微生物发酵
利用微生物的发酵工程在食品和饮料工业占据着重要的位置。目前使用微生物生产柠檬酸可以满足全世界的需要。在欧洲与美洲,乳制品及谷物的发酵是重要的食品发酵过程,在牛乳中可发生6种主要的发酵反应。现代牛乳发酵需要接种专用的微生物。谷物制品的发酵中最重要的是面包和焙烤食品的生产。用于面包制作的酵母,通常采用菌种在糖蜜中发酵而获得。酿造工业在欧美主要生产啤酒与葡萄酒、苹果酒等,在中国主要生产白酒、酱制品、醋等。中国在蔬菜腌制中也广泛采用发酵方法。
❷ 能发酵的微生物有哪些
能发酵的微生物有哪些
利用微生物发酵生产我们需要的产品,古已有之。3000年前,两河流版域就有了用大麦经权微生物发酵生产的含酒精饮料,类似于现在的啤酒。我国也在2000多年前,利用微生物生产了酒类、酱油、醋等产品。此后,酸菜、腐乳、酸奶等也出现了。到了近现代,随着对微生物认知程度的提高,微生物发酵为我们提供了更多的产品。
在饮料中,有啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒、果酒等。
在食品中,有酸菜、腐乳、酸奶、酱油、醋、味精等。
在化工中,有氨基酸、有机酸、淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、脂肪酶、乙醇、乙醛、乙酸、丙醇、丙酮、丁醇、甲烷(就是沼气)、核苷酸……等等。
微生物在医药方面的应用属于现代生物技术。最早是青霉素,此后,各种抗生素层出不穷,多数是用放线菌生产的。还有维生素C、维生素E等。现在,利用单克隆抗体生产的干扰素产品也已应用于临床。用于基因重组技术,将其它生物的基因导入微生物体内,已生产出了很多原来产量低、提取不易的药物,如紫杉醇等。
总之,微生物的工业化应用技术是当今发展最快、前景最好的产业之一。
❸ 微生物发酵的操作与特点
微生物发酵需要五个条件:菌种、空气、水分、适宜的温度和营养。比如做糯米酒就是一例,糯米是养分,酒曲是酵母菌(即微生物)种,糯米蒸熟后要用冷开水(或冷水)冲凉,使温度达25-30度之间,拌入酒曲,有一定水分(水分是微生物发酵的必要条件),水不能太多,太多了没有了空隙便没有了空气。这五个条件都具备了,很快便会发酵。其他如做糖化饲料也是如此。但少数嫌气性的细菌,在没有空气的情况下也能发酵,如沼气池里的桔杆树叶。
❹ 如何微生物发酵呢与自然发酵有何不同
微生物发酵:利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。自然发酵,是利用自然环境中的微生物进行发酵的过程。谷类靠天然野菌种自然发酵,发酵过的面食松软并且容易消化,
❺ 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?
❻ 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。
❼ 为什么使用微生物发酵
微生物发酵即是指利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。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。
❽ 微生物发酵的操作与特点是什么
微生物发酵过程即微生物反应过程,是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。
根据微生物的种类不同(好氧、厌氧、兼性厌氧),可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。
(1)好氧性发酵 在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气,如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。
(2)厌氧性发酵 在发酵时不需要供给空气,如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。
(3)兼性发酵 酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精,而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵,大量繁殖菌体细胞。
按照设备来分,发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。
一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型,如酵母生产,由于其菌体迅速而大量繁殖,可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反,密闭发酵是在密闭的设备内进行,所以设备要求严格,工艺也较复杂。浅盘发酵(表面培养法)是利用浅盘仅装一薄层培养液,接人菌种后进行表面培养,在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时,对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部(不仅仅在表面)进行的微生物培养过程。
同其他发酵方法相比,它具有很多特点:
①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。
②在液体中,菌体及营养物、产物(包括热量)易于扩散,使发酵可在均质或拟均质条件下进行,便于控制,易于扩大生产规模。
③液体输送方便,易于机械化操作。
④厂房面积小,生产效率高,易进行自动化控制,产品质量稳定。
⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。
❾ 微生物在发酵中有哪些作用
“发酵工程”是个新词,但用发酵方法来酿酒、制酱、做醋、做奶酪,却是几千年前人类就掌握了的生物技术。直到今天人们还在继续做这些事。但传统方法的发酵过程非常繁琐,费时费力。比如用小麦、大豆等原料做酱油需要半年至一年的时间,而且还要准备好大大小小、许许多多的容器。
现代“发酵工程”的做法可就大不一样了。以日本的一家制酱油的公司为例,他们的做法是,将一种耐乳酸细菌和一种酵母菌一起固定在海藻酸钙凝胶上,再装入制造酱油的发酵罐。将各种营养物和水从罐顶慢慢地注入,产品酱油就不停地从罐底流出来,形成一个连续生产的过程。从原料到成品的周期不到3天。
这里提到的发酵罐是现代发酵工程的重要标志。目前世界上最大的发酵罐高度超过100米,容量可达4000立方米。
发酵工程的主角是微生物。微生物是一种通称,它包括了所有形状微小、结构简单的低等生物。
一提到微生物,有些人就会皱起眉头,感到憎恶。因为他们想到的是微生物带来了人类的疾病,带来了植物的病害和食物的变质。其实,这种感情是不太公正的。
对人类而言,大多数微生物是有益无害的,会造成损害的微生物只是少数。就总体来说,微生物是功大于过的,而且是功远远大于过。近年来迅速崛起的发酵工程,正是这些微生物在忙忙碌碌,工作不息,甚至不惜粉身碎骨,才使得五光十色的产品能一一面世。从“乐百氏奶”等乳酸菌饮料,到比黄金还贵的干扰毒等药品,都是微生物对人类的无私奉献。微生物在发酵过程里充当着生产者的角色,这与它的特性是分不开的。它们具有孙悟空式的生存本领、猪八戒式的好胃口,还组成了天下第一的“超生游击队”。
孙悟空是怎么折腾也不会死的英雄。微生物的生存本领也好生了得。它们对周围环境的温度、压强、酸碱度、干湿条件都有极强的适应力,在10千米深的海底,人会被压成一张纸,而有些细菌仍逍遥自在地生活。在零下250℃的超低温下,有些微生物仍不死去,只是处于“冬眠”状态而已。
如果条件适宜,微生物会不断繁衍生长,从没有见过它们自行死亡。而这帮不死的小家伙还极为贪吃,甚至饥不择食。好吃的食品自不必说,连石油、塑料、金属氧化物、工业垃圾和DDT、砒霜等毒药,都会成为某些微生物竞相吞吃的美味。
吃得多,长得快,繁殖速度自然十分惊人。如果一个大肠杆菌能顺利无阻地繁殖,两天后其重量等于地球重量的4倍。