項目一發酵技術崗前準備

【學習·思政育人目標】1

※ 項目說明1

※ 基礎知識2

一、發酵與發酵技術2

二、發酵技術的發展歷史2

三、發酵工業的特點及其範圍5

四、工業發酵的類型與工藝流程6

五、發酵產物的類型7

六、發酵技術的現狀及發展趨勢9

七、微生物初級代謝產物的生物合成與調控10

八、微生物次級代謝產物的生物合成與調控13

※ 工作任務15

工作任務1參觀發酵工業的工廠15

※ 項目小結16

【項目思考】16



項目二發酵工業菌種的選育與保藏

【學習·思政育人目標】17

※ 項目說明17

※ 基礎知識18

一、發酵工業常用菌種18

二、發酵工業菌種的分離篩選20

三、發酵工業菌種的鋻定24

四、發酵工業菌種的改良26

五、發酵工業菌種的退化與保藏30

※ 工作任務33

工作任務2-1抗生素產生菌的分離篩選33

工作任務2-2發酵工業菌種的鋻定36

工作任務2-3高產纖維素酶青霉菌的誘變選育38

工作任務2-4發酵工業菌種冷凍真空干燥保藏39

※ 項目小結42

【項目思考】42



項目三發酵工業培養基的制備與優化

【學習·思政育人目標】43

※ 項目說明43

※ 基礎知識44

一﹑發酵工業培養基的基本要求和配制原則44

二、發酵工業培養基的成分及來源46

三、微生物培養基的類型50

四、發酵工業培養基的優化方法52

※ 工作任務55

工作任務3-1發酵工業培養基的配制及滅菌55

工作任務3-2發酵工業培養基的優化56

※ 項目小結58

【項目思考】58



項目四發酵工業的無菌操作

【學習·思政育人目標】59

※ 項目說明59

※ 基礎知識60

一、發酵工業污染的防治策略60

二、發酵工業無菌操作的基本概念66

三、發酵工業的無菌操作技術66

四、發酵培養基及設備管道滅菌68

五、空氣除菌75

※ 工作任務84

工作任務4-1發酵工業的設備管道滅菌84

工作任務4-2發酵工業的分批滅菌85

工作任務4-3發酵工業的連續滅菌87

工作任務4-4發酵工業的空氣滅菌89

※ 項目小結90

【項目思考】90



項目五發酵工業的種子制備

【學習·思政育人目標】91

※ 項目說明91

※ 基礎知識92

一、種子制備原理與技術92

二、影響種子質量的因素96

三、種子質量控制措施97

四、種子制備實例97

※ 工作任務98

工作任務5發酵工業的種子質量控制及評價98

※ 項目小結100

【項目思考】101



項目六發酵過程的控制

【學習·思政育人目標】103

※ 項目說明103

※ 基礎知識104

一、發酵過程控制概述104

二、溫度對發酵的影響及其控制105

三、pH對發酵的影響及其控制109

四、溶解氧對發酵的影響及其控制111

五、CO2和呼吸商對發酵的影響及其控制116

六、基質濃度對發酵的影響及其控制118

七、通氣攪拌對發酵的影響及其控制120

八、泡沫對發酵的影響及其控制121

九、高密度發酵及過程控制122

十、發酵終點的檢測與控制124

※ 工作任務125

工作任務6-1發酵條件的優化125

工作任務6-2發酵過程的參數控制127

※ 項目小結129

【項目思考】129



項目七發酵罐的使用及放大

【學習·思政育人目標】131

※ 項目說明131

※ 基礎知識132

一、發酵罐的類型與結構132

二、發酵罐的安裝和使用138

三、機械攪拌通風發酵罐的設計與放大140

※ 工作任務142

工作任務7-1發酵罐的使用142

工作任務7-2酵母菌的擴大培養145

※ 項目小結147

【項目思考】147



項目八發酵產物的分離與精制

【學習·思政育人目標】149

※ 項目說明149

※ 基礎知識150

一、發酵產物提取與精制的一般工藝流程150

二、發酵液的預處理及固液分離151

三、細胞破碎與濃縮技術154

四、發酵產物分離技術155

五、結晶與干燥技術162

※ 工作任務163

工作任務8-1離子交換法提取抗生素163

工作任務8-2抗生素的結晶164

※ 項目小結165

【項目思考】166



項目九典型發酵產品的生產

【學習·思政育人目標】167

※ 項目說明167

※ 基礎知識168

一、 酒類生產168

二、氨基酸生產187

三、醬油和醋生產190

四、抗生素生產198

五、酸乳生產201

六、單細胞蛋白生產204

七、酶制劑生產206

八、基因工程菌的發酵213

※ 工作任務220

工作任務9-1酒精生產220

工作任務9-2葡萄酒生產221

工作任務9-3啤酒生產222

工作任務9-4抗生素生產——青霉素的發酵生產223

工作任務9-5谷氨酸鈉（味精）生產225

工作任務9-6醬油生產227

工作任務9-7食醋生產228

工作任務9-8酸乳生產229

工作任務9-9單細胞蛋白生產229

工作任務9-10澱粉酶生產230

※ 項目小結232

【項目思考】232

附表20℃下酒精密度與體積分數質量分數對照表233



參考文獻

隨著生物技術的快速發展，現代發酵技術應運而生。發酵技術是工業生物技術的重要組成部分，在生物技術產業化方面顯示出越來越重要的作用，在現代工業發展中前景也愈加廣闊。

發酵技術課程是高職院校生物技術、生物制藥、食品類等專業的核心技能課程。本教材是根據《國家職業教育改革實施方案》及《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023）》的精神和要求，合作開發的“”職業教育教材，充分滿足高等職業教育人纔培養目標，體現職業教育特色。本教材按照發酵工作的上遊流程、發酵流程、下遊流程的生產順序重新序化了內容，構建了完整的學習過程、生產過程，實現了知識體繫的重構。全書按照工作過程設置項目，主要包括發酵技術崗前準備、發酵工業菌種的選育與保藏、發酵工業培養基的制備與優化、發酵工業的無菌操作、發酵工業的種子制備、發酵過程的控制、發酵罐的使用及放大、發酵產物的分離與精制等關鍵操作項目，以及發酵產品生產工藝。每個項目包括學習·思政育人目標、項目說明、基礎知識、工作任務、項目小結以及項目思考。基礎知識的介紹本著深度適宜、夠用為原則。工作任務以培養高端技能型人纔為目的設計，以與工作崗位對接為原則。各項目之間既相互聯繫又相對獨立，教師可根據各學校的專業方向和特色選講或精講。

本書由全國多所高職高專院校的骨干教師和企業人員聯合編寫，集思廣益，力求滿足全國高職院校發酵技術課程的不同需求。具體編寫分工如下：項目一由王濤編寫，項目二由楊新建編寫，項目三由孫佳（一和二）、錢淼（三和四、工作任務）編寫，項目四由王濤（一至三）、黃蓓蓓（四和五）、楊麗莉（工作任務）編寫，項目五由黃曉梅（一和二）、孫佳（三和四、工作任務）編寫，項目六由王濤（一至十）、胥麗麗（工作任務）編寫，項目七由王濤（一至三）、胥麗麗（工作任務）編寫，項目八由周桃英編寫，項目九由何敏（一和五，工作任務9-1至9-3、9-8）、宋娜（二和三，工作任務9-5至9-7）、馬艷華（四和六，工作任務9-4和9-9）、王濤（七和八，工作任務9-10）編寫。全書由許修宏審閱。

本教材介紹的關鍵技術配有講解與操作視頻，與“思政與職業素養目標”音頻、電子課件、項目思考參考答案一同以“二維碼”形式呈現。學生可掃碼觀看學習。視頻部分由何敏、周桃英、馬艷華、宋娜、楊新建、王濤完成，音頻由王濤完成，由黃曉梅和王濤統稿。通過對本教材的學習，學生可以獨立完成發酵菌種篩選、發酵工藝優化、發酵設備操作，能運用發酵相關知識解決生產過程中的問題，同時考取相關的職業技能等級證書。

本書在編寫過程中得到了作者所在院校領導的大力支持，編者在此表示衷心的感謝。另外，本書在編寫過程中也參考了同行專家的論文和著作等資料，在此向相關作者表示深深的謝意。

由於編者水平及時間有限，書中的不足與疏漏之處在所難免，懇切希望廣大讀者提出寶貴意見，以便再版時予以更正。



編者

2021年4月