06708发酵工程与设备

发酵工程与设备

第一章绪论

生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类面临的食品、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。

一．发酵工程的主要内容

发酵工程（Fermentation Engineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙利工程师Karl.Ereky于1917年提出的。当时他提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品。现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。下图为生物技术与基础学科关系的示意图。它逐渐成为与生物学、生物化学、化学工程等多学科密切相关的综合性边缘学科。

现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。

发酵工程是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技术。

发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而

发酵工程与设备

第一章绪论

生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类面临的食品、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。

一．发酵工程的主要内容

发酵工程（Fermentation Engineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙利工程师Karl.Ereky于1917年提出的。当时他提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品。现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。下图为生物技术与基础学科关系的示意图。它逐渐成为与生物学、生物化学、化学工程等多学科密切相关的综合性边缘学科。

现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。

发酵工程是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技术。

发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而

南华大学机械工程学院毕业设计

1.设计题目

V50m3发酵罐设计

1.1课题介绍

1.1.1 设计内容

1.罐体体直径、厚度计算； 2.罐内件及有关附件计算； 3.筒体选材及壁厚计算；

4.上下封头型式、材料的确定以及厚度的计算与校核；5.顶部和底部空间计算； 6.裙座设计及校核； 7.罐总高的计算； 8.载荷分析及强度校核

1.1.2 操作参数

装置参数：

内筒 工作压力(MPa)： 0.3 0.4 操作温度 (℃)： 35 20/135 物料名称： 发酵液 腐蚀余量(mm) 0 0 换热面积(m2) 55 电机功率(KW) 55 搅拌转速(rpm)

第一章

1．简述发酵工程的概念及其主要内容。

发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 ?生产微生物细胞（或生物量）；?生产微生物的酶；?生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。

2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？

以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。 关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？

?用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方；?培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；?足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章

1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？

自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不

第一章

1．简述发酵工程的概念及其主要内容。

发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 ?生产微生物细胞（或生物量）；?生产微生物的酶；?生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。

2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？

以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。 关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？

?用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方；?培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；?足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章

1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？

自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不

2017-2021年发酵乳饮料市场发展前景分析及供

需格局研究预测报告

报告编号：664172

中国市场调研在线

www.cninfo360.com 中国市场调研在线

2017-2021年发酵乳饮料市场发展前景分析及供需格局研究预测报告

行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：

一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。

一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在

阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。

中国市场调研在线cninfo360.com基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

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中国市场调研在线

2017-2021年发酵乳饮料市场发展前景分析及供需格局研究预测报告

一、基本信息

报告名称 2017-2021年发酵乳饮料市场发

生物

中国海洋药物杂志２００８年１２月第２７卷第６期Ｃｈｉｎ，ＭａｒＤｒｕｇｓ，２００８Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，Ｖ０１．２７Ｎｏ．６

抗肿瘤海洋放线茵ＡＣＭＡ００６发酵条件的优化△

袁献温，杨瑞丽。。曹雪

（东南大学医学院病原生物学和免疫学系。江苏南京。２１０００９ｌ

摘要：目的为提高海洋放线茵ＡＣＭＡ００６抗肿瘸活性物质的产量而对其发酵条件进行优化。方法包括

对发酵培养基的组成、种龄、温度、通气量和发酵时间等备件的研究，选择最优的发酵条件。结果最佳培养基为：大豆粉１０９，胰蛋白胨５９，酵母膏１０９，可溶性淀粉１５９．甘油１５９，ＫＨ２ＰＯ‘０．５９，陈海水１０００ｍＬ，ｐＨ７．２。最佳培养务件；温度２８℃，种龄６ｄ，装液量３３％（ｖ／Ｖ），发酵时间８ｄ。结论在此优化条件下，蕾株ＡＣＭＡ００６的生物量为７８．１９ Ｌ＿。，发酵液稀释４０００倍时，对人肝癌细胞ＨｅｐＧ２的抑制率为９３．７％。关键词：海洋放线茵；抗肿瘤活性物质；发酵；优化

中图分类号：Ｒ９３１．７１１，ＴＱ４６０文献标识码：Ａ文章编号：１００２—３４６１（２００８）０６—０００５—０５

Ｓｔｕｄｉｅｓ

ｏｎ

ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍａｒｉｎｅａｃｔｉ－

ｎｏｍｙ

生物

中国海洋药物杂志２００８年１２月第２７卷第６期Ｃｈｉｎ，ＭａｒＤｒｕｇｓ，２００８Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，Ｖ０１．２７Ｎｏ．６

抗肿瘤海洋放线茵ＡＣＭＡ００６发酵条件的优化△

袁献温，杨瑞丽。。曹雪

（东南大学医学院病原生物学和免疫学系。江苏南京。２１０００９ｌ

摘要：目的为提高海洋放线茵ＡＣＭＡ００６抗肿瘸活性物质的产量而对其发酵条件进行优化。方法包括

对发酵培养基的组成、种龄、温度、通气量和发酵时间等备件的研究，选择最优的发酵条件。结果最佳培养基为：大豆粉１０９，胰蛋白胨５９，酵母膏１０９，可溶性淀粉１５９．甘油１５９，ＫＨ２ＰＯ‘０．５９，陈海水１０００ｍＬ，ｐＨ７．２。最佳培养务件；温度２８℃，种龄６ｄ，装液量３３％（ｖ／Ｖ），发酵时间８ｄ。结论在此优化条件下，蕾株ＡＣＭＡ００６的生物量为７８．１９ Ｌ＿。，发酵液稀释４０００倍时，对人肝癌细胞ＨｅｐＧ２的抑制率为９３．７％。关键词：海洋放线茵；抗肿瘤活性物质；发酵；优化

中图分类号：Ｒ９３１．７１１，ＴＱ４６０文献标识码：Ａ文章编号：１００２—３４６１（２００８）０６—０００５—０５

Ｓｔｕｄｉｅｓ

ｏｎ

ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍａｒｉｎｅａｃｔｉ－

ｎｏｍｙ

发酵工程与设备

1.怎么利用目标特性来分离发酵工程菌种？（14-15） 通过两种方法：（一）液体富集培养，（二）固体富集培养

（一）液体富集培养通常在摇瓶中进行。从环境中所取的样品中含有多种微生物，由于目标菌种的生长会改变培养基的条件，从而改变选择压力，使那些不需要的微生物不能生长。再将经过富集的培养物转接种到相同的新鲜培养基上，选择压力又重新确立。经过几次这样的转接培养后，将少量的富集培养液涂布到平板上。 （二）固体富集培养：固体培养基常用于一些酶产生菌的分离，这些技术通常包括选择性培养基，这种培养基含有这种酶的底物，酶作用底物后刺激产生菌的生长。或利用鉴别培养基原理或其他途径，把原先肉眼无法观察的生理性状或产量性状转化为可见的形态性状。

2.发酵工程菌株的选育及改造有哪几种方法？（18-20）

一、 诱变育种 诱变育种是利用物理或化学等诱变剂处理均匀分散的微生

物细胞群，使其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少量符合育种目的的突变株，以供生产实践和科研用。

二、杂交育种 杂交育种是指两个基因型不同的菌株通过接合，使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。一般是指人为利用真核

题组16 发酵工程

（一）考法解法 【命题特点分析】

本部分属于每年高考选考内容，近年来多以非选择题（选做题）的形式呈现，难度系数在0.5-0.6之间；考查重点为食品发酵工艺。试题多以进行实验设计或者其他考查，考查的内容多种多样。既注重对主干知识的考查，又重点考查“双基”和实验能力。

【解题方法荟萃】

解决该部分试题，需要从以下几个方面着手考虑： 微生物类型 原理 控制条件 果酒 酵母菌(真菌)兼性厌氧菌 酵母菌无氧呼吸产生酒精 前期有氧后期无氧，20℃左右 果醋 醋酸杆菌(细菌)好氧细菌 醋酸杆菌有氧呼吸产生醋酸 有氧，30℃～35℃ 腐乳 毛霉(真菌)好氧菌 毛霉代谢产生蛋白酶和脂肪酶 有氧，15℃～18℃ 泡菜 乳酸菌(细菌)厌氧菌 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 无氧，常温 实验流程

（二）真题剖析

【题干】（2013·全国新课标I卷理综·39）回答下列有关泡菜制作的习题： （1）制作泡菜是，所用盐水煮沸，其目的是 。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是 。

（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行