病毒等也正在逐步地变为工业生产用的微生物。其他微生物有担子菌、 藻类。 1.2.2. 培养基1.2.2.1 培养基的种类 培养基是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物。培养基的成分和配比,对微生物的生长、发育、代谢及产物积累,甚至对发酵工业的生产工艺都有很大的影响。依据其在生产中的用途,可将培养基分成抱子培养基、种子培养基和发酵培养基等。(1)抱子培养基 抱于培养基是供制备泡子用的。(2)种于培养基 种子培养基是供抱子发芽和菌体生长繁殖用的。(3)发酵培养基 发酵培养基是供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物用的。1.2.2.2 发酵培养基的组成发酵培养基的组成和配比由于菌种不同。设备和工艺不同以及原料来源和质量不同而有所差别。因此,需要根据不同要求考虑所用培养基的成分与配比。 但是综合所用培养基的营养成分,不外乎是碳源(包括用作消泡剂的油类)、氮源、无机盐类(包括微量元素)、生长因子、水、产物形成的诱导物、前体和促进剂等几类。1.2.3 发酵的一般过程 生物发酵工艺多种多样,但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。典型的发酵过程如图4-1所示。以下以霉菌发酵为例加以说明。 1.2.3.1 菌种 在进行发酵生产之前,公先必须从自然界分离得到能产生所需产物的菌种,并经分离、纯化及选育后或是经基因工程改造后的"工程菌".才能供给发酵使用。为了能保持和获得稳定的高产菌株,还需要定期进行菌种纯化和育种,筛选出高产量和高质录的优良菌株。1.2.3.2 种子扩大培养 种子扩大培养是指将保存在砂上管。冷冻干燥管或冰箱中处于休眠状态的生产菌种,接入试管斜面活化后,再经过茄子瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。这些纯种培养物称为种子。 发酵产物的产量与成品的质量,与菌种性能以及抱于和种子的制备情况密切相关。先将贮存的菌种进行生长繁殖,以获得良好的抱子,再用所得的抱子制备足够量的菌丝体,供发酵罐发酵使用。种子制备有不同的方式,有的从摇瓶培养开始,将所得摇瓶种于液接入到种子罐进行逐级扩大培养,称为菌丝进罐培养;有的将泡了百接接人种子罐进行扩大培养,称为抱子进罐培养。采用哪种方式和多少培养级数,取决于菌种的性质。生产规模的人小和生产厂艺的特点,种于制备一般使用种于罐,扩人培养级数通常为二级。种厂制备的工艺流程如图4-2所示示。对于不产孢子的菌种,经试管培养直接得到菌体,再经摇瓶培养后即可作为种子罐种子。 1.2.3.3 发酵 发酵是微生物合成大量产物的过程,是整个发酵工程的中心环节。它是在无菌状态下进行纯种培养的过程。因此,所用的培养基和培养设备都必须经过灭菌,通人的空气或中途的补料都是无菌的,转移种子也要采用无菌接种技术。通常利用饱和蒸汽对培养基进行灭菌,灭菌条件是在120℃(约0.IMPa表压)维持20~30min。空气除菌则采用介质过滤的方法,可用定期灭菌的干燥介质来阻截流过的空气中所含的微生物,从而制得无菌空气。发酵罐内部的代谢变化(菌丝形态、菌浓、糖、氮含量、pH值,溶氧浓度和产物浓度等)是比较复杂的,特别是次级代谢产物发酵就更为复杂,它受许多因素控制。1.2.3.4 下游处理 发酵结束后,要对发酵液或生物细胞进行分离和提取精制,将发酵产物制成合乎要求的成品。

发酵的原理是:借助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本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵有时也写作酦酵,其定义由使用场合的不同而不同。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应,如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。其也是生物工程的基本过程,即发酵工程。对于其机理以及过程控制的研究,还在继续。发酵的特点:发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下:1、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件也比较简单。2、发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性,可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。3、发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单—的代谢产物。以上内容参考 百度百科-发酵

发酵技术的核心要素

一、发酵原理发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的科学原理,简称“发酵原理”。对这个定义作如下解释: (1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”,词条“发酵原理”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 (2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品,其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产,就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题,因此,就有了“发酵工程”。(3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段,这三个阶段都有各自的工程学问题,一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。发酵工程的三个阶段均分别有它们各自的工艺原理和设备及过程控制原理,它们一起构成发酵工程原理。(4)千百年,特别是最近几十年的发酵工业生产的实践证明:微生物是发酵工程的灵魂。近年来,对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化,发酵工程正在走近科学。(5)从生物科学的角度重新审视发酵工程,发现发酵工程最基本的原理是其生物学原理,而前述的发酵工程原理均必须建立在发酵工程的生物学原理的基础上。因此,发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的原理,并且可以把它简称为“发酵原理”。(6)发酵原理的核心内容是微生物复杂系统运行的自然规律(即微生物生命活动的三个基本假说)。代谢能支撑假说(生命活动的前提,动力)暗示:微生物活细胞是耗散结构,这种结构依靠代谢能来支撑。这个假说体现了生命活动的空间性(方位排列的有序)、时间性(周期变化的有序)。代谢网络假说(生命活动的内容,结构)显示:代谢网络是细胞代谢活动的运行图。这个假说体现了生命活动的整体性、流动性、层次性。细胞经济假说(生命活动的法则,控制)揭示细胞经济的运行原理,它们体现了细胞代谢活动的自主性。

发酵的原理是:借助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本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵有时也写作酦酵,其定义由使用场合的不同而不同。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应,如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。其也是生物工程的基本过程,即发酵工程。对于其机理以及过程控制的研究,还在继续。发酵的特点:发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下:1、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件也比较简单。2、发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性,可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。3、发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单—的代谢产物。以上内容参考 百度百科-发酵

发酵工程的核心

一)发酵工程 微生物是生物的一大组成部分。利用微生物及其内含酶系的生理特性,应用现代工程技术手段生产或加工人类所需的产品的技术体系,就叫发酵工程,又称为微生物工程。发酵工程以传统发酵为核心,目前在整个生物产业中仍是最重要的组成部分。酒类、调味品、工业酒精、氨基酸类、核酸和核背酸、抗菌素及激素等都可以利用发酵得到生产,利用微生物的生理机能进行细菌冶金、生物净化等同样属于发酵工程。筛选和培育能产生特定生物活性物质的优良菌种,弄清微生物的生理代谢机理,提供微生物生产的最佳条件,则是发酵工程的关键环节。 传统发酵工程经过基因工程的改造和现代技术的武装,整个技术体系有了很大的不同。传统的工业菌株培育是利用自然界现有的菌种,而现在则可运用细胞融合技术和重组DNA技术,选育出人们所需要的类型。甚至连过去与发酵无关的产品,现在,经活性转化也能通过发酵工程生产了。这就使发酵工程的应用范围更加广泛,与人们的生活关系也更为密切。

基因工程,细胞工程是基础,蛋白质工程,酶工程,发酵工程是建立在基因工程,细胞工程有成熟的技术的基础之上的,蛋白质工程与酶工程既有区别又有联系,具体什么联系,看看蛋白质和酶的关系就都清楚了,其实关系什么的都可以扯一点

发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,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技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。 优良菌株的选育的目的是防止菌种退、解决生产实际问题、提高产品质量和开发新产品。选育的方法主要有基于基因突变的自然选育和诱变育种以及基于基因重组的杂交、原生质体融合、基因工程等。

发酵技术的核心要素是

重要以地区分类,比如法式面包,德式面包,意式面包,丹麦面包,俄罗斯面包以及台湾改良后出现的软欧式面包。各式面包都具有其独特的代表类别而形成。法国面包三大特征:1:用料简单,只用面粉,水,酵母做成这点在长棍面包上体现的淋漓尽致。2:使用全麦,并用天然酵母长时间发酵。其中许多面包具有浓郁的地方特色。法国人甚至有谚语专门描述面包的重要性:"酒要适量,面包多多益善。而法国甚至还有法律严格规定了面包的成分和命名,可见法国人对于面包的重视和严苛程度。2德国面包德国人每天都吃面包,以黑色,有些酸味又硬实的裸麦面包为主。德国的气候不适合种植小麦,于是德国人种植生存能力更强的裸麦,用它来制作面包,裸麦的营养价值高于小麦,但是不易发酵,做成的面包不够暄软,几乎没有韧性并带有酸味。但是经过德国人几个世纪的摸索,渐渐掌握了烤制美味裸麦面包的技巧,并有300-500种裸麦面包的品种。3意大利面包虽然意大利的美食以意大利面和披萨更具有代表性,但意大利的面包,也是不容小觑的重要组成部分。早在古罗马时期发酵面包从埃及经希腊传入意大利,当时在推崇极致荣华的罗马出现了最早的高脂型面包,而贫民却一小块面包也吃不上。在罗马帝国覆灭,意大利分崩瓦解时,各地孕育了自己独特的饮食文化,如热尔瓦的佛卡夏面包,都灵的面包棒,托斯卡诺面包等,罗马灭亡后,基督教徒增多,献给耶稣的面包也开始增多,潘纳多尼就是。由于意大利调味汁,菜肴的味道比较重,因此意大利的面包口味普遍都做的很清淡,而这也正是意大利面包的特点。而使用斯佩尔特小麦(9000年前就开始在欧洲培育的人类最古老的谷物。)更是他的独特之处。4丹麦面包丹麦拥有世界上最美味的油酥点心,这种甘甜香酥并加入了大量黄油的点心是这个北欧小国的至宝。丹麦是一个非常重视传统文化和知识产权的国家,他们对于传统手工艺人掌握的技术进行保护,并进行严格限制,以防那些丹麦独有的秘方流入他国,当然面包师也不例外那些经过丹麦女王认证的面包师被冠以“传统面包继承人”的称号,并被授予有着王冠标志的证书。5芬兰面包对于芬兰人来说,最不可或缺的是土豆,三文鱼和黑面包,据统计,芬兰人每年的人均面包消费量达到50kg,比法国和德国都还有多,芬兰人每年都要关在屋子里度过漫长的冬季,因此要制作容易保存的面包,即用裸麦制成的黑面包,现在在芬兰农村,人们还是一次性把一周或者两周要吃的面包烤出来,那些丰满的,带着光泽的半球形黑面包,总是带给人不可思议的印象,另外,芬兰面包还有许多独创的奇异形状,比如薄的圆盘形,环形等。6俄罗斯面包俄语中面包既是指食品,又是指好客。古往今来,他们将俄罗斯面包和盐作为迎接客人的最高礼仪,以表示自己的善良慷概。作为迎客的象征,他们将面包和盐放在餐桌最显著的位置上,以此表示对来客的欢迎。

第一回合:比工艺传统做酒和新工艺做酒万变不离其宗,做酒包括两大工艺:一是发酵,二是蒸馏。用来酿酒的主要成分是淀粉;另还有蛋白质、脂肪、维生素等。我们针对这两种工艺进行以下对比: 经过第一回合,在传统酿酒工艺与新酿酒的PK中我们得出结论:传统酿酒从粮食到成品酒要经过将近10道工序,操作难度与劳动强度都非常大;而新工艺酿酒技术只需要2、3道工序就可完成出酒任务,1个人便可轻松操作。新工艺酿酒技术通过减少传统工艺的工序大大的节省了燃料、人工及时间,降低了30%-60%左右的成本。我们按照酿100斤酒每一道工序按5元来计算:传统酿酒工艺5元X10道=15新工艺酿酒工艺:5X3道=5新工艺酿酒技术光从工序上来看,每天明显就比传统工艺节省5元,以每天酿100斤计算,一年就为我们节省了5元/天×30天×12个月=3780元/年。第二回合:比质量了解过市场的人都知道,产品占领市场的三大要素:质量、价格和服务;好产品当然得看质量,我们比了工艺当然还得比比酒的质量。酒曲是酒的灵魂,一坛好酒自然离不开好的酒曲,由于传统酒曲的活性比较弱,只能够在粮食熟的时候分解淀粉,因此传统酒曲只适合做熟料,而新工艺酒曲的分解能力强,可以在任何时候分解粮食里面的淀粉,真正的做到生熟两用,此技术在完全保留其原有质量的同时更降低了酒的成本。传统酿酒质量:传统白酒品种单一,以新酒为主,工艺复杂,产品质量不稳定。新工艺酿酒质量:利用勾调工艺酿造出浓香型、清香型、米香型等多种口感的白酒,可多元化经营。并且采用一分钟催陈技术将新产酒水转化为陈酒的口感,增加了白酒的价值。 新工艺酿酒通过技术创新,通过勾调工艺,能做出酒质口感与30-40元/瓶的瓶装酒不分上下的散装白酒。“物廉价美”这一回合,新工艺技术白酒质量胜过传统白酒。

一、碳氮比适宜的发酵原料沼气发酵原料是沼气微生物赖以生存的物质基础,也是沼气微生物进行生命活动和产生沼气的营养物质。富氮原料通常指富含氮元素的人、畜和家禽粪便,在进行沼气发酵时,它们不必进行预处理,就容易厌氧分解,产气很快,发酵期较短。二、质优足量的菌种沼气发酵微生物是人工制取沼气的内因条件,一切外因条件都是通过这个基本的内因条件才能起作用。因此沼气发酵的前提条件就是要接入含有大量这种微生物的接种物,或者说含量丰富的菌种。沼气发酵微生物都是从自然界来的,而沼气发酵的核心微生物菌落是产甲烷菌群,一切具备厌氧条件和含有有机物的地方都可以找到它们的踪迹。三、严格的厌氧环境沼气微生物的核心菌群——产甲烷菌是一种厌氧性细菌,对氧特别敏感,它们在生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中都不需要空气,空气中的氧气会使其生命活动受到抑制,甚至死亡。产甲烷菌只能在严格厌氧的环境中才能生长。所以,修建沼气池,要严格密闭,不漏水,不漏气,这不仅是收集沼气和贮存沼气发酵原料的需要,也是保证沼气微生物在厌氧的生态条件下生活得好,使沼气池能正常产气的需要。四、适宜的发酵温度温度是沼气发酵的重要外因条件,温度适宜则细菌繁殖旺盛,活力强,厌氧分解和生成甲烷的速度就快,产气就多。从这个意义上讲,温度是产气好坏的关键。研究发现,在10~60℃的范围内,沼气均能正常发酵产气。五、适宜的酸碱度沼气微生物的生长、繁殖,要求发酵原料的酸碱度保持中性,或者微偏碱性,过酸、过碱都会影响产气。测定表明,酸碱度在pH=6~8之间,均可产气,以pH=6。5~7。5产气量最高,pH值低于6或高于9时均不产气。护理三要点第一,防止空池,防止池壁过于干燥,做好池壁的保潮养护。建造的沼气池一般为混凝土浇筑,而水泥是一种多孔性的建筑材料,如果沼气池在夏季空池,遭遇高温干燥的环境,很容易使水泥毛细孔开放,破坏池壁结构,很容易导致漏气。因此,夏季沼气池要杜绝空池,即使沼气池停用时,也需在沼气池内注满水,起到保护池壁的作用,防止池壁干裂。第二,进出料口防止过多雨水流入。夏季雨水较多,要做好进出料口的雨季防范工作,多数建造在棚室外面,加之进料口和出料口密封性不是很好,一旦进入池内的雨水过多,会影响正常发酵浓度,会减缓带慢沼气的产生速率,影响到沼气池的正常使用。第三,夏季温度高,发酵速度快,沼气产量大,要时刻注意压力表,及时排气,防止池压过大发生安全事故。压力变大超过指针12以上,要及时放气,以免管道鼓裂、气压表损坏。夏季产气快,每天将所产沼气用完;倘若长时间不在家或没有用气,要在压力表安全瓶上端接一段输气管通往室外,使多余的沼气可以跑掉,绝对不能使多余的沼气留在室里,造成安全隐患。以上内容参考 百度百科-沼气

哇,朋友,你这问题问的太大了,简要点可以概括以下几点: 1发酵设备:成熟合理的发酵设备和制作工艺直接决定了发酵的成功性--无死角,合理的高径比等; 2PH,即酸碱性,这个现在的设备都可以通过PH电极检测闭环控制酸碱的自动加入; 3DO,溶氧,好氧发酵的关键参数,可以通过多种手段提高溶氧--加大通气,提高搅拌转速,增大发酵压力,增加高径比,改变通气管和搅拌桨形式等等; 4补料,高密度发酵过程中核心因素, 5发酵周期,发酵温度,合理的补料速率,合适的补料时间等等。。。希望对你有点帮助。

发酵工程的核心是

基因工程,细胞工程,发酵工程,蛋白质(酶)工程

发酵工程:是指采用现代生物工程技术手段,并通过现代化学工程技术,利用生物的某些特定功能,生产有用物质或直接用于工业生产的过程。

我是学生物工程的,四大工程有:基因工程,细胞工程,酶工程,发酵工程蛋白质工程实质就是酶工程,只是不同叫法

微生物工程又叫发酵工程。发酵是微生物特有的作用,在几千年前就被人类认识了,并且用来制造酒、面包。微生物工程,是大规模发酵生产工艺的总称,就是利用微生物发酵作用,通过现代工程技术手段来生产有用物质,或者把微生物直接应用于生物反应器的技术。它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。   发酵工程跟化学工业、医药、食品、能源、环境保护和农牧业等许多领域关系密切,对它的开发有很大的经济效益。DNA重组技术和生物反应器�装有固定化酶的容器,能进行生物 化学合成,是生物工程中的两大支柱。从工业规模生产这一点看,生物反应器尤其重要。因为只有通过微生物发酵,才能形成新的产业。

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