《发酵工程》课程内容《发酵工程》课程内容l第一章第一章 绪论绪论l第二章第二章 工业微生物菌种选育、保藏及菌种扩培工业微生物菌种选育、保藏及菌种扩培l第三章第三章 微生物的生长代谢调节及发酵动力学微生物的生长代谢调节及发酵动力学l第四章第四章 发酵工业培养基及原料处理发酵工业培养基及原料处理l第五章第五章 发酵工程的灭菌及空气除菌发酵工程的灭菌及空气除菌l第六章第六章 发酵条件及工艺控制发酵条件及工艺控制l第七章第七章 发酵染菌及防治发酵染菌及防治l第八章第八章 发酵罐发酵罐 l第九章第九章 发酵产物的后处理（即下游加工）发酵产物的后处理（即下游加工）l第十章第十章 现代发酵工业主要产品的工艺过程现代发酵工业主要产品的工艺过程1发酵工程绪论 学习要求：理论与实验紧密结合学习要求：理论与实验紧密结合l1、理论学习是前提l2、实验基本技能操作能力是基础l3、实验设计能力是要求l4、实验探索研究能力培养是目的2发酵工程绪论 思思 考：考：l发酵工程与我国国民经济的关系？发酵工程与我国国民经济的关系？l发酵产品与我们生活的关系？发酵产品与我们生活的关系？3发酵工程绪论 第一章第一章 绪绪 论论l第一节第一节 发酵和发酵工程的涵义发酵和发酵工程的涵义l第二节第二节 发酵工程的发展简史发酵工程的发展简史l第三节第三节 发酵工程的基本内容发酵工程的基本内容l第四节第四节 发酵工业的范围发酵工业的范围l第五节第五节 发酵类型与流程发酵类型与流程l第六节第六节 发酵工程的应用发酵工程的应用l第七节第七节第七节第七节 发酵工业展望发酵工业展望发酵工业展望发酵工业展望l第八节第八节 发酵工程的课程任务和内容发酵工程的课程任务和内容4发酵工程绪论 第一节第一节 发酵和发酵工程的涵义发酵和发酵工程的涵义l一、发酵的涵义l二、发酵工程的概念5发酵工程绪论 一、发酵的涵义一、发酵的涵义1 1、传统发酵、传统发酵2 2、生化和生理学意义的发酵、生化和生理学意义的发酵3 3、工业上的发酵、工业上的发酵4 4、发酵的现代概念、发酵的现代概念(p1)(p1)6发酵工程绪论 1 1、传统发酵、传统发酵l最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或发芽谷物产生气泡的现象，或者是指或发芽谷物产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。
酒的生产过程7发酵工程绪论 l1857年法国化学家、微生物家巴斯德巴斯德提出了著名的发酵理论：：““一切发酵过程都是微一切发酵过程都是微生物作用的结果生物作用的结果 ” l巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟8发酵工程绪论 2 2、生化和生理学意义的发酵、生化和生理学意义的发酵l指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应l如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出并放出COCO2 2的过程9发酵工程绪论 3 3、工业上的发酵、工业上的发酵l泛指利用微生物制造或生产某些泛指利用微生物制造或生产某些产品产品的过程 包括：1. 厌氧培养的生产过程如酒精，乳酸等2. 通气（有氧）培养的生产过程如抗生素、氨基酸、酶制剂等l产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等10发酵工程绪论 4 4、发酵的现代概念、发酵的现代概念l利用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或其代谢产物的过程，统称为发酵。
11发酵工程绪论 利用微生物的特点：l发酵工程所利用的微生物发酵工程所利用的微生物：细菌、放线菌，酵母菌和霉菌等l利用微生物的特点利用微生物的特点：： (1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力 (2)有极强的消化能力 (3)有极强的繁殖能力 12发酵工程绪论 二、发酵工程二、发酵工程l（一）发酵工程的概念（一）发酵工程的概念l发酵工程是利用微生物生长与代谢活动，通发酵工程是利用微生物生长与代谢活动，通过现代工程技术手段进行工业规模生产的过现代工程技术手段进行工业规模生产的技术由于它以培养微生物（发酵）为主，技术由于它以培养微生物（发酵）为主，所以习惯上也称为微生物工程所以习惯上也称为微生物工程l即利用微生物发酵过程来生产产品即利用微生物发酵过程来生产产品 （（P1））13发酵工程绪论 （二）发酵工程技术的特点（二）发酵工程技术的特点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1) 发酵工程主体微生物的特点(2) 发酵工程技术的特点(3) 发酵工程反应过程的特点（p2）14发酵工程绪论 l发酵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生物工程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多学科工程。
15发酵工程绪论 l发酵工程是研究微生物工业生产中各单元操各单元操作的工艺作的工艺和设备设备的一门学科，它是利用生化工程的原理和方法、生物反应器技术及分离纯化技术，将生物工程的实验室成果进行工业开发的学科，是生物工程不可分割的一部分16发酵工程绪论 （三）发酵工程产品的类型（三）发酵工程产品的类型l酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、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食品、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种食品、医疗保健药物；医疗保健药物；l天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料；生产资料；l氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素；氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素；l单细胞蛋白等微生物菌体单细胞蛋白等微生物菌体l生物能生物能l微生物冶炼微生物冶炼l（（p3 ））17发酵工程绪论 第二节第二节 发酵工程的发展简史发酵工程的发展简史 （（p7-12p7-12））l一、自然发酵时期（传统发酵时期）一、自然发酵时期（传统发酵时期）l二、近代发酵工程时期二、近代发酵工程时期l纯培养技术的建立：巴斯德，科赫等。
人为地控制微生物的发酵进程l通气搅拌发酵技术的建立：青霉素的生产——深层培养l代谢控制发酵技术：微生物进行甾体化合物的转化，Glu和Lys发酵生产18发酵工程绪论 l三、现代发酵工程时期三、现代发酵工程时期————基因工程阶段基因工程阶段 采用酶学的方法，将不同来源的DNA进行体外重组，再把重组DNA设法转入受体细胞内，并进行繁殖和遗传下去人们能够根据自己的意愿将微生物以外的基因件导入微生物细胞中，从而达到定向地改变生物性状与功能创创新的物种新的物种，使发酵工业能够生产出自然界微生物所不能合成的产物19发酵工程绪论 发酵工业发展阶段的过程发酵工业发展阶段的过程发展发展阶段阶段主要产品主要产品容器容器过程控制过程控制培养方法培养方法质质量量控控制制中中试试设设备备菌种筛菌种筛选选第一阶第一阶段段1900年前年前酒精，醋酒精，醋生产能力达生产能力达1500桶的木桶的木制容器制容器使用温度计、使用温度计、比重计和热交比重计和热交换器换器分批发酵分批发酵没没有有没没有有1896在在Carlsberg酿酿造厂使用纯造厂使用纯酵母培养物酵母培养物第二阶第二阶段段1900-1940面包酵母、甘面包酵母、甘油、柠檬酸、油、柠檬酸、丙酮、丁醇丙酮、丁醇生产丙酮、丁醇能力达生产丙酮、丁醇能力达2×105L的铁制容器。
用的铁制容器用于面包酵母生产的空气于面包酵母生产的空气喷雾器在小型容器中喷雾器在小型容器中应用的机械搅拌应用的机械搅拌pH电极用于离电极用于离线检测、温度线检测、温度控制控制分批和补料系统分批和补料系统没没有有没没有有应用纯培养应用纯培养技术技术第三阶第三阶段段1940年至今年至今青霉素、链霉青霉素、链霉素、氨基酸、素、氨基酸、核苷酸、转化核苷酸、转化作用、酶作用、酶机械通气容器，无菌操机械通气容器，无菌操作、真正的发酵罐作、真正的发酵罐可灭菌的可灭菌的pH和和溶氧电极，后溶氧电极，后被计算机化的被计算机化的循环控制循环控制分批和补料很常分批和补料很常用，连续培养被用，连续培养被引入酿造和一些引入酿造和一些初级代谢产物的初级代谢产物的生产过程生产过程重重要要普普遍遍应应用用突变和筛选突变和筛选程序非常重程序非常重要要第四阶第四阶段段1960年至今年至今用烃和别的贮用烃和别的贮存物质生产单存物质生产单细胞蛋白质细胞蛋白质开发出用力循环和压力开发出用力循环和压力喷射容器以克服气和热喷射容器以克服气和热交换问题交换问题使用计算机联使用计算机联用控制循环用控制循环连续培养连续培养+培养培养基再循环基再循环重重要要重重要要生产菌株的生产菌株的遗传工程技遗传工程技术术第五阶第五阶段段1979年至今年至今通常微生物不通常微生物不产生的异质化产生的异质化合物，如胰岛合物，如胰岛素、干扰素素、干扰素在第在第3阶段和第阶段和第4阶段开阶段开发出的发酵罐发出的发酵罐在第在第3阶段和阶段和第第4阶段发展阶段发展的其他控制手的其他控制手段和感应器段和感应器可以是分批，补可以是分批，补料料-分批或连续分批或连续重重要要重重要要用基因工程用基因工程技术将外源技术将外源基因引入微基因引入微生物宿主生物宿主20发酵工程绪论 l现代生物技术特别是基因工程基因工程赋予发酵工程新的生命力，现代发酵工程产品种类不断增加，是方兴未艾的高新技术产业，。
它不但为人类提供所需的产品、在农业、化工原料等行业的应用中显示巨大的潜力，并且随着现代发酵技术的应用将为人类创创造出更大的经济效益造出更大的经济效益21发酵工程绪论 第三节第三节 发酵工程的基本内容发酵工程的基本内容l一、发酵工程的特征一、发酵工程的特征l二、发酵工程研究的主要内容发酵工程研究的主要内容l三、获得发酵产品的条件获得发酵产品的条件22发酵工程绪论 一、发酵工程的特征一、发酵工程的特征（（p13p13））1、原料：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2、菌种：微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种选育，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23发酵工程绪论 3、条件：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，要求条件简单4、发酵对杂菌的污染的防治至关重要反应必需在无菌条件无菌条件下进行5、产物：由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一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，也可以产生比较复杂的高分子化合物比较复杂的高分子化合物。
24发酵工程绪论 6、发酵过程是通过生物体的自动调节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一的代谢产物7、特点：工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，并可以取得较显著的经济效益8、除利用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的遗传工程菌进行反应25发酵工程绪论 二、发酵工程研究的主要内容二、发酵工程研究的主要内容l1 1、工业生产菌种的选育工业生产菌种的选育l2 2、最佳发酵条件的选择和控制最佳发酵条件的选择和控制l3 3、生化反应器（发酵罐）的设计生化反应器（发酵罐）的设计l4 4、产品的分离、提取及精制等过程产品的分离、提取及精制等过程l发酵工程的内容是随科学技术的发展而不断扩大发酵工程的内容是随科学技术的发展而不断扩大和充实的和充实的26发酵工程绪论 l适宜的微生物适宜的微生物l保证或控制微生物进行代谢的各种条件保证或控制微生物进行代谢的各种条件l微生物发酵的设备微生物发酵的设备l精制成产品的方法和设备精制成产品的方法和设备三三、、获得发酵产品的条件获得发酵产品的条件27发酵工程绪论 第四节第四节 发酵工业的范围发酵工业的范围1 1、以微生物细胞为产物的发酵工业、以微生物细胞为产物的发酵工业2 2、以微生物代谢产物为产品的发酵工业、以微生物代谢产物为产品的发酵工业3 3、以微生物酶为产品的发酵工业、以微生物酶为产品的发酵工业4 4、生物转化或修饰化合物的发酵工业、生物转化或修饰化合物的发酵工业5 5、微生物废水处理和其他、微生物废水处理和其他28发酵工程绪论 微生物产物：微生物产物：微生物细胞、酶、药物活性物微生物细胞、酶、药物活性物质、特殊化学物质和食品添加剂质、特殊化学物质和食品添加剂29发酵工程绪论 1 1、生产微生物细胞物质、生产微生物细胞物质l是以获得具有多种用途的微生物菌体细微生物菌体细胞胞为目的的产品的发酵工业。
l包括包括：单细胞的酵母和藻类、担子菌，生物防治的苏云金杆菌以及人、畜防治疾病用的疫苗等l特点：特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳定期产量最高30发酵工程绪论 2、微生物代谢产物发酵l包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级代谢产物l对数生长期形成的产物是细胞自身生长所必需的，称为初级代谢产物或中间代谢产物l各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢或停止生长时期即稳定期所产生的，来自于中间代谢产物和初级代谢产物31发酵工程绪论 3、微生物酶发酵l酶的特点：易于工业化生产，便于改善工艺提高产量l分类：胞内酶和胞外酶l生物合成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意32发酵工程绪论 4、微生物的生物转化l定义：定义：是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位（基团）的作用，使它转变成结构相类似但具有更大经济价值的化合物l生物转化的最终产物不是微生物细胞利用营养物质代谢产生的，而是微生物细胞的酶或酶系作用酶或酶系作用于底物某一特定部位，进行化学反应而形成的生长细胞、静止营养细胞、孢子或干细胞均能进行生物转化。
l特点：特异性强（反应特异性、结构位置特异性、立体特异性）33发酵工程绪论 5、微生物特殊机能的利用l利用微生物消除环境污染利用微生物消除环境污染l利用微生物发酵保持生态平衡利用微生物发酵保持生态平衡 ★生物固氮代替化学肥料 ★微生物杀虫剂代替化学农药 ★培育和创造能在恶劣条件下生长，并且能抗病虫害和草害的农作物新品种 ★为人类提供动物蛋白l微生物湿法冶金微生物湿法冶金l利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域34发酵工程绪论 第五节 发酵类型与流程（p25）一、类型一、类型 根据对氧的需要区分： 厌氧和有氧发酵 根据培养基物理性状区分： 液体和固体发酵 根据发酵位置是表面或深层区分： 表面发酵和深层发酵 根据发酵是间歇或连续区分： 分批发酵和连续发酵 根据所用菌种是单一或多种区分： 单一纯种发酵和混合发酵35发酵工程绪论 二、发酵的流程（有氧）空气空气净化处理保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵碳源、氮源、无机盐等营养物质灭菌产物分离纯化成品36发酵工程绪论 三、工业发酵步骤和工艺流程1、培养基的配制：培养基的配制：用于培养菌种及扩大的发酵罐生产。
2、消毒灭菌：消毒灭菌：培养基、发酵罐以及辅助设备的灭菌3、接种：接种：将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中4、发酵过程控制：发酵过程控制：将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物5、产物后处理：产物后处理：将产物抽提并进行精制，以得到合格的产品6、废物处理：废物处理：回收或处理发酵过程中产生的废物和废水37发酵工程绪论 菌种筛选菌种筛选摇瓶试验摇瓶试验发酵罐试验发酵罐试验38发酵工程绪论 工业发酵生产的基本流程（好氧发酵）工业发酵生产的基本流程（好氧发酵） 39发酵工程绪论 （一）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40发酵工程绪论 （二）菌种斜面培养l菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种l方法：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。
41发酵工程绪论 （三）种子扩大培养l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l固体种子扩大培养一般采用传统的制曲工艺，一般先用克氏瓶进行扩大，再转接到曲盘扩大培养 需氧微生物：将克氏瓶表面培养的菌种接到装有液体培养基的三角瓶中，在摇床上振荡培养 厌氧微生物：将有菌种的试管斜面或克氏瓶转接到三角瓶液体培养基中静置培养42发酵工程绪论 （四）微生物发酵和控制l发酵方式可分为固体发酵和液体发酵两种l固体发酵：适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生产比较简单的产品l液体深层发酵：适合于大规模工业化生产 影响发酵的因素很多，如温度、pH、通风、搅拌、罐压力等等，必须适当地控制影响发酵的各种条件，掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物测定，使整个发酵过程顺利进行43发酵工程绪论 （五） 发酵产物的分离提取l利用菌体：离心沉淀或板框压滤法使菌体与醪液分开，也可以用喷雾干燥法直接做成粉剂l酒精——发酵醪蒸馏塔蒸馏；l抗菌素及有机酸——根据产物的不同特性，采用离子交换树脂吸附处理、脱色过滤、减压浓缩等方法提取精制l获得的产物都要按照有关部门制定的国家标准进行质量检验和性能测定，符合要求后才为合格产品。
44发酵工程绪论 第六节第六节 发酵工程的应用发酵工程的应用 发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业，近年来特别是业，近年来特别是9090年代以来，行业的迅速发展已年代以来，行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位其中味精、柠经使其在食品工业中占有重要地位其中味精、柠檬酸、酶制剂、酵母、淀粉糖等产量逐年递增，在檬酸、酶制剂、酵母、淀粉糖等产量逐年递增，在国民经济中占有十分重要的地位和作用国民经济中占有十分重要的地位和作用p3p3））45发酵工程绪论 发酵工业简介l发酵食品发酵食品l有机酸有机酸l氨基酸氨基酸l核酸类物质核酸类物质l酶制剂酶制剂l医药工业（抗生素医药工业（抗生素…））l饲料工业（单细胞蛋白饲料工业（单细胞蛋白l环境工程（废物处理）环境工程（废物处理）l其它其它 （冶金工业（冶金工业…）） Fermentation Industry lFermented FoodslOrganic AcidslAmino AcidslNucleotideslEnzymes lPharmaceutical (Antibiotics…)lFeedstuff (eg. SCP)lEnvironmental Application (Waste Treatment)lOthers (eg. Metallurgical industry)46发酵工程绪论 1 1、发酵工程在食品工业中的应用、发酵工程在食品工业中的应用l生物农药：微生物杀虫剂、防治植物病害微生物生物农药：微生物杀虫剂、防治植物病害微生物l食品加工：单细胞蛋白食品加工：单细胞蛋白l含醇饮料：葡萄酒、啤酒、果酒、白酒等含醇饮料：葡萄酒、啤酒、果酒、白酒等l发酵乳制品：酸奶、乳酪、奶酒等发酵乳制品：酸奶、乳酪、奶酒等l调味品和发酵食品：味精、肌苷酸、鸟苷酸、酱等调味品和发酵食品：味精、肌苷酸、鸟苷酸、酱等l甜味剂：葡萄糖、麦芽糖等甜味剂：葡萄糖、麦芽糖等l食品添加剂：面包酵母、柠檬酸、色素、维生素等食品添加剂：面包酵母、柠檬酸、色素、维生素等l食品检验：食品免疫检验方法可检测含量极低的微量残食品检验：食品免疫检验方法可检测含量极低的微量残留物、真菌毒素、抗生素、激素、细菌毒素等留物、真菌毒素、抗生素、激素、细菌毒素等47发酵工程绪论 2 2、发酵工程在医药工业中的应用、发酵工程在医药工业中的应用l维生素：维生素：B B2 2、、 B B1212、、2-2-酮基酮基- -古龙酸等古龙酸等l氨基酸：谷氨酸、丙氨酸、精氨酸等氨基酸：谷氨酸、丙氨酸、精氨酸等l甾体激素：可的松、氢化可的松、肤轻松等甾体激素：可的松、氢化可的松、肤轻松等l生物制品：疫苗、菌苗、类毒素、含抗体的制品等生物制品：疫苗、菌苗、类毒素、含抗体的制品等l治疗用酶：蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等治疗用酶：蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等l酶抑制剂：胆固醇抑制剂作为治疗高血压、高血脂酶抑制剂：胆固醇抑制剂作为治疗高血压、高血脂的的 药物药物l其他：肌苷、辅酶其他：肌苷、辅酶A A可治疗心脏病、白血病、血小可治疗心脏病、白血病、血小板下降，肝病等板下降，肝病等48发酵工程绪论 3 3、发酵工程在轻工业中的应用、发酵工程在轻工业中的应用 由微生物可生产出许多种可用于轻由微生物可生产出许多种可用于轻工业加工的酶，如：蛋白酶、果胶酶、工业加工的酶，如：蛋白酶、果胶酶、脂肪酶、凝乳酶、过氧化氢酶、淀粉酶、脂肪酶、凝乳酶、过氧化氢酶、淀粉酶、氨基酰化酶等。
氨基酰化酶等49发酵工程绪论 4 4、发酵工程在化工能源产品中的应用、发酵工程在化工能源产品中的应用醇及溶剂：乙醇、甘油、异丙醇、丁醇等醇及溶剂：乙醇、甘油、异丙醇、丁醇等有机酸：醋酸、丙酸、乳酸、苹果酸等有机酸：醋酸、丙酸、乳酸、苹果酸等多糖：右旋糖酐、黄原胶、海藻酸等多糖：右旋糖酐、黄原胶、海藻酸等烷烃：甲烷烷烃：甲烷清洁能源：氢气、微生物燃料电池清洁能源：氢气、微生物燃料电池藻类产油藻类产油50发酵工程绪论 5 5、发酵工程在农业中的应用、发酵工程在农业中的应用生物农药：微生物杀虫剂、防治植物病害生物农药：微生物杀虫剂、防治植物病害微生物微生物生物除草剂生物除草剂生物增产剂生物增产剂食用菌和药用真菌食用菌和药用真菌51发酵工程绪论 6 6、发酵工程在环境保护中的应用、发酵工程在环境保护中的应用厌气发酵法：沼气发酵、饲料发酵、肥料发酵厌气发酵法：沼气发酵、饲料发酵、肥料发酵好气发酵法：废水、废气的处理好气发酵法：废水、废气的处理52发酵工程绪论 7 7、发酵工程在细菌冶金中的应用、发酵工程在细菌冶金中的应用 利用氧化亚铁硫杆菌等利用氧化亚铁硫杆菌等自养细菌自养细菌把把亚铁氧化为高铁，把硫或低价硫化物氧亚铁氧化为高铁，把硫或低价硫化物氧化为硫酸的能力，将含硫金属矿石中的化为硫酸的能力，将含硫金属矿石中的金属离子形成硫酸盐而金属离子形成硫酸盐而释放出来释放出来。
用此用此法浸出的金属有铜、锌、铅、钴、铀、法浸出的金属有铜、锌、铅、钴、铀、金等53发酵工程绪论 8 8、发酵工程在高技术研究中的应用、发酵工程在高技术研究中的应用 为基因工程提供质粒、病毒载体，限为基因工程提供质粒、病毒载体，限制性内切酶、连接酶、磷酸酶等；为医制性内切酶、连接酶、磷酸酶等；为医学诊断提供生物传感器（学诊断提供生物传感器（DNADNA芯片、酶）芯片、酶）等54发酵工程绪论 第七节第七节 发酵工业的展望发酵工业的展望l利用遗传工程等先进技术，人工选育和改良菌种利用遗传工程等先进技术，人工选育和改良菌种l采用发酵技术进行高等动植物细胞培养采用发酵技术进行高等动植物细胞培养l固定化技术广泛应用固定化技术广泛应用l开发和采用大型节能高效的发酵装置，自动控制将开发和采用大型节能高效的发酵装置，自动控制将成为发酵生产控制的主要手段成为发酵生产控制的主要手段l应用代谢控制技术，发酵生产氨基酸应用代谢控制技术，发酵生产氨基酸l将生物技术理广泛地用于环境工程将生物技术理广泛地用于环境工程55发酵工程绪论 第八节发酵工程的课程任务和内容1 1、任务、任务 深入理解嫌气发酵和好气发酵有关的深入理解嫌气发酵和好气发酵有关的工艺原工艺原理理，懂得应用这些基本理论去分析和解决发酵工，懂得应用这些基本理论去分析和解决发酵工业生产中的具体问题，使生产过程更好的符合客业生产中的具体问题，使生产过程更好的符合客观规律，进一步提高发酵产品的质量和产率。
同观规律，进一步提高发酵产品的质量和产率同时初步具有时初步具有选育优良菌种选育优良菌种，合理，合理控制发酵条件控制发酵条件和和调节代谢途径，增加前体或抑制剂，提高某些系调节代谢途径，增加前体或抑制剂，提高某些系统酶系的酶活，使生产过程连续化、自动化统酶系的酶活，使生产过程连续化、自动化探探求求新工艺、新设备和从事发酵工程研究和设计的新工艺、新设备和从事发酵工程研究和设计的能力能力56发酵工程绪论 2 2、内容、内容本期将从以下四个方面介绍：本期将从以下四个方面介绍：1 1、发酵工程原理：、发酵工程原理： 菌种、微生物代谢调节与控制、培养基菌种、微生物代谢调节与控制、培养基2 2、发酵工程下游加工工程：、发酵工程下游加工工程： 发酵液的预处理，产物的分离、纯化、精发酵液的预处理，产物的分离、纯化、精制3 3、发酵工程生产设备：、发酵工程生产设备： 发酵罐、辅助设备、分离设备发酵罐、辅助设备、分离设备4 4、发酵工程生产举例发酵工程生产举例57发酵工程绪论 参考书：l《《发酵设备》，高孔发酵设备》，高孔荣，轻工业出版社荣，轻工业出版社《《发酵工程最优化控发酵工程最优化控制制》》，钱铭镛，江苏科，钱铭镛，江苏科学技术出版社学技术出版社58发酵工程绪论 《《微生物工程工艺原理微生物工程工艺原理》》，姚汝华，华南理工，姚汝华，华南理工大学出版社大学出版社《《微生物工程微生物工程》》，，曹军卫，科学出版曹军卫，科学出版社社59发酵工程绪论 其他参考书l1. 《发酵工程原理与技术应用》余龙江《发酵工程原理与技术应用》余龙江 主编，化工出版社主编，化工出版社l2. 《现代食品微生物学实验技术》主编刘慧，轻工出版社《现代食品微生物学实验技术》主编刘慧，轻工出版社l3.《发酵设备》高孔荣主编，轻工业出版社《发酵设备》高孔荣主编，轻工业出版社l4.《新编生物工艺学》上下册，俞俊棠主编，化工出版社《新编生物工艺学》上下册，俞俊棠主编，化工出版社l5.《发酵工业概论》李艳主编，轻工出版社《发酵工业概论》李艳主编，轻工出版社l6.《微生物工程》焦瑞身主编，化学工业出版社《微生物工程》焦瑞身主编，化学工业出版社l7.《发酵工艺原理》熊宗贵主编，中国医药出版社《发酵工艺原理》熊宗贵主编，中国医药出版社l8.《微生物学实验技术》杜连祥主编，轻工出版社《微生物学实验技术》杜连祥主编，轻工出版社l9.《微生物学实验教程》钱存柔主编，北京大大学出版社《微生物学实验教程》钱存柔主编，北京大大学出版社l教材：教材： 《发酵工程》韦革宏主编，科学出版社《发酵工程》韦革宏主编，科学出版社60发酵工程绪论 小小 结结 1 1、发酵工程领域的基本概念（次重点）、发酵工程领域的基本概念（次重点） 识记：发酵、发酵工程、发酵方式、发酵 识记：发酵、发酵工程、发酵方式、发酵 产品产品类型。
类型 2 2、微生物发酵过程的特点（重点）、微生物发酵过程的特点（重点） 领会：微生物反应与化工反应的区别 领会：微生物反应与化工反应的区别 应用：与化工生产相比较，叙述发酵工程的优 应用：与化工生产相比较，叙述发酵工程的优点 3 3、发酵工程所涉及的主要内容及应用领域（次重点）、发酵工程所涉及的主要内容及应用领域（次重点） 4 4、发酵技术的进展及发展方向（一般）、发酵技术的进展及发展方向（一般）61发酵工程绪论 思考题:l简述某种微生物的特殊作用简述某种微生物的特殊作用62发酵工程绪论 。