基础知识
知识点一发酵工程的概念及形成
1．发酵工程的概念：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2．发酵工程的形成
知识点二发酵工程的基本环节
1．菌种的选育
(1)来源：性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
(2)目的：可以加速发酵过程，缩短生产周期。
(3)实例：生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母。
2．扩大培养
工业发酵罐的体积一般为几十立方米到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。
3．培养基的配制
在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。
4．灭菌
(1)原因：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。
(2)要求：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
(3)实例：在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉。
5．发酵——发酵工程的中心环节
(1)发酵时要求：在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要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。
(2)严格控制发酵条件的原因：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
(3)大型发酵罐的优点：现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。
6．分离、提纯产物
(1)如果发酵产品是微生物细胞本身：可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。
(2)如果发酵产品是代谢物：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。
知识点三发酵工程的应用
1．发酵工程特点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点。
剩余58%未读立即解锁专栏，阅读全文