《發酵工程第二講》ppt課件發酵工程概述發酵工程的基本原理發酵工程的主要技術發酵工程的應用實例發酵工程的未來發展contents目錄發酵工程概述01123發酵工程：利用微生物的代謝活動，通過現代工程技術手段，生產有用物質或直接應用于工業生產的一種技術體系。發酵工程是生物工程的一個重要組成部分，與基因工程、細胞工程和酶工程等相互滲透、相互促進。發酵工程的主要研究對象是微生物，通過對微生物的代謝過程進行人工設計和控制，以實現有用物質的高效生產。發酵工程定義傳統發酵技術01人類利用自然界的微生物進行發酵生產已有數千年的歷史，如釀酒、制醋、面包等。近代發酵工業02隨著微生物學、生物化學和化學工程的進步，19世紀末至20世紀初，人們開始利用純培養技術大規模發酵生產酒精、氨基酸、抗生素等物質。現代發酵工程0320世紀中葉以后，隨著基因工程、細胞工程和酶工程的引入和發展，發酵工程進入了一個全新的發展階段，實現了對微生物代謝過程的精確調控和優化。發酵工程發展歷程發酵工程的應用領域食品工業化工原料如面包、奶酪、酸奶、醬油等。如燃料乙醇、生物塑料等。酒精飲料醫藥工業環境治理如啤酒、葡萄酒、白酒等。如抗生素、維生素、氨基酸、酶制劑等。如廢水處理、生物修復等。發酵工程的基本原理02微生物通過氧化還原反應將化學能轉化為生物能，為細胞生長和繁殖提供能量。微生物的能量代謝微生物通過合成代謝和分解代謝合成細胞物質和分解有機物，實現物質的循環和轉化。微生物的物質代謝微生物的代謝微生物的生長分為適應期、對數生長期、穩定期和衰亡期，不同階段生長速率和細胞形態不同。微生物的繁殖方式有二分裂、出芽、孢子形成等，繁殖方式不同，繁殖速度也不同。微生物的生長與繁殖微生物的繁殖方式微生物的生長階段酶的分類與作用酶是生物催化劑，分為氧化還原酶、水解酶、轉移酶、裂合酶等，在發酵過程中起到關鍵作用。發酵過程的控制發酵過程需要控制溫度、pH、溶氧濃度等環境因素，以實現微生物的最佳生長和代謝。微生物的酶系與發酵過程發酵工程的主要技術03通過選擇適當的培養基和培養條件，將目標微生物從樣品中分離出來。微生物的分離微生物的選育基因工程育種通過自然選擇或誘變育種，獲得具有優良性狀的菌株。利用基因工程技術，對微生物進行基因改造，獲得具有特定性狀的工程菌。030201微生物的分離與選育根據微生物生長所需的營養物質，選擇適當的碳源、氮源、無機鹽等。培養基的成分根據微生物的生長特性和培養目的，配制適合的培養基。培養基的配制對培養基進行高溫或高壓滅菌，以消除雜菌和有害微生物。培養基的滅菌微生物的培養基制備

微生物的發酵過程控制發酵參數監測監測發酵過程中的溫度、pH、溶氧濃度、二氧化碳等參數。發酵過程控制根據監測結果，調整發酵條件，如溫度、pH、通氣量等，以保證發酵過程的穩定和高效。產物提取與分離發酵結束后，采用適當的提取和分離方法，將目標產物從發酵液中提取出來。發酵工程的應用實例04酒精發酵是一種古老且廣泛應用的生物技術，通過發酵過程將糖類物質轉化為乙醇。酒精發酵簡介酒精發酵廣泛應用于食品、飲料、化工和生物能源等領域，如啤酒、葡萄酒、白酒等酒精飲料的生產。酒精發酵的應用酒精發酵主要依靠酵母菌的發酵作用，通過酵母菌的無氧呼吸將糖類物質轉化為乙醇和二氧化碳。酒精發酵的原理酒精發酵酵母菌在面包制作中的應用酵母菌是制作面包的重要原料之一，能夠通過發酵作用使面團膨脹，提高面包的口感和品質。酵母菌在釀酒中的應用酵母菌也是釀酒的重要微生物之一，能夠將葡萄或其他水果中的糖類物質轉化為乙醇和二氧化碳，制成各種酒類。酵母菌簡介酵母菌是一種單細胞真菌，具有豐富的工業應用價值，可以用于食品、化工、制藥等領域。酵母菌的工業應用酶制劑的生產酶制劑可以通過微生物發酵、細胞培養等方法生產，具有廣闊的市場前景和應用領域。酶制劑簡介酶制劑是一種生物催化劑，能夠加速各種化學反應的速率，具有高效、專一、條件溫和等特點。酶制劑的應用酶制劑廣泛應用于食品、醫藥、化工、紡織等領域，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等酶制劑在食品加工和洗滌劑生產中的應用。酶制劑的生產與應用發酵工程的未來發展05基因工程技術利用基因工程技術改良菌種，提高發酵產物的產量和品質。代謝工程技術通過調控代謝途徑，優化微生物的生長和代謝過程，提高產物合成效率。過程控制技術利用自動化和智能化技術，實現發酵過程的精準控制和優化。新技術的開發與應用03節能減排技術采用節能減排技術，降低發酵過程的能耗和減少污染物排放。01開發利用新型生物資源尋找和利用具有特殊功能的微生物資源，拓展發酵原料的來源。02廢棄物資源化利用將廢棄物轉化為發酵原料，降低生產成本，實現廢棄物的減量化和資源化。生物資源的可持續利用減少廢棄物排放優化發酵工藝，降低廢棄物產生量