关闭→
当前位置:科普经验站>综合知识>发酵工程的中心环节

发酵工程的中心环节

科普经验站 人气:2.28W

发酵工程的中心环节

发酵工程的中心环节:答案是发酵罐内的发酵。

发酵工程的中心环节:答案是发酵罐内的发酵。

发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵。发酵是在人工控制的无菌条件下,利用微生物的生命活动,获得发酵产品的过程。发酵过程需要选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种等步骤。其中,菌种制备是发酵工业之母,没有菌种就谈不上微生物发酵。保藏菌种是发酵生产的备用菌种,一般放在低温干燥状态下保存。

中心环节是发酵反应过程,也就是微生物在一定条件下生长繁殖和代谢的过程。在这个过程中,需要控制好多个因素,包括温度、pH值、氧气等。此外,还需要选择合适的微生物菌株,以及提供适当的培养基和营养物质。在发酵过程中,也需要进行监测和控制,以确保生产出的产品符合质量要求。因此,发酵反应过程是发酵工程的中心环节。

小编还为您整理了以下内容,可能对您也有帮助:

发酵工程的中心环节

发酵工程的中心环节

发酵是发酵工程的中心环节,是在人工控制的无菌条件下,利用微生物的生命活动,获得发酵产品的过程对于以获得微生物菌体为目的的发酵,如香菇、冬虫夏草。

菌种制备菌种是发酵工业之母,没有菌种,就谈不上微生物发酵。菌种一般分保藏菌种、摇瓶(茄子瓶等)菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种,一般放在低温干燥状态下保存。保藏菌种进入生产接种之前,首先接入斜面进行活化。

2.原料处理发酵原料来源丰富,成分粗放,状态不一,通常不能直接为微生物所利用,因而要进行预处理,才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后,再加上其他有关物质配制成发酵培养基。

接种培养发酵培养基配制好以后,进行灭菌。待其冷却后,适时进行接种。接种要保证在无菌条件下进行,以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。

发酵控制菌种接好后,提供必要的生长条件,菌体开始生长繁殖,进行新陈代谢,发酵累积代谢产物。必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进,以保证发酵。

发酵工程的基本环节

发酵工程的基本环节如下:

1、自然发酵阶段,在这一阶段人们对微生物的性质尚未认知,只是利用自然接种方法进行发酵制品的生产。此阶段的技术特点是多数产品属嫌气发酵,且非纯种培养,凭经验传授技术和产品的质量不稳定的特点。

2、转折阶段,这一阶段又可分为三个阶段。第一个阶段以纯种培养和无菌操作技术为转折点,这一阶段的技术特点发酵过程避免了杂菌污染,发酵效率逐步提高,生产规模逐渐扩大,产品质量稳定提高。

3、发酵放大技术的进一步发展阶段,技术特点是发酵罐的容积发展到前所未有的规模,发酵时氧耗大,对发酵设备提出了新的要求,并逐步运用计算机以及自动化控制技术进行灭菌和发酵过程的PH,溶解氧等发酵参数的控制,使发酵生产向连续化,自动化前进了一大步。

4、以基因工程为中心的时代。技术特点是定向的改变生物性状与功能,创造新物种的目的,赋予微生物细胞具有生产较高等生物细胞所产生的和化合物的能里。扩大了微生物的范围,大大丰富了发酵产业的内容,使发酵工业发生了性的变化。

高中生物,第十八题怎么做(请详细讲解一下)?

发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵

多看课本,课本上都有

(微生物工程)谷氨酸发酵 产物分泌过程 具体是什么?

解析:谷氨酸发酵产物分泌过程:发酵过程是发酵的中心环节,谷氨酸棒状杆菌是好氧菌,因此,发酵过程要不断地通入空气,并通过搅拌,使空气形成细小的气泡,迅速溶解在培养液中,在温度适宜、PH值适宜的条件下,最后培养分泌产生谷氨酸。如果PH值呈酸性,发酵产物分泌乙酰谷氨酰胺。当溶氧不足时,生成的代谢产物就是乳酸或琥珀酸。

发酵的工艺流程是什么

1、发酵生产流程三个阶段:

上游、中游和下游。

(1)先进行高性能生产菌株的选育;

(2)然后在人工或计算机控制的生化反应器中进行大规模培养,生产目的代谢产物;

(3)最后收集目的产物并进行分离纯化,最终获得所需要的产品。

2、现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。

1、手工加工

发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工),后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程),最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程),跨入生物工程的行列。

2、近代发酵

原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品,体力劳动繁重,生产规模受到,难以实现工业化的生产。

于是,发酵界的前人首先求教于化学和化学工程,向农业化学和化学工程学习,对发酵生产工艺进行了规范,用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运,以机器生产代替了手工操作,把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。

3、现代发酵

通过发酵工业化生产的几十年实践,人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的(时变的)、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程,按照化学工程的模式来处理发酵工业生产(特别是大规模生产)的问题,往往难以收到预期的效果。

从化学工程的角度来看,发酵罐也就是生产原料发酵的反应器,发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂,按化学工程的正统思维,微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是,追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核(微生物),返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定,使发酵工程的发展有了明确的方向,发酵工程进入了生物工程的范畴。

发酵工程的发酵生产流程三个阶段

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。

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。

从生物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”。

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”。

发酵工程的工艺过程

1、菌种制备    菌种是发酵工业之母,没有菌种,就谈不上微生物发酵。菌种一般分保藏菌种、摇瓶(茄子瓶等)菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种,一般放在低温干燥状态下保存。保藏菌种进入生产接种之前,首先接入斜面进行活化,使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。用于活化的培养基一般营养丰富、易于吸收,有利于菌种的生长繁殖。活化后的菌种再进行扩大,将其接人摇瓶(茄子瓶等)中进行培养,此时所用的培养基 比保藏菌种用培养基更粗放,更经济。摇瓶种子进一步扩大,接人种子罐进行培养。种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分,目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。种子罐种子培养好以后可适时进行大罐(通风 曲室)接种。 2、原料处理    发酵原料来源丰富,成分粗放,状态不一,通常不能直接为微生物所利用,因而要进行预处理,才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后,再加上其他有关物质配制成发酵培养基。 3、接种培养    发酵培养基配制好以后,进行灭菌。待其冷却后,适时进行接种。接种要保证在无菌条件下进行,以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。 4、发酵控制    菌种接好后,提供必要的生长条件,菌体开始生长繁殖,进行新陈代谢,发酵累积代谢产物。必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进,以保证发酵生产正常进行。在发酵过程中,还要经常观察菌体的形态变化,测定代谢产物的积累情况,以决定放罐的最佳时间,进行收获。5、产品提取    发酵过程一旦完成,及时进行产品提取。根据不同的产品,采取不同的方法进行分离纯化,以求获得最高的产量和最好的质量。提取的方法一般有物理法(如过滤、离心、干燥等)、化学法(吸附、蒸馏、层析、离子交换等)和生物法等。 

 

生物发酵过程中有哪些关键调控因素?

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。

微生物发酵与微生物制药哪一专业更好?

我是过来人,这两个专业其实差不多

看你对哪个更感兴趣了

发酵的应用更广一点,我当初就选的发酵

微生物制药也满好,现在很多保健品和药厂需要这样的科研人才

不过发酵就业更容易

如果为就业考研的话,建议考发酵专业

发酵过程的概念,内容,典型的发酵过程包括哪几个部分

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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科,在生物技术产业化过程中起着关键作用。1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”,词条“发酵工程”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。(4)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)发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。发酵工程是指采用工程技术手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能,为人类生产有用的生物产品,或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步,发酵技术也有了很大的发展,并且已经进入能够人为控制和改造微生物,使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分,具有广阔的应用前景。例如,用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品,如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支,成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包,而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物,生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料,在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。从广义上讲,发酵工程由三部分组成:是上游工程,中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育,最适发酵条件(pH、温度、溶氧和营养组成)的确定,营养物的准备等。中游工程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。这里要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;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;还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外,根据不同的需要,发酵工艺上还分类批量发酵:即一次投料发酵;流加批量发酵:即在一次投料发酵的基础上,流加一定量的营养,使细胞进一步的生长,或得到的代谢产物;连续发酵:不断地流加营养,并不断地取出发酵液。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。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。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术:包括固液分离技术(离心分离,过滤分离,沉淀分离等工艺),细胞破壁技术(超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等),蛋白质纯化技术(沉淀法、色谱分离法和超滤法等),最后还有产品的包装处理技术(真空干燥和冰冻干事燥等)。此外,在生产药物和食品的发酵工业中,需要严格遵守美国联邦食品和药物管理局所公布的cGMPs的规定,并要定时接受有关当局的检查监督。

TAG标签:#中心环节 #工程 #