发酵工程知识点总结 发酵工程原理与技术应用.pdfVIP

发酵工程知识点

一、传统发酵​

最初，“发酵”一词用于描述两种现象：一是酵母作用于果汁或麦芽汁时产生气泡的过程，

二是酒类的生产过程。直到1857年，法国化学家兼微生物学家巴斯德提出了著名的发酵理

论，明确指出“所有发酵过程均由微生物作用引发”。​

二、不同维度下的发酵定义​

1.生化与生理学视角的发酵​

从生化和生理学角度来看，发酵是指微生物在无氧环境中，通过分解各类有机物来获取能量的

一种方式。若要更精准地定义，发酵则是一类以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。例

如，葡萄糖在无氧条件下被微生物利用时，会产生酒精并释放二氧化碳，这就是典型的发酵过

程。​

2.工业视角的发酵​

在微生物工业领域，“发酵”的范畴更为广泛，所有通过培养微生物或其他生物细胞（包括

动物细胞、植物细胞）进行生产的过程，都统称为发酵。这类过程主要包含两大类型：​

厌氧培养生产过程：如酒精、乳酸等产品的生产；​

通气（有氧）培养生产过程：如抗生素、氨基酸、酶制剂等产品的生产。​

而发酵产物不仅包括微生物的细胞代谢产物，还涵盖菌体自身细胞、酶以及各类转化产物。​

三、现代生物技术与发酵的关联​

现代生物技术（以分子生物学为核心）与发酵工程深度融合，推动了多个发酵工业领域的发

展：​

在氨基酸发酵工业中，可实现谷氨酸、赖氨酸等产品的生产；​

在核酸发酵工业中，能进行肌苷酸、鸟苷酸等产品的制备。​

通过微生物变异株结合代谢调节手段，发展出了代谢控制发酵技术。该技术通过切断支路代谢

的转折点，对酶的活力和酶的合成进行调控（具体包括反馈控制与反馈阻遏机制），从而解除

菌体自身的反馈调节限制，提高最终产物的产量。​

此外，细胞融合技术、基因操作技术等现代生物技术的发展，打破了不同生物物种间的界限，

能够定向培育出新型的有用微生物。同时，通过增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝

数，可大幅提升目标产物的生产效率。值得一提的是，酒曲是我国酿酒技术的重大发明，同时

也是世界上最早出现的复合酶制剂。​

四、发酵工程的组成​

从广义层面来看，发酵工程主要由三部分构成，分别是上游工程、发酵控制和下游工程。​

五、微生物发酵产品的类型​

微生物发酵产品按照性质可分为四大类，具体如下：​

菌体与酶；​

初级代谢产物；​

次级代谢产物；​

外源物质转化产物。​

六、发酵方法的类别与流程​

1.发酵方法的类别​

根据不同的分类标准，发酵方法可分为多种类型：​

按对氧气的需求区分：可分为厌氧发酵和好氧发酵；​

按培养基的物理性状区分：可分为液体发酵和固体发酵；​

按微生物的生长特性区分：可分为分批发酵和连续发酵；​

按发酵原料区分：可分为糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵；​

按发酵产物区分：可分为氨基酸发酵、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：保藏苗种－－活化－－扩大培养－－种子雒－－主－发酵－－产物分离纯化－－成－品

－－－

第二幸菌种选育珅论与技术

微生物的特点

有些微生物能在厌氧的条件～卜仵长

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一卜生长

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

a

（三）食品酌制剂生产有关的微生物－淀粉酌：黑曲霖、米曲篱、米根酌、枯草牙泡

籵菌和地衣牙玸杆菌

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

I.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。

3.了解菌种的遗传学背景。

4.提供分子生物学的研究材料。

（二）生产方面

1提高产噩