发酵工程:把微生物应用于工业生产过程的一种新技术
2022-2023发酵工程考研学校排名
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发酵工程是轻工业技术与工程一级学科下的二级学科。
《2022-2023发酵工程考研学校排名》拓展阅读
发酵工程及其应用
【知识归纳】
1、选育菌种:①从自然界中筛选性状优良的菌种;②通过诱变育种或者基因工程
2、扩大培养:因为工业中使用的发酵罐体积很大,菌种在接入发酵罐之前要进行扩大培养
3、配制培养基:先确定菌种,再选择原料制备培养基,培养基的配方要经过反复试验才能确定
4、灭菌:培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
为什么要进行灭菌:因为发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降
5、接种:将扩大培养后的菌种接种到发酵罐中
6、发酵:发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时监测培养液中的微生物数量、产物浓度等。及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件
7、分离、提纯产物:①若发酵产品是微生物细胞本身,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,获得到产品;②若产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
8、发酵工程的特点:①生产条件温和;②原料来源丰富;③产物专一;④废弃物对环境的污染小和容易处理
9、发酵工程基本环节图解示意:
10、发酵工程的应用:
类别
应用方向
食品工业
生产传统的发酵产品(如酱油等)
生产各种食品添加剂(如柠檬酸、味精等)
生产各种酶制剂(如果胶酶、脂肪酶等)
医药工业
将植物或动物的基因转移到微生物中,获得具有某种药物生产能力的微生物
直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
将病原体的抗原基因转入到适当的微生物细胞,获得表达产物用来作为疫苗使用
农牧业
生产微生物肥料(如根瘤菌肥等)
生产微生物农药(如苏云金杆菌、白僵菌等)
生产微生物饲料(如单细胞蛋白等)
11、单细胞蛋白是蛋白质吗?单细胞蛋白不是蛋白质,而是通过发酵获得的大量的微生物菌体,即微生物菌体本身
12、传统发酵技术与现代发酵工程的比较:
项目
传统发酵技术
现代发酵工程
菌种来源
原料或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物
从自然界中筛选或利用生物技术培育的
是否需严格灭菌
不需严格灭菌
需要严格灭菌
发酵条件的控制
人为的控制发酵条件,没有特别严格
通过计算机系统控制发酵条件,特别严格
产品的分离、纯化
较为简单,往往直接使用
较为复杂,方法有过滤、沉淀、蒸馏、萃取等
13、啤酒的工业化生产流程:
发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止
主发酵 后发酵
主发酵 :酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成在此阶段完成
后发酵:低温、密闭的环境,形成澄清、成熟的啤酒
14、典型微生物特点:
谷氨酸棒状杆菌
发酵条件
培养基中PH值影响谷氨酸发酵
中性或弱碱性:产生谷氨酸
酸性:谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺
培养基中C:N的比值影响谷氨酸发酵
C:N=4:1时,菌体大量繁殖,谷氨酸产生量较少
C:N=3:1时,菌体繁殖受抑制,谷氨酸产生量较多
谷氨酸发酵常用菌种为谷氨酸棒状杆菌,与有氧呼吸有关的酶在细胞膜上
15、黑曲霉的两种产物:
原料
主要作用的酶
产物
黑曲霉
大豆
蛋白酶
酱油
淀粉
淀粉酶
柠檬酸
16、发酵罐中搅拌叶轮的作用:①机械搅拌增加培养液中的溶解氧;②使微生物与发酵液进行混合均匀,增加对营养物质的利用率
17、发酵罐中温度为什么会升高?①微生物新陈代谢释放的热能;②叶轮机械搅拌产热
18、进行扩大培养或者作为生产用菌的时期为:K/2时期,因为该时期的菌种代谢旺盛,生理特性比较稳定
19、发酵罐中的冷却水进入口和出水口:
作用:根据生产需要控制调节合适温度;原则:冷却水进水口在下,出水口在上(下进上出)(可以不是无菌水)
20、空气入口:根据发酵的需要通入无菌空气
21、发酵工程及其及其应用的归纳总结:
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