發(fā)酵工程概況及發(fā)展趨勢(shì)-全文預(yù)覽
【正文】 壓蒸汽進(jìn)行滅菌，建立了真正的無雜菌發(fā)酵技術(shù)。 同時(shí)也導(dǎo)致了當(dāng)代生物化學(xué)的誕生，使微生物學(xué)與生物化學(xué)有機(jī)結(jié)合在一起。 —— 特點(diǎn)之四：經(jīng)驗(yàn)豐富 √我國古老的發(fā)酵技術(shù)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，已在 《 齊民要術(shù) 》（公元 6世紀(jì)）和 《 天工開物 》 （ 1637年）等典籍中都有詳細(xì)記載。 √例如，厭氣性發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于釀酒，好氣性發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于制醋。 一．發(fā)酵工程技術(shù)的歷史 二．現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 第四節(jié) 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的歷史 和發(fā)展趨勢(shì) 一．發(fā)酵工程技術(shù)的歷史 （一）自然發(fā)酵階段（ 1900年以前） —— 生物轉(zhuǎn)化的最終產(chǎn)物是生物細(xì)胞中的酶或酶系作用于某一底物的特定部位（基團(tuán)），進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成。 —— 為了提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，需要對(duì)發(fā)酵微生物進(jìn)行遺傳特性的改造和代謝調(diào)控的研究。 —— 用于傳統(tǒng)釀酒工業(yè)的各種酒曲的生產(chǎn)可看成是復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)。 微生物代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn) 還包括以下發(fā)酵產(chǎn)業(yè)部門 —— 有機(jī)溶劑發(fā)酵工業(yè)（酒精、丙酮、丁醇等）； —— 抗生素發(fā)酵工業(yè)（青霉素、鏈霉素、慶大霉素等）； —— 生理活性物質(zhì)發(fā)酵工業(yè)（激素、生長素等）； —— 環(huán)境凈化發(fā)酵工業(yè)（廢水和污水的生物處理等）； —— 生物能發(fā)酵工業(yè)（利用沼氣、纖維素發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯、甲烷等）； —— 冶金發(fā)酵工業(yè)（微生物探礦、采油和石油發(fā)酵脫硫等）。 第三節(jié) 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的研究內(nèi)容 及應(yīng)用范圍 一．現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的研究內(nèi)容及典型的工藝流程 1 ．現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的研究內(nèi)容 包括 （ 1） 上游工程技術(shù) （ 2）下游工程技術(shù) （ 3）輔助工程技術(shù) （ 1） 上游工程技術(shù) ①物料的輸送和原料的預(yù)處理 ②發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇、制備和滅菌 ③菌種的選育、保藏、復(fù)壯和擴(kuò)大培養(yǎng) ④發(fā)酵過程的動(dòng)力學(xué) ⑤發(fā)酵醪的特性 ⑥氧的傳遞、溶解和吸收 ⑦發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)、選型和計(jì)算 ⑧發(fā)酵過程的工藝技術(shù)控制 （ 2）下游工程技術(shù) ①發(fā)酵液的預(yù)處理及發(fā)酵醪與菌體的分離 ②發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取 ③發(fā)酵產(chǎn)物的精制純化 ④發(fā)酵產(chǎn)物的成品加工 （ 3）輔助工程技術(shù) ①空氣凈化除菌與調(diào)節(jié)系統(tǒng) ②水處理和供水系統(tǒng) ③加熱和制冷系統(tǒng) 在上述研究內(nèi)容中， 上游工程技術(shù) 是發(fā)酵工程技術(shù)研究的主要內(nèi)容。 —— 中、下游生物工程技術(shù)的任務(wù)是設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理、理論正確、技術(shù)可行、操作安全的一整套藝術(shù)組合的生物工藝和設(shè)備系統(tǒng)。所以，狹義的現(xiàn)代生物工程（ modern bioengineering）可以理解為現(xiàn)代生物技術(shù)。 3．生物工程的廣義和狹義之說 現(xiàn)代生物技術(shù)的定義 —— 以 DNA重組技術(shù)為主要手段，依靠清潔、經(jīng)濟(jì)的生物反應(yīng)器（ bioreactor），利用可再生資源加工人類所需產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)。 第二節(jié) 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)和現(xiàn)代生物工程 技術(shù)的關(guān)系 一 ． 現(xiàn)代生物技術(shù)與現(xiàn)代生物工程的關(guān)系 1．現(xiàn)代生物技術(shù)的定義 （ 4）代謝類型多樣，容易生產(chǎn)復(fù)雜化合物 微生物的代謝類型具有多樣性，而且生物體酶促反應(yīng)具有高度選擇性，能夠高度選擇性的進(jìn)行復(fù)雜化合物在特定部位的氧化、還原和官能團(tuán)的導(dǎo)入反應(yīng)，因而容易生產(chǎn)復(fù)雜的高分子化合物。 發(fā)酵工程技術(shù)和化學(xué)工程技術(shù)的最大區(qū)別在于：前者是利用 生物體 或生物體產(chǎn)生的 酶 進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)；而后者是利用 非生物體 進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 。 二 . 發(fā)酵工程技術(shù)的定義及特征 1． 發(fā)酵工程技術(shù)的定義 —— 在我國，人們習(xí)慣把通過微生物純種或混種作用后，不經(jīng)過單一成分的分離提取和精制，獲得的成分復(fù)雜、有較高風(fēng)味要求的食品生產(chǎn)稱為釀造。 發(fā)酵工程的概況及發(fā)展趨勢(shì) 田洪濤 （河北農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)酵工程研究所所長 /博士 /教授 /博士生導(dǎo)師） Tel： 03127528423； 13126883987； 15931206727 Email： 20221018 提 綱 第一節(jié) 發(fā)酵 、 發(fā)酵工程技術(shù)的定義及特點(diǎn) 第二節(jié) 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)和現(xiàn)代生物工程技 術(shù)的關(guān)系 第三節(jié) 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的研究內(nèi)容及應(yīng)用 范圍 第四節(jié) 現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的歷史和發(fā)展趨勢(shì) 第一節(jié) 發(fā)酵、發(fā)酵工程技術(shù)的定義及特點(diǎn) 一 . 發(fā)酵的定義及特點(diǎn) 發(fā)酵 狹義定義 （ 近代生物化學(xué)家 ） ：發(fā)酵是微生物在無氧條件下 ， 通過分解代謝 ， 降解有機(jī)物 ， 同時(shí)積累簡單的有機(jī)物并產(chǎn)生能量的生物氧化過程 。 發(fā)酵有時(shí)也稱釀造。如：有機(jī)溶劑（酒精、丙酮、丁醇等）生產(chǎn)、抗生素（青霉素、鏈霉素、慶大霉素等）生產(chǎn)、有機(jī)酸（檸檬酸、葡萄糖酸等）生產(chǎn)、酶制劑（淀粉酶、蛋白酶等）
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