生物發酵

Ⅰ 生物發酵的生物發酵工程的發展

發酵工程發源於家庭或作坊式的發酵製作（農產手工加工），後來借鑒於化學工程實現了工業化生產（近代發酵工程），最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業發酵生產（現代發酵工程），跨入生物工程的行列。 通過發酵工業化生產的幾十年實踐，人們逐步認識到發酵工業過程是一個隨著時間變化的（時變的）、非線性的、多變數輸入和輸出的動態的生物學過程，按照化學工程的模式來處理發酵工業生產（特別是大規模生產）的問題，往往難以收到預期的效果。從化學工程的角度來看，發酵罐也就是生產原料發酵的反應器，發酵罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑，按化學工程的正統思維，微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。於是，追溯到作坊式的發酵生產技術的生物學內核（微生物），返璞歸真而對發酵工程的屬性有了新的認識。發酵工程的生物學屬性的認定，使發酵工程的發展有了明確的方向，發酵工程進入了生物工程的范疇。
發酵工程是指採用工程技術手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產有用的生物產品，或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。人們熟知的利用酵母菌發酵製造啤酒、果酒、工業酒精，乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，並且已經進入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作為現代生物技術的一個重要組成部分，具有廣闊的應用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種並且提高其產量；利用微生物發酵生產葯品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
已經從過去簡單的生產酒精類飲料、生產醋酸和發酵麵包發展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬體工程的一個多學科工程。現代發酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和麵包，而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健葯物，生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料，在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。 上游工程，中游工程和下游工程
從廣義上講，發酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優良種株的選育，最適發酵條件（pH、溫度、溶氧和營養組成）的確定，營養物的准備等。中游工程主要指在最適發酵條件下，發酵罐中大量培養細胞和生產代謝產物的工藝技術。這里要有嚴格的無菌生長環境，包括發酵開始前採用高溫高壓對發酵原料和發酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發酵過程中不斷向發酵罐中通入乾燥無菌空氣的空氣過濾技術；在發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；還有種子培養和生產培養的不同的工藝技術。此外，根據不同的需要，發酵工藝上還分類批量發酵：即一次投料發酵；流加批量發酵：即在一次投料發酵的基礎上，流加一定量的營養，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產物； 連續發酵：不斷地流加營養，並不斷地取出發酵液。在進行任何大規模工業發酵前，必須在實驗室規模的小發酵罐進行大量的實驗，得到產物形成的動力學模型，並根據這個模型設計中試的發酵要求，最後從中試數據再設計更大規模生產的動力學模型。由於生物反應的復雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規模生產過程中會出現許多問題，這就是發酵工程工藝放大問題。下游工程指從發酵液中分離和純化產品的技術：包括固液分離技術（離心分離，過濾分離，沉澱分離等工藝），細胞破壁技術（超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等），蛋白質純化技術（沉澱法、色譜分離法和超濾法等），最後還有產品的包裝處理技術（真空乾燥和冰凍幹事燥等）。
此外，在生產葯物和食品的發酵工業中，需要嚴格遵守美國聯邦食品和葯物管理局所公布的cGMPs的規定，並要定時接受有關當局的檢查監督。

Ⅱ 生物發酵技術

微生物發酵生產水平主要取決於菌種本身的遺傳特性和培養條件。發酵工程的應用范圍有：⑴醫葯工業，⑵食品工業，⑶能源工業，⑷化學工業，⑸農業：改造植物基因；生物固氮；工程殺蟲菌生物農葯；微生物飼料。⑹環境保護等方面。
微生物肥料由一種或數種有益微生物活細胞制備而成的肥料。主要有根瘤菌劑、固氮菌劑、磷細菌劑、抗生菌劑、復合菌劑等。微生物肥料具有增產、改善品質的功能，還有顯著減少植物體內硝酸鹽，亞硝酸鹽和重金屬含量，提高化肥利用率以及培肥土壤等作用。要使微生物肥料在無公害蔬菜生產中真正發揮增產增效環保的作用。
微生物肥料是一種 純天然、無毒、無害、無殘留、無污染的高科技生命體。生命力極強，適應各類地質、各類土壤。使用范圍極廣，可廣泛用於水稻、小麥、玉米、棉花、油菜、花生、大豆、芝麻、甜菜、甘蔗、番茄、豆角、黃瓜、四季豆、蘿卜、白菜、大蔥、韭菜、大蒜、菠菜、洋蔥、土豆、西瓜、南瓜、冬瓜、西葫蘆香瓜、辣椒、香蕉、菠蘿、荔枝、龍眼、山葯、蘆筍等各種作物、瓜果、果樹、蔬菜、中葯材、速生楊、用材林、竹林、花卉、苗圃、草坪等。
生物有機肥是指特定功能微生物與主要以動植物殘體（如畜禽糞便、農作物秸稈等）為來源並經無害化處理、腐熟的有機物料復合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料。生物有機肥有幾種不同的叫法，如微生物肥料，生物有機肥料，微生物菌劑和活性有機肥等。雖然有不同的叫法，但它都是遵循土壤微生態學和作物營養學的原理，通過固態發酵的方法生產出來的一種給作物提供營養成分、促進作物生長的一種復合肥。
生物有機肥的功效：調理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結、增加土壤空氣通透性。減少水分流失與蒸發、減輕乾旱的壓力、保肥、減少化肥、減輕鹽鹼損害，在減少化肥用量或逐步替代化肥的情況下，提高土壤肥力，使糧食作物、經濟作物、蔬菜類、瓜果類大幅度增產。提高農產品品質、果品色澤鮮艷、個頭整齊、成熟集中，瓜類農產品含糖量、維生素含量都有提高，口感好，有利於擴大出口，提高售價。
改善作物農藝性狀、使作物莖桿粗壯，葉色濃綠，開花提前，做果率高，果實商品性好，提早上市時間。增強作物抗病性和抗逆性、 減輕作物因連作造成的病害和土傳性病害，降低發病率；對花葉病、黑脛病、炭疽病等的防治都有較好的效果，同時增強作物對不良環境的綜合防禦能力。化肥施入量的減少，相應地減少了農產品中硝酸鹽的含量。

Ⅲ 微生物發酵

S·cerevisiae就是啤酒酵母，是最早就全基因測序的真核生物，對它的了解已十分清楚，也是一種生產上十分安全的菌種。另外找出的菌種也許發酵木糖很好，但也許又產生其他的有害的代謝產物，所以不能用於生產。如果找到這樣一個菌種，並分離到相關基因，把它轉到啤酒酵母細胞中，啤酒酵母就也具有這種代謝能力了。

Ⅳ 是化學合成還是生物發酵

從產品的物理性質和化學性質上說，化學合成法生產的有機酸與微生物內發酵法生產的有機容酸沒有任何區別。
從生物學角度來說，某些有機酸因分子中有不對稱碳原子而具有旋光性，化學合成法生產的有機酸為DL－型，即基本上左旋型與右旋型各佔一半，而微生物發酵法法生產的有機酸均為L－型，因為生物只能利用L－型（左旋）有機酸。因此，如果把化學合成法生產的有機酸用於生物化學過程，其利用率只有50%。而微生物發酵法生產的有機酸的生物利用率為100%。
從生產過程看，化學合成法的特點是生產過程存在高溫、高壓、強酸、強鹼等較為極端的化工過程，生產安全性低、環境污染較重，但廢棄物處理相對簡單。而微生物發酵法生產有機酸，其生產條件相對溫和得多，一般不存在高溫、高壓、強酸鹼等極端的反應條件，三廢排放量相對較少。但因為排放的廢棄物中有機物含量較高，污染物處理卻相對復雜。

Ⅳ 什麼是微生物發酵

「微」是極小的意思。微生物就是小到肉眼看不見，必須藉助於顯微鏡才能看見回的生物。答在空氣、陸地、河流和海洋里都有微生物分布，在人、畜和植物體內也有許多種微生物存在，有些是致病的，對人類有害，但是也有許多微生物對人類有益，如制酒用的酒麴就是用某些微生物做的，整個發酵工業都離不開微生物。存在於土壤中的微生物叫作土壤微生物，它的種類也很多，大致可以分成細菌、真菌、放線菌等幾大類，還有一些藻類、線蟲等也可歸入土壤微生物中。
微生物與土壤肥力有密切的關系，肥沃的土壤里微生物多，貧瘠的土壤里微生物少，沒有微生物的土壤就成了死土。這是因為土壤中有機物質的分解，植物所需各種營養成分的轉化都離不開微生物的活動。土壤微生物還能分泌出多種酶和生長刺激素，促進植物根系的生長，把土壤微生物比作植物的胃，並不為過。土壤微生物另一個重要作用是通過其生命活動形成腐殖質，從而把土壤無機顆粒粘結在一起成為團粒，既能保肥保水，又能通氣和便於根系生長，改善土壤物理性狀，是土壤改良的重要目標。

Ⅵ 微生物發酵的實例

酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在厭氧條件下進行發酵，將葡萄糖轉化為酒精生產的。白酒經過蒸餾，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加熱後易揮發物質，如各種酯類、其他醇類和少量低碳醛酮類化合物。果酒和啤酒是非蒸餾酒，發酵時酵母將果汁中或發酵液中的葡萄糖，轉化為酒精，而其他營養成分會部分被酵母利用，產生一些代謝產物，如氨基酸、維生素等，也會進入發酵的酒液中。因此，果酒和啤酒營養價值較高。
醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學合成的食品級醋酸勾兌的外，其他的則是由醋酸菌在好氧條件下發酵，將固體發酵產生的酒精轉化為醋酸生產的。由於使用的微生物菌種或曲種的差異，在葡萄糖發酵過程中會產生乳酸或其他有機酸，因而使醋有不同的風味。
醬油：醬油生產以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經粉碎製成固體培養基，在好氧條件下，利用產生蛋白酶的黴菌，如黑麴黴進行發酵。微生物在生長過程中會產生大量的蛋白酶，將培養基中的蛋白質水解成小分子的肽和氨基酸，然後淋洗、調製成醬油產品。醬油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。
酸奶：牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌發酵，將乳糖分解，並進一步發酵產生乳酸和其他有機酸，以及一些芳香物質和維生素等；同時蛋白質也部分水解。因此，酸奶是營養豐富、易消化，少含乳糖，是適合於有乳糖不適應症者的優良食品。
醪糟：又稱酒釀，是大米經蒸煮後，接種根霉，在好氧條件下，發酵生產的含低濃度酒精和不同糖分的食品。根霉在生長時會產生大量的澱粉酶，將大米中的澱粉水解成葡萄糖，同時利用部分葡萄糖發酵產生酒精。由於使用的根黴菌種不同，可以生產不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。
麵包：麵包均是利用活性乾酵母（麵包酵母）經活化後，與麵粉混合發酵，再加入各種添加劑，經烤制生產的。麵粉發酵後澱粉結構發生改變，變得易於消化、營養易於吸收。
糖果、餅干、果凍等添加了紅曲色素，以調節色澤；
果汁、餅干、麵包、點心、方便麵等添加了黃原膠，起懸浮、穩定、增稠、改善口感、防止粘牙、延長儲存期等作用；
各類罐頭，包括蔬菜、水果、蘑菇、魚類、肉類、蛋類罐頭，香腸，包裝奶等添加了乳鏈桿菌肽，以保鮮、防腐，保存營養和改善口感等；
各種果汁、啤酒和飲料中均需使用檸檬酸或乳酸作為酸味劑調節口味、口感；
飯店、食堂和家庭製作的菜餚中常加味精或肌苷，以增加鮮味。
可以說市場上出售的各類食品均加有各種食品添加劑，其中約70%～80%的食品添加劑是用發酵法，或發酵產生的酶，加工生產的。

Ⅶ 生物發酵有哪些好處

生物發酵罐由哪些部分組成，生物發酵罐溫度對發酵過程的影響都有哪些方面，生物發酵罐最適宜的發酵溫度是多少，如何控制生物發酵罐的發酵溫度。下面我們一起來了解一下。

生物發酵罐必須滿足下面幾個基本要求。

（１）生物發酵罐應具有適宜的高徑比。

（２）發酵罐應能承受一定壓力。由於發酵罐在消毒及正常工作時，罐內有一定的壓力和溫度，因此罐體各部件要有一定的強度，能承受一定的壓力。

（３）生物發酵罐的攪拌裝置和通風裝置要能使氣泡分散細碎，氣液充分混合，以保證氧的溶解，提高氧的利用率。

（４）發酵罐要有加熱和冷卻裝置，應具有足夠的冷卻面積。微生物生長代謝過程放出大量的熱量，為了控制發酵過程不同階段所需的溫度，發酵罐應有足夠的冷卻面積。

（５）生物發酵罐內應拋光，盡量減少死角，確保滅菌徹底。

（６）攪拌器的軸封應嚴密，盡量減少泄漏。

但實際生產中，由於發酵液的體積很大，升降溫度都比較困難，所以在整個發酵過程中，往往採用一個比較適合的培養溫度，使得到的產物產量最高，或者在可能的條件下進行適當的調整。

發酵溫度可通過溫度計或自動記錄儀表進行檢測，通過向發酵罐的夾套或蛇形管中通人冷水、熱水或蒸汽進行調節。工業生產上，所用的大發酵罐在發酵過程中一般不需要加熱，因發酵中釋放了大量的發酵熱，在這種情況下通常還需要加以冷卻，利用自動控制或手動調整的閥門，將冷卻水通人夾套或蛇形管中，通過熱交換來降溫，保持恆溫發酵。

為什麼要選用生物發酵的方法來進行發酵？生物發酵有哪些要求，會產生哪些益處？相信大家在生活中都曾經見到過生物發酵的例子，也更加容易理解生物發酵對環境、對生態建設的意義。讓我們共同加入到生物發酵的大軍，一起為美好環境做貢獻。

Ⅷ 什麼是微生物發酵工程

作為現代科學意義上的微生物發酵工程，是指將傳統發酵技術與現代生物學的DNA重組、體細胞融合等新技術結合並發展起來的現代微生物發酵技術。目前在醫學和農業生產領域中通用的20多種抗生素中，絕大部分都是利用微生物的特定功能製成的發酵產品。

在生物工程的各類技術系統中，最基本的核心系統就是基因工程。也就是說，只有通過對基因進行剪裁、拼接等改造和加工，才能按照人們預先設計的藍圖製造出特定的生物性狀、物種和製品。毋庸置疑，生物工程的發展必將導致傳統工業結構的調整與改革，並會在解決人類面臨的難題中發揮自己的巨大潛力，成為推動當前新技術革命的強大動力。

生物工程的影響涉及到農業、醫葯、食品、能源、環境保護等國民經濟的眾多領域。作為一種生產力，它對科學和社會發展的影響和作用，將會隨著這個新興產業的不斷開拓而越來越大，並將引起傳統工業模式的變革。因而，它所產生的經濟效益也將是難以估量的。從某種意義上說，生物工程所產生的重大影響將遠遠超過20世紀70年代的微電子學、60年代的計算機以及50年代的晶體管半導體的發明。而且它所產生的影響將會在21世紀得到更加充分的顯現。

不過，現代生物工程技術的迅速發展，如同現代遺傳科學一樣，也給人們帶來了許多困惑：當人們能夠任憑自己的想像「製造」出任何有生命的物種來的時候，那時，這個世界將會變成一個什麼樣的世界呢？

Ⅸ 什麼是生物發酵技術

中午發做技術，就是把一些水果，水果皮一類的東西長時間放置發酵