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1、发酵工艺原理第1页，本讲稿共10页发酵的分类1.按获取能量的方式分按获取能量的方式分好氧发酵，厌氧发酵好氧发酵，厌氧发酵2.按按产产物物类类型型分分初初级级代代谢谢物物发发酵酵，次次级级代代谢谢物物发发酵酵；食食品品发发酵酵，有有机机酸酸发发酵酵，氨氨基基酸酸发发酵酵，维维生生素素发发酵酵，抗抗生生素素发发酵酵3.按按操操作作类类型型分分自自然然发发酵酵，纯纯种种发发酵酵，混混种种发发酵酵；分分批批发发酵酵，半连续发酵，连续发酵半连续发酵，连续发酵；固态发酵，液态发酵；固态发酵，液态发酵4.按发酵生物类型分按发酵生物类型分细菌发酵，真菌发酵，基因工程菌发细菌发酵，真菌发酵，基因工程菌发酵，动植
2、物细胞发酵酵，动植物细胞发酵第2页，本讲稿共10页SOLID-STATE FERMENTATION PRODUCTION第3页，本讲稿共10页二发酵工程的发展史二发酵工程的发展史 1发酵现象的发现与利用发酵现象的发现与利用2.小生命体的发现小生命体的发现3.发酵本质的阐明发酵本质的阐明4.纯粹培养技术的开发纯粹培养技术的开发5.发酵中酶催化反应的发现发酵中酶催化反应的发现6.大规模液体沉没发酵技术的开发大规模液体沉没发酵技术的开发7.现代生物技术的应用现代生物技术的应用 第4页，本讲稿共10页三、发酵工业的特点三、发酵工业的特点优点优点1.产物结构复杂性和特异性：产物结构复杂性和特异性：手性或
3、光学活性手性或光学活性2.过程安全性：水相、常温、常压、过程安全性：水相、常温、常压、中性、不燃不爆中性、不燃不爆3.主要原料可再生性：阳光和土地主要原料可再生性：阳光和土地4.原料可替换性原料可替换性5.反应自控性反应自控性6.设备通用性设备通用性7.副产物可综合利用性副产物可综合利用性8.生产能力可提高性：突变与基因扩赠生产能力可提高性：突变与基因扩赠9.产物类型可塑性：突变与转基因产物类型可塑性：突变与转基因缺点缺点1.副产物多，分离精制困难副产物多，分离精制困难2.反应速度慢反应速度慢3.原料转化率低原料转化率低4.反应浓度低反应浓度低5.生产稳定性差生产稳定性差6.设备庞大，辅助设备
4、多，投资大设备庞大，辅助设备多，投资大7.废水、废渣排放量大，处理费用高废水、废渣排放量大，处理费用高8.生产过程容易受到其他微生物的污生产过程容易受到其他微生物的污染染9.通气、搅拌、冷却等能耗大通气、搅拌、冷却等能耗大第5页，本讲稿共10页四四、发酵工业的范围、发酵工业的范围1发发酵酵食食品品工工业业(FermentedFoods)：酱油，食醋，豆瓣酱，酸菜，活性酵母，活性乳酸菌，面包，酸奶，奶酪，酱豆腐，纳豆、白酒，黄酒，米酒，葡萄酒，啤酒，果酒。2有有机机酸酸发发酵酵工工业业OrganicAcids：醋酸，乳酸，柠檬酸，葡萄糖酸，苹果酸，衣康酸，琥珀酸，丙酮酸，反丁烯二酸等。3氨氨基基
5、酸酸发发酵酵工工业业AminoAcids：谷氨酸，赖氨酸，色氨酸，苏氨酸，精氨酸，酪氨酸，异亮氨酸，丙氨酸，苯丙氨酸等。第6页，本讲稿共10页四、四、发酵工业的范围发酵工业的范围4低低聚聚糖糖与与多多糖糖发发酵酵工工业业oligosaccharides andpolysaccharides：低低聚聚果果糖糖，香香菇菇多多糖糖，云云芝芝多多糖糖，葡聚糖，黄原胶等。葡聚糖，黄原胶等。5核核苷苷酸酸发发酵酵工工业业Nucleotides：肌苷酸（IMP），鸟苷酸（GMP），黄苷酸（XMP）。第7页，本讲稿共10页6药物发酵工业药物发酵工业Pharmaceutical：抗抗生生素素:青青霉霉素素，头头
6、孢孢菌菌素素，链链霉霉素素，红红霉霉素素，四四环环素素，制霉菌素，丝裂霉素等。制霉菌素，丝裂霉素等。基因工程制药工业：基因工程制药工业：促红细胞生成素（促红细胞生成素（EPO），集落刺激因子），集落刺激因子（CSF），表皮生长因子（），表皮生长因子（EGF），人生长激素，干扰素，），人生长激素，干扰素，白介素，各种疫苗，单克隆抗体等。白介素，各种疫苗，单克隆抗体等。药药理理活活性性物物质质发发酵酵工工业业：免免疫疫抑抑制制剂剂，免免疫疫激激活活剂剂，糖糖苷苷酶酶抑抑制剂，脂酶抑制剂，类固醇激素等制剂，脂酶抑制剂，类固醇激素等四、四、发酵工业的范围发酵工业的范围第8页，本讲稿共10页四、四、发酵
7、工业的范围发酵工业的范围7维生素发酵工业维生素发酵工业vitamin：维生素维生素C，维生素，维生素B2，维生素，维生素B12等。等。8酶酶制制剂剂发发酵酵工工业业Enzymes：淀淀粉粉酶酶、蛋蛋白白酶酶、脂脂酶、青霉素酰化酶、葡萄糖氧化酶、海因酶等。酶、青霉素酰化酶、葡萄糖氧化酶、海因酶等。9.发发酵酵饲饲料料工工业业Feedstuff：干干酵酵母母、单单细细胞胞蛋蛋白白、酵酵素素菌菌、益益生生菌菌、青青贮贮饲饲料料、抗抗生生素素和和维维生生素素饲饲料料添加剂等。添加剂等。第9页，本讲稿共10页10生物肥料与农药工业：生物肥料与农药工业：biofertilizerandbiologicalpesticide细细菌菌肥肥料料、赤赤霉霉素素、除除草草菌菌素素、苏苏云云金金杆杆菌菌、白白僵僵菌菌、绿绿僵僵菌菌、杀杀稻稻瘟瘟菌菌素素、有有效效霉霉素素、春春日霉素等。日霉素等。11.溶剂发酵工业：溶剂发酵工业：Solvent酒精、甘油、乙醇、丙酮、丁醇溶剂等。酒精、甘油、乙醇、丙酮、丁醇溶剂等。12.水的生物处理工业及环保：水的生物处理工业及环保：EnvironmentalApplication(WasteTreatment)活性污泥、沼气发酵、有毒物质降解等。活性污泥、沼气发酵、有毒物质降解等。四、四、发酵工业的范围发酵工业的范围第10页，本讲稿共10页