《發(fā)酵工程第一講》ppt課件發(fā)酵工程簡介發(fā)酵工程的基本原理發(fā)酵工程的主要技術(shù)發(fā)酵工程的應(yīng)用實(shí)例發(fā)酵工程的未來發(fā)展目錄CONTENT發(fā)酵工程簡介01發(fā)酵工程是通過操控微生物的生命活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)有用物質(zhì)的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化的一門技術(shù)。發(fā)酵工程涉及微生物的分離、培養(yǎng)、選育和保藏，以及在最優(yōu)條件下通過微生物反應(yīng)過程生產(chǎn)出人類所需的產(chǎn)品。發(fā)酵工程不僅應(yīng)用于食品、飲料和化工等領(lǐng)域，還涉及到醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域。發(fā)酵工程定義

發(fā)酵工程發(fā)展歷程古代釀造業(yè)人類在古代就開始利用微生物進(jìn)行釀酒、制醋和發(fā)酵奶制品等。19世紀(jì)末隨著工業(yè)微生物學(xué)和生物化學(xué)的發(fā)展，發(fā)酵工程開始進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)階段。20世紀(jì)中葉隨著酶工程、基因工程和代謝工程等生物技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)酵工程在生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)等方面得到了顯著提升。發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域利用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)面包、啤酒、酸奶等食品。利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)抗生素、疫苗、生物藥物等。利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)生物肥料、生物農(nóng)藥等。利用微生物處理廢水、廢氣，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染治理和資源化利用。食品工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域環(huán)保領(lǐng)域發(fā)酵工程的基本原理02根據(jù)形態(tài)、生理生化特性等將微生物分為細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母菌等。微生物的分類不同種類的微生物具有不同的生長特性、代謝途徑和酶系，這些特性決定了它們?cè)诎l(fā)酵工程中的應(yīng)用。微生物的特性微生物的種類和特性微生物通過初級(jí)代謝產(chǎn)生能量和合成細(xì)胞組成物質(zhì)，如糖酵解、三羧酸循環(huán)等。在特定條件下，微生物進(jìn)行次級(jí)代謝，產(chǎn)生具有特定功能的代謝產(chǎn)物，如抗生素、酶等。微生物的代謝過程次級(jí)代謝初級(jí)代謝微生物的生長階段根據(jù)微生物的生長速度和細(xì)胞組成的變化，可將生長分為延滯期、對(duì)數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰亡期。微生物的繁殖方式根據(jù)繁殖方式的不同，可將微生物分為二分裂、出芽生殖、孢子生殖等。微生物的生長和繁殖微生物的分離通過選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基和培養(yǎng)條件，將所需的微生物從自然界或樣品中分離出來。微生物的純化通過反復(fù)劃線培養(yǎng)或稀釋培養(yǎng)，獲得純培養(yǎng)物，即只含有一種微生物的培養(yǎng)物。微生物的分離和純化發(fā)酵工程的主要技術(shù)03液體發(fā)酵技術(shù)是指將微生物培養(yǎng)在液體培養(yǎng)基中的一種發(fā)酵方法。液體發(fā)酵技術(shù)具有發(fā)酵速率快、產(chǎn)量高、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。常見的液體發(fā)酵包括淺層液體發(fā)酵和深層液體發(fā)酵，前者主要用于抗生素、氨基酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)，后者則用于酶制劑、維生素等產(chǎn)品的生產(chǎn)。液體發(fā)酵技術(shù)

固體發(fā)酵技術(shù)固體發(fā)酵是指將微生物接種在固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)的一種發(fā)酵方法。固體發(fā)酵技術(shù)具有設(shè)備簡單、投資少、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，適合于小規(guī)模生產(chǎn)。常見的固體發(fā)酵包括表面發(fā)酵和深層發(fā)酵，前者主要用于醬油、豆腐乳等產(chǎn)品的生產(chǎn)，后者則用于酶制劑、生物農(nóng)藥等產(chǎn)品的生產(chǎn)。酶反應(yīng)器技術(shù)是指通過酶反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)酶的高效轉(zhuǎn)化和產(chǎn)物分離的一種技術(shù)。酶反應(yīng)器技術(shù)具有高效、高選擇性、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，因此在生物制藥、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。常見的酶反應(yīng)器包括攪拌罐式酶反應(yīng)器、固定床式酶反應(yīng)器、流化床式酶反應(yīng)器等。酶反應(yīng)器技術(shù)基因工程菌具有生長快、產(chǎn)量高、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，因此在生物工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。常見的基因工程菌包括大腸桿菌、酵母菌、谷氨酸棒狀菌等，主要用于抗生素、氨基酸、酶制劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)。基因工程菌是指通過基因工程技術(shù)改造的微生物菌種。基因工程菌的構(gòu)建和應(yīng)用發(fā)酵工程的應(yīng)用實(shí)例04酒精發(fā)酵是將淀粉質(zhì)或糖類物質(zhì)通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生乙醇的過程，廣泛應(yīng)用于酒精飲料、化工、能源等領(lǐng)域。酒精發(fā)酵的微生物主要有酵母菌、霉菌和細(xì)菌等，其中酵母菌是最常用的菌種。酒精發(fā)酵工藝包括液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩種，液態(tài)發(fā)酵是工業(yè)上常用的生產(chǎn)方式，固態(tài)發(fā)酵則主要用于傳統(tǒng)釀酒。酒精發(fā)酵酵母發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生酒精、酯類等副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物會(huì)影響產(chǎn)品的口感和品質(zhì)。酵母發(fā)酵是指利用酵母菌進(jìn)行厭氧呼吸，將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳的過程。酵母發(fā)酵主要用于面包、饅頭等面點(diǎn)的制作，以及釀造啤酒等。酵母發(fā)酵酶制劑的生產(chǎn)酶制劑是指通過生物技術(shù)手段生產(chǎn)酶的過程，酶是生物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，具有催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶制劑廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。酶制劑的生產(chǎn)通常采用微生物發(fā)酵法，通過控制發(fā)酵條件來提高酶的產(chǎn)量和活性。單擊此處添加正文，文字是您思想的提一一二三四五六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文，單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，為了最終呈現(xiàn)發(fā)布的良好效果單擊此4*25}抗生素的種類繁多，常見的有青霉素、頭孢菌素、紅霉素等，主要用于治療各種細(xì)菌感染性疾病。抗生素的發(fā)酵生產(chǎn)是通過微生物發(fā)酵技術(shù)，在培養(yǎng)基中大量繁殖產(chǎn)生抗生素的菌種，然后提取和精制抗生素的過程。抗生素的發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵工程的未來發(fā)展05通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)控發(fā)酵過程中的各種參數(shù)，如溫度、pH、溶氧等，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度。優(yōu)化發(fā)酵過程控制利用基因工程技術(shù)對(duì)菌種進(jìn)行改造和優(yōu)化，提高其發(fā)酵性能；同時(shí)，通過代謝工程手段對(duì)代謝途徑進(jìn)行調(diào)控，提高產(chǎn)物合成效率。基因工程和代謝工程的應(yīng)用將多個(gè)單元操作進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)酵過程的優(yōu)化，提高產(chǎn)物產(chǎn)量和純度。過程集成與系統(tǒng)優(yōu)化提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度探索和研究新的發(fā)酵工藝，如分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、補(bǔ)料發(fā)酵等，以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物純度。新型發(fā)酵工藝的開發(fā)針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的不足，研究和開發(fā)新型的發(fā)酵設(shè)備，如高效生物反應(yīng)器、新型攪拌槳、新型換熱器等，以提高設(shè)備的性能和效率。新型發(fā)酵設(shè)備的研制將人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于發(fā)酵工程領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的智能化控制和優(yōu)化。智能化技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)新型發(fā)酵工藝和設(shè)備廢棄物資源化利用將發(fā)酵過程中的廢棄物進(jìn)行資源化利用，如廢水、廢氣、廢渣等，實(shí)現(xiàn)廢棄物的減量化、資源化和無害化處理。綠色