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第一章 发酵工程
第三节 发酵工程及其应用
一、发酵工程的基本环节
1．选育菌种
(1)目的：获得
(2)菌种来源：从自然界中筛选、 或 。
(3)实例：筛选 用来生产 ；使用基因工程改造的 ，加速发酵、缩短生产周期；优良的
菌种不仅 ，其发酵产品的 等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此 环节
在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。
2．扩大培养
(1)目的：获得 。
(2)原因：工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，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 。
3．培养基的配制：在菌种确定之后，要 制备培养基。在生产实践中、培养基的
配方要经过 才能确定。
4．灭菌
(1)灭菌原因：发酵工程种所用的菌种大多是 ，一旦有杂菌污染，可能导致 。
(2) 都必须经过严格的灭菌。
5．接种：将 的菌种投放到 中。
6．发酵罐内发酵——(发酵工程的中心环节)
(1)要求：
①发酵过程中，要 培养液中 、 等，以 ；
②要及时添加 ，要严格控制 、 和 等发酵条件。
(2)严格控制发酵条件的原因：
①环境条件不仅会影响微生物的 ，而且影响微生物 ；②严格控制发酵条件，有利于使
发酵全过程处于 状态。
(3)不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵
①在 和 条件下会积累谷氨酸；②在 条件下则容易生成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺。
(4)现代发酵工程使用的发酵罐的优点：均有 ，能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、罐
压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行 _和 ，还可以进行 ，使发酵全过程处于 。
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7．产品的分离、提纯：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用
、 等方法将菌体 和 ，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据
采取适当的 、 和 措施来获得产品。
8.获得产品：单细胞蛋白、味精等。
二、发酵工程的应用
8．发酵工程的优点：① ；② ；③产物专一；④废弃物对环境的 和 。
9．在食品工业上的应用
(1)生产传统的发酵食品： 、
(2)生产食品添加剂： 、 、酸度调节剂、增味剂、着色剂、增稠剂、防腐剂。
(3)生产酶制剂：α-淀粉酶、 、 、氨基肽酶、 。
10．在医药工业上的应用
(1)采用基因工程的方法，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。
(2)直接对菌种进行改造，再通过 大量生产所需要的产品。
11．在农牧业上的应用
(1)生产微生物肥料： 、
(2)生产微生物农药：利用 来防治病虫害。
(3)生产微生物饲料： 饲料可以提高饲料的品质，使 ，动物食用后还能提高 。
12．在其他方面的应用
(1)解决资源短缺与环境污染问题：利用 发酵生产 等能源物质。
(2)将极端微生物应用于生产实践：极端微生物： 可以用来生产洗涤剂， 有助
于提高热敏性产品的产量。
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参考答案：
1．(1)性状优良的菌种
(2) 诱变育种 基因工程育种
(3) 产酸量高的黑曲霉 柠檬酸 啤酒酵母 具有健壮，不易退化 产
量高、质量稳定 菌种选育
【解析】略
2．(1)_更多的菌种
(2)扩大培养
【解析】略
3． 选择原料 反复试验
【解析】略
4．(1) 单一菌种 产量大大降低
(2)培养基和发酵设备
【解析】略
5． 扩大培养后 发酵罐
【解析】略
6．(1) 随时检测 微生物数量_ 产物浓度 了解发酵进程 必需的营
养物质 温度 pH_ 溶氧量
(2) 生长繁殖 代谢物的形成 最佳
(3) 中性 弱碱性 酸性
(4) 计算机控制系统 监测 控制 反馈控制 最佳状态
【解析】略
7． 过滤 沉淀 分离 干燥 产物的性质 提取 分离 纯
化
【解析】略
8． 生产条件温和 原料来源丰富且价格低廉 污染小 容易处理
【解析】略
9．(1) 生产酱油 酿酒
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(2) 柠檬酸 味精
(3) β-淀粉酶 果胶酶 脂肪酶
【解析】略
10．(1)微生物
(2)发酵技术
【解析】略
11．(1) 根瘤菌肥 固氮菌肥
(2)微生物或其代谢物
(3) 乳酸菌 饲料保鲜 免疫力
【解析】略
12．(1) 纤维废料 酒精、乙烯
(2) 嗜热菌、嗜盐菌 嗜低温菌
【解析】略
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