山东师范大学：《发酵工艺学》课程教学资源（PPT课件）绪论 Fermentation Engineering（主讲：赵蕾）

2 发酵工程（fermentation engineering） • 直接利用微生物的机能将物料加工以提 供产品的过程，又称微生物工程。 • 在最适发酵条件下，大量培养细胞和生 产代谢产物的工艺技术

2 发酵工程（fermentation engineering） • 直接利用微生物的机能将物料加工以提 供产品的过程，又称微生物工程。 • 在最适发酵条件下，大量培养细胞和生 产代谢产物的工艺技术

3 发酵工业简介 • 发酵食品 • 有机酸 • 氨基酸 • 核酸类物质 • 酶制剂 • 医药工业（抗生素.） • 饲料工业（单细胞蛋白) • 环境工程（废物处理） • 其它 （冶金工业.） Fermentation Industry • Fermented Foods • Organic Acids • Amino Acids • Nucleotides • Enzymes • Pharmaceutical (Antibiotics.) • Feedstuff (eg. SCP) • Environmental Application (Waste Treatment) • Others (eg. Metallurgical industry)

3 发酵工业简介 • 发酵食品 • 有机酸 • 氨基酸 • 核酸类物质 • 酶制剂 • 医药工业（抗生素.） • 饲料工业（单细胞蛋白) • 环境工程（废物处理） • 其它 （冶金工业.） Fermentation Industry • Fermented Foods • Organic Acids • Amino Acids • Nucleotides • Enzymes • Pharmaceutical (Antibiotics.) • Feedstuff (eg. SCP) • Environmental Application (Waste Treatment) • Others (eg. Metallurgical industry)

4 为什么要利用微生物？ • 抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过 微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢 特点有什么关系？ 1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素 将其他种类的微生物杀死。 2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将营养物 质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖 。 3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些 物质，包括氨基酸、核苷酸等

4 为什么要利用微生物？ • 抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过 微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢 特点有什么关系？ 1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素 将其他种类的微生物杀死。 2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将营养物 质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖 。 3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些 物质，包括氨基酸、核苷酸等

5 为什么要利用微生物？ • 微生物繁殖非常迅速 • 微生物培养易于控制 • 微生物本身也容易改造

5 为什么要利用微生物？ • 微生物繁殖非常迅速 • 微生物培养易于控制 • 微生物本身也容易改造

6 FERMENTATION Process Control Fermentation engineering 上游工程 UPSTREAM PROCESSES 下游工程 DOWNSTREAM PROCESSES 发酵工程组成 从广义上讲，由三部分组成： 上游工程、发酵工程、下游工程

6 FERMENTATION Process Control Fermentation engineering 上游工程 UPSTREAM PROCESSES 下游工程 DOWNSTREAM PROCESSES 发酵工程组成 从广义上讲，由三部分组成： 上游工程、发酵工程、下游工程

7 UPSTREAM PROCESSES - genetics, cell . - inoculum development - media formulation - sterilization - inoculation FERMENTATION Process Control 上游工程 Fermentation engineering

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8 DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment -by product recovery FERMENTATION Process Control 下游工程 Fermentation engineering

8 DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment -by product recovery FERMENTATION Process Control 下游工程 Fermentation engineering

9 • 适宜的微生物 • 保证或控制微生物进行代谢的各种条件 • 进行微生物发酵的设备 • 精制成产品的方法和设备 获得发酵产品的条件

9 • 适宜的微生物 • 保证或控制微生物进行代谢的各种条件 • 进行微生物发酵的设备 • 精制成产品的方法和设备 获得发酵产品的条件

10 Use of Microorganisms • Positive（益处） – Biomass – Production – Conversion • Negative（危害） – Pathogens – Spoilage

10 Use of Microorganisms • Positive（益处） – Biomass – Production – Conversion • Negative（危害） – Pathogens – Spoilage

11 发酵的定义 • 传统发酵 • 生化和生理学意义的发酵 • 工业上的发酵

11 发酵的定义 • 传统发酵 • 生化和生理学意义的发酵 • 工业上的发酵