生物发酵

Ⅰ 生物发酵的生物发酵工程的发展

发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作（农产手工加工），后来借鉴于化学工程实现了工业化生产（近代发酵工程），最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产（现代发酵工程），跨入生物工程的行列。 通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（微生物），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴。
发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。
已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 上游工程，中游工程和下游工程
从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物； 连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。
此外，在生产药物和食品的发酵工业中，需要严格遵守美国联邦食品和药物管理局所公布的cGMPs的规定，并要定时接受有关当局的检查监督。

Ⅱ 生物发酵技术

微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。发酵工程的应用范围有：⑴医药工业，⑵食品工业，⑶能源工业，⑷化学工业，⑸农业：改造植物基因；生物固氮；工程杀虫菌生物农药；微生物饲料。⑹环境保护等方面。
微生物肥料由一种或数种有益微生物活细胞制备而成的肥料。主要有根瘤菌剂、固氮菌剂、磷细菌剂、抗生菌剂、复合菌剂等。微生物肥料具有增产、改善品质的功能，还有显著减少植物体内硝酸盐，亚硝酸盐和重金属含量，提高化肥利用率以及培肥土壤等作用。要使微生物肥料在无公害蔬菜生产中真正发挥增产增效环保的作用。
微生物肥料是一种 纯天然、无毒、无害、无残留、无污染的高科技生命体。生命力极强，适应各类地质、各类土壤。使用范围极广，可广泛用于水稻、小麦、玉米、棉花、油菜、花生、大豆、芝麻、甜菜、甘蔗、番茄、豆角、黄瓜、四季豆、萝卜、白菜、大葱、韭菜、大蒜、菠菜、洋葱、土豆、西瓜、南瓜、冬瓜、西葫芦香瓜、辣椒、香蕉、菠萝、荔枝、龙眼、山药、芦笋等各种作物、瓜果、果树、蔬菜、中药材、速生杨、用材林、竹林、花卉、苗圃、草坪等。
生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥有几种不同的叫法，如微生物肥料，生物有机肥料，微生物菌剂和活性有机肥等。虽然有不同的叫法，但它都是遵循土壤微生态学和作物营养学的原理，通过固态发酵的方法生产出来的一种给作物提供营养成分、促进作物生长的一种复合肥。
生物有机肥的功效：调理土壤、激活土壤中微生物活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气通透性。减少水分流失与蒸发、减轻干旱的压力、保肥、减少化肥、减轻盐碱损害，在减少化肥用量或逐步替代化肥的情况下，提高土壤肥力，使粮食作物、经济作物、蔬菜类、瓜果类大幅度增产。提高农产品品质、果品色泽鲜艳、个头整齐、成熟集中，瓜类农产品含糖量、维生素含量都有提高，口感好，有利于扩大出口，提高售价。
改善作物农艺性状、使作物茎杆粗壮，叶色浓绿，开花提前，做果率高，果实商品性好，提早上市时间。增强作物抗病性和抗逆性、 减轻作物因连作造成的病害和土传性病害，降低发病率；对花叶病、黑胫病、炭疽病等的防治都有较好的效果，同时增强作物对不良环境的综合防御能力。化肥施入量的减少，相应地减少了农产品中硝酸盐的含量。

Ⅲ 微生物发酵

S·cerevisiae就是啤酒酵母，是最早就全基因测序的真核生物，对它的了解已十分清楚，也是一种生产上十分安全的菌种。另外找出的菌种也许发酵木糖很好，但也许又产生其他的有害的代谢产物，所以不能用于生产。如果找到这样一个菌种，并分离到相关基因，把它转到啤酒酵母细胞中，啤酒酵母就也具有这种代谢能力了。

Ⅳ 是化学合成还是生物发酵

从产品的物理性质和化学性质上说，化学合成法生产的有机酸与微生物内发酵法生产的有机容酸没有任何区别。
从生物学角度来说，某些有机酸因分子中有不对称碳原子而具有旋光性，化学合成法生产的有机酸为DL－型，即基本上左旋型与右旋型各占一半，而微生物发酵法法生产的有机酸均为L－型，因为生物只能利用L－型（左旋）有机酸。因此，如果把化学合成法生产的有机酸用于生物化学过程，其利用率只有50%。而微生物发酵法生产的有机酸的生物利用率为100%。
从生产过程看，化学合成法的特点是生产过程存在高温、高压、强酸、强碱等较为极端的化工过程，生产安全性低、环境污染较重，但废弃物处理相对简单。而微生物发酵法生产有机酸，其生产条件相对温和得多，一般不存在高温、高压、强酸碱等极端的反应条件，三废排放量相对较少。但因为排放的废弃物中有机物含量较高，污染物处理却相对复杂。

Ⅳ 什么是微生物发酵

“微”是极小的意思。微生物就是小到肉眼看不见，必须借助于显微镜才能看见回的生物。答在空气、陆地、河流和海洋里都有微生物分布，在人、畜和植物体内也有许多种微生物存在，有些是致病的，对人类有害，但是也有许多微生物对人类有益，如制酒用的酒曲就是用某些微生物做的，整个发酵工业都离不开微生物。存在于土壤中的微生物叫作土壤微生物，它的种类也很多，大致可以分成细菌、真菌、放线菌等几大类，还有一些藻类、线虫等也可归入土壤微生物中。
微生物与土壤肥力有密切的关系，肥沃的土壤里微生物多，贫瘠的土壤里微生物少，没有微生物的土壤就成了死土。这是因为土壤中有机物质的分解，植物所需各种营养成分的转化都离不开微生物的活动。土壤微生物还能分泌出多种酶和生长刺激素，促进植物根系的生长，把土壤微生物比作植物的胃，并不为过。土壤微生物另一个重要作用是通过其生命活动形成腐殖质，从而把土壤无机颗粒粘结在一起成为团粒，既能保肥保水，又能通气和便于根系生长，改善土壤物理性状，是土壤改良的重要目标。

Ⅵ 微生物发酵的实例

酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此，果酒和啤酒营养价值较高。
醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。
酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。
酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不适应症者的优良食品。
醪糟：又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。
面包：面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易于吸收。
糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽；
果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用；
各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，保存营养和改善口感等；
各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感；
饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜味。
可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加工生产的。

Ⅶ 生物发酵有哪些好处

生物发酵罐由哪些部分组成，生物发酵罐温度对发酵过程的影响都有哪些方面，生物发酵罐最适宜的发酵温度是多少，如何控制生物发酵罐的发酵温度。下面我们一起来了解一下。

生物发酵罐必须满足下面几个基本要求。

（１）生物发酵罐应具有适宜的高径比。

（２）发酵罐应能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常工作时，罐内有一定的压力和温度，因此罐体各部件要有一定的强度，能承受一定的压力。

（３）生物发酵罐的搅拌装置和通风装置要能使气泡分散细碎，气液充分混合，以保证氧的溶解，提高氧的利用率。

（４）发酵罐要有加热和冷却装置，应具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量的热量，为了控制发酵过程不同阶段所需的温度，发酵罐应有足够的冷却面积。

（５）生物发酵罐内应抛光，尽量减少死角，确保灭菌彻底。

（６）搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。

但实际生产中，由于发酵液的体积很大，升降温度都比较困难，所以在整个发酵过程中，往往采用一个比较适合的培养温度，使得到的产物产量最高，或者在可能的条件下进行适当的调整。

发酵温度可通过温度计或自动记录仪表进行检测，通过向发酵罐的夹套或蛇形管中通人冷水、热水或蒸汽进行调节。工业生产上，所用的大发酵罐在发酵过程中一般不需要加热，因发酵中释放了大量的发酵热，在这种情况下通常还需要加以冷却，利用自动控制或手动调整的阀门，将冷却水通人夹套或蛇形管中，通过热交换来降温，保持恒温发酵。

为什么要选用生物发酵的方法来进行发酵？生物发酵有哪些要求，会产生哪些益处？相信大家在生活中都曾经见到过生物发酵的例子，也更加容易理解生物发酵对环境、对生态建设的意义。让我们共同加入到生物发酵的大军，一起为美好环境做贡献。

Ⅷ 什么是微生物发酵工程

作为现代科学意义上的微生物发酵工程，是指将传统发酵技术与现代生物学的DNA重组、体细胞融合等新技术结合并发展起来的现代微生物发酵技术。目前在医学和农业生产领域中通用的20多种抗生素中，绝大部分都是利用微生物的特定功能制成的发酵产品。

在生物工程的各类技术系统中，最基本的核心系统就是基因工程。也就是说，只有通过对基因进行剪裁、拼接等改造和加工，才能按照人们预先设计的蓝图制造出特定的生物性状、物种和制品。毋庸置疑，生物工程的发展必将导致传统工业结构的调整与改革，并会在解决人类面临的难题中发挥自己的巨大潜力，成为推动当前新技术革命的强大动力。

生物工程的影响涉及到农业、医药、食品、能源、环境保护等国民经济的众多领域。作为一种生产力，它对科学和社会发展的影响和作用，将会随着这个新兴产业的不断开拓而越来越大，并将引起传统工业模式的变革。因而，它所产生的经济效益也将是难以估量的。从某种意义上说，生物工程所产生的重大影响将远远超过20世纪70年代的微电子学、60年代的计算机以及50年代的晶体管半导体的发明。而且它所产生的影响将会在21世纪得到更加充分的显现。

不过，现代生物工程技术的迅速发展，如同现代遗传科学一样，也给人们带来了许多困惑：当人们能够任凭自己的想像“制造”出任何有生命的物种来的时候，那时，这个世界将会变成一个什么样的世界呢？

Ⅸ 什么是生物发酵技术

中午发做技术，就是把一些水果，水果皮一类的东西长时间放置发酵