发酵工程(发酵工程第一章)
发酵工程:主要指在最适发酵条件下,发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。
(1) 有严格的无菌生长环境:
包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术;
在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术;
(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术;
(3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。
(4)在进行任何大规模工业发酵前,必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验,得到产物形成的动力学模型,并根据这个模型设计中试的发酵要求,最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。
(5)由于生物反应的复杂性,在从实验室到中试,从中试到大规模生产过程中会出现许多问题,这就是发酵工程工艺放大问题。
1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵理论:“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”
巴斯德认为,酿酒是发酵,是微生物在起作用;酒变质也是发酵,是另一类微生物在作祟;随着科学技术的发展,可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物,防止酒发生质变。同时,也可以把发酵的微生物分离出来,通过人工培养,根据不同的要求去诱发各种类型的发酵,获得所需的发酵产品。
2、生化和生理学意义的发酵
最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象,或者是指酒的生产过程。
2、生化和生理学意义的发酵
指微生物在无氧条件下,分解各种有机物质产生能量的一种方式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。
3、工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程
1. 厌氧培养的生产过程,如酒精,乳酸等。
2. 通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。