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《发酵工程原理与技术》第1章总论.ppt

泰然健康网
2024-12-11 10:52

* 按不同分类方法可分为：按对氧的需要分：厌氧和有氧发酵按培养基物理性状分：液体和固体发酵按微生物生长特性分：分批发酵和连续发酵 * * 1 自然发酵时期（混菌发酵）早在自然科学发源以前，我国劳动人民在数千年以前就懂得酿酒、制酱油、食醋等。酿酒工业是历史上最古老的微生物工业，但是，当时人们并不知道微生物与发酵的关系，对发酵的原因还不清楚，只依靠口传心授，但早已在实地应用微生物。例如嫌气性发酵应用在酒类酿造、好气性发酵应用在酿醋与制粕，这就是古典发酵的特色。这一时期，可以称为自然发酵时期。纯培养技术发酵时期：巴斯德，科赫等。人为地控制微生物的发酵进程。 1667年荷兰人列文霍克(AntonyVanLeowenhoek) 发明了显微镜，认识到微生物的存在，揭开了微生物的秘密。1850年一1880年巴斯德(Louis Pasteur)通过实验发现了发酵原理，认识到发酵是由微生物的活动引起的。随着微生物纯分离培养技术的逐步确立，开创了人为控制微生物的时代。通过上述原理的应用，发酵管理工程技术得到改进，使啤酒、葡萄酒、酱油等生产的腐败现象大大减少。后来，又采用杀菌操作，发明了简便的密闭式发酵罐，通过人工控制环境条件下建立的’发酵，使发酵效率逐步提高。因此，酒精发酵和丙酮、丁醇发酵的嫌气性发酵工程技术就由此逐步发展起来。但在世界范围内，利用微生物分解代谢进行现代工业规模的酒类、酒精及丙酮、丁醇的生产，则仅有一百多年的历史。由于丙酮、丁醇、甘油与工业酒精的需要，微生物的利用又发展到化学工业领域内，而微生物工业就逐渐加入了近代化学工业的行列。可见，微生物纯分离培养技术的建立，是微生物工程发酵技术发展的第一个转折时期。通气搅拌发酵时期：抗生素的生产——深层液体培养（开创现代发酵工业的先河） 1929年傅莱明(Fleming)发现了青霉素。随着青霉素的发现和青霉素大量生产的成功，同时又引进了用摇瓶进行实验室通风培养，以及用纤维过滤进行高效率的空气灭菌，导致40年代好气性发酵通气搅拌工程技术的建立。抗生素工业的兴起，不仅使微生物应用到医药工业方面，同时大大促进微生物工业的发展，开创了好气性发酵工程。人们从经济要求出发，利用微生物生物合成，使之大量积蓄有用的代谢产物，各种有机酸、酶制剂、维生素、激素等产品都可以应用好气性发酵工程技术进行大规模生产。这时期人工管理微生物的主要特征还是依赖外界环境因素的控制。然而从分解代谢转为生物合成代谢，已经越出本来微生物正常代谢的框框，这些发酵只能通过人工控制微生物的代谢才能成立。因此，通过搅拌培养的好气性发酵，可以说是微生物工程发酵技术发展的第二个转折时期。 * 巴斯德对微生物学和发酵工程学科的贡献巴斯德（louis pasteur. 1822～1895）（In the field of observation, chance favors only prepared minds） 1822年12月27日生于法国汝拉省的多尔， 1847年，巴斯德毕业于巴黎师范学院， “法国微生物学家，化学家，近代微生物学的奠基人。曾任里尔大学和巴黎师范大学教授，巴斯德研究所所长。他在微生物发酵和病原微生物方面的研究，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础， 1.揭示了酒石酸的“同分异构”现象；发现了微生物对同分异构体的选择作用。手性拆分 2.证实了蚕病、鸡霍乱和炭疽病的传染病由病原微生物所引起，发现了被减毒的鸡霍乱和炭疽病病原菌能诱发免疫性。 3.指出酿酒生产中酒质变酸问题是微生物的发酵作用，不同微生物引起不同的发酵；发明了著名的即巴氏消毒法 4.通过狂犬病疫苗的研究及其贡献。推动了麻风、白喉、小儿麻痹症等疫苗的问世。 5.通过肉汤作灭菌实验，证明了生物“自然发生”的不可能性，并主张生命只能来自生命的“生源论”。 6.奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，开创了微生物物理学。主要著作有《乳酸发酵》、《酒精发酵》、《蚕病学》等。 * * 1. 微生物是发酵工业的主要对象，其生产及发展速度快微生物种类繁多，繁殖速度快，代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株，生产及发展速度快微生物发酵的技术要求 (1）需进行发酵原料的选择及预处理 (2）需进行微生物菌种的选育及扩大培养 (3) 需进行发酵设备选择及工艺条件控制：常温、常压，种子扩大培养和发酵采用不同的工艺。 (4) 需进行发酵产物的分离提取 (5) 需进行发酵废物的回收和利用 2. 生产原料廉价易得，产品价值高微生物发酵主要原料通常是麸皮、黄豆粉、玉米浆、淀