发酵工程原理与技术应用
1、发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2、发酵工程：利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，它是生物工程和生物技术学科的重要组成部分，又叫微生物工程
3、发酵工程技术的发展史：
①1900年以前——自然发酵阶段
②1900—1940——纯培养技术的建立（第一个转折点）
③1940—1950——通气搅拌纯培养发酵技术的建立（第二个转折点）
④1950—1960——代谢控制发酵技术的建立（第三个转折点）
⑤1960—1970——开发发酵原料时期（石油发酵时期）
⑥1970年以后——进入基因工程菌发酵时期以及细胞大规模培养技术的全面发展
4、工业发酵的类型：
①按微生物对氧的不同需求：厌氧发酵、需氧发酵、兼性厌氧发酵
②按培养基的物理性状：固体发酵、液体发酵
③按发酵工艺流程：分批发酵、补料发酵、连续发酵
5、发酵生产的流程：（重要）
①用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的制备
②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌
③扩大培养有活性的适量纯种，以一定比例将菌种接入发酵罐中
④控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大料的代谢产物
⑤将产物提取并精制，以得到合格的产品
⑥回收或处理发酵过程中所产生的三废物质
6、常用的工业微生物：
①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等
②放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和诺卡均属
③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母
7、未培养微生物：指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的
微生物
8、rRNA序列分析：通过比较各类原核生物的16S和真核生物的18S的基因序列，从序列差异计算它们之间的进化距离，从而绘制进化树。
选用16S和18S的原因是：它们为原核和真核所特有，其功能同源且较为古老，既含有保守序列又含有可变序列，分子大小适合操作，它的序列变化与进化距离相适应。
第４１卷第３期 ２０１６年３月 中国调昧品 ＣｈＩｎａ Ｃｏｎｄｉｍｅｎｔ 基础研究
豆酱发酵用工业米曲霉菌种的复壮
朱媛媛 ，刘晔 ，冯纬。，周利南 ，梁新乐¨
（１．浙江工商大学食品与生物工程学院，杭州 ３１００１８；２．浙江五味和食品有限公司，浙江湖州 ３１３２１３）
摘要：采用马铃薯葡萄糖培养基，从种曲生产车间的地面及墙壁上分离到２４株霉茵茵株。依据茵落形
态相似性和差异，将其归纳为７组并选择７株作为试验茵株进一步进行分析。经茵落形态特征及小室 培养形态学鉴定，结合其ＩＴＳ序列分子水平分析，此与米曲霉代表株的相似性为９９ ，且未检出黄曲霉
毒素，因此７株霉菌被鉴定为米曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）。经麸皮培养基制曲后，茵株ＺＪＧＳ－ＬＺ－１２和 ＺＪＧＳ－ＬＺ－２１分泌的中、酸性蛋白酶、淀粉酶及糖化酶活力（Ｕ／ｇ干基）较高，产酶特性较好，不产生黄曲
霉毒素，适用工业化应用。 关键词：豆酱；种曲；鉴定；米曲霉 中图分类号：ＴＳ２１４。２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１ｏＯＯ一９９７３（２Ｏ１６）０３—０００１－０５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—９９７３．２０１６．０３．００１
Ｒｅｊｕｖｅｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ
Ｕｓｅｄ ｆｏｒ Ｓｏｙｂｅａｎ Ｐａｓｔｅ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
ＺＨＵ Ｙｕａｎ－ｙｕａｎ ，ＬＩＵ Ｙｅ ，ＦＥＮＧ Ｗｅｉ。，ＺＨ０Ｕ Ｌｉ—ｎａｎ。，ＬＩＡＮＧ Ｘｉｎ－ｌｅ¨
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｊ ｉａｎｇ Ｇｏｎｇｓｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；２ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｗｕｗｅｉｈｅ Ｆｏｏｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｕｚｈｏｕ ３１３２１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｅｎｔｙ－ｆｏｕｒ ｍｏｌｄｓ ａｒｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｌｏｏｒｓ ａｎｄ ｗａｌｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｓｅｅｄ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｂｙ ｐｏｔａｔｏ ｄｅｘｔｒｏｓｅ ｍｅｄｉｕｍ（ＰＤＡ）．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｌｏｎｙ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅｙ ａｒｅ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ ｓｅｖｅｎ ｇｒｏｕｐｓ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｉｔｈ ＩＴＳ ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｉｔｓ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｏｆ Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ｉｓ ９ ９ ０Ａ，ａｎｄ ａｆｌａｔｏｘｉｎ ｉｓ ｎｏｔ ｄｅｔｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｅｖｅｎ
固体发酵
某些微生物生长需水很少，可利用疏松而含有必需营养物的固体培养基进行发酵生产，称为固体发酵。我国传统的酿酒、制酱及天培(大豆发酵食品) 等的生产均为固体发酵。另外，固体发酵还用于蘑菇的生产、奶酪和泡菜的制作以及动植物废料的堆肥等。固体发酵所用原料一般为经济易得、富含营养物质的工农业中的副、废产品，如麸皮、事粉、大豆饼粉、高梁和玉米粉等。根据需要对原料进行粉碎、蒸煮等预加工以促进背养物吸收，改普发酵生产条件，有的需加人尿素、硫酸饺及一些无机酸、碱等辅料。
固体发酵一般都是开放式的，因而不是纯培养，无菌要求不高。它的一般过程为:将原料预加工后再经蒸煮灭菌，然后制成含一定水分的固体物料，接人预先培养好的菌种，进行发酵。发酵成熟后要适时出料，并进行适当处理，或进行产物的提取。根据培养基的厚薄可分为薄层和厚层发酵，用到的设备有帘子、曲盘和曲箱等。薄层固体发酵是利用木盘或苇帘，在上面铺1~2cm 厚的物料，接种后在曲室内进行发酵。厚层固体发酵是利用深槽(或池)，在其上部架设竹帘，帘上铺一尺多厚的物料，接种后在深槽下部给以通气进行发酵。固体发酵所需设备简单，操作容易，并可因陋就简、因地制宜地利用一些来源丰富至今仍在某些产品的生产上不同程度地沿用着。但是这种方法的工农业副产品，因此，例如，劳动强度大，不便于机械化操作，微生物品种少、生长慢，产品有有许多缺点，限等。所以目前主要的发酵生产多为液体发酵。
典型产品的发酵生产
1、抗生素发酵生产
抗生素是生物体在生命活动中产生的一种次级代谢产物。这类有机物质能在低浓度下抑制或杀灭活细胞，这种作用又有很强的选择性。例如，医用的抗生素仅对造成人类疾病的细菌或肿瘤细胞有很强的抑制或杀灭作用，而对人体正常细胞损害很小，这是抗生素能成为医药的原理。目前，人们在生物体内发现的6000 多种抗生素，约60%来自发酵生放线菌。抗生素主要用微生物发酵法生产，少数抗生素也可用化学方法合成。人们还对7固体天然的抗生素进行生化或化学改造，使其具有更优越的性能，这样得到的抗生素叫半合肥等成抗生素。抗生素不仅广泛用于临床医疗，而且也用在农业、畜牧及环保等领域中。
发酵工程研究进展
1.发酵工程技术的发展趋势与方向
发酵工程是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。它包括厌氧发酵的生产过程（如酒精、乳酸、丙酮丁醇等）和有氧发酵的生产过程（如氨基酸、柠檬酸、抗生素等）。
发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一，产品也很多，以传统食品来说，东方有酱、酱油、醋、白酒、黄酒等，西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。这些发酵食品都是数千年来凭借人类的智慧和经验，在没有亲眼看到微生物的情况下，巧妙地利用微生物生产的产品。
1.1发酵工程技术的发展
发酵技术的发展经历了如下几个阶段：
(1)自然发酵阶段：这个阶段为从史前到19世纪末，主要特征为人类利用自然接种的方法进行传统酿造食品的生产。
(2)纯培养厌氧发酵技术的建立：这个阶段始于19世纪末，20世纪初，主要特征为人类在显微镜的帮助下，把单一的微生物进行纯培养，在密闭容器中进行厌氧发酵生产酒精等工业产品。
(3)通气搅拌发酵技术的建立：这个阶段始于20世纪40年代，其技术特征为，成功地建立起深层通气进行微生物发酵的一整套技术，有效地控制了微生物有氧发酵的通气量、温度、pH和营养物质的供给，使得抗生素、柠檬酸、酶制剂等好氧发酵产品的生产成为可能，是现代发酵工业的开端。
(4)代谢调控发酵技术的建立：这个阶段始于20世纪60年代，其技术特征为，以生物化学和遗传学为基础，研究代谢产物的生物合成途径和代谢调节机制，选择巧妙的技术路线，人为地控制目的代谢产物的大量合成，从而得到所需产品。
(5)现代发酵工程技术的建立：这个阶段始于20世纪70年代，其主要技术特征表现在如下几个方面：
①原生质体融合技术、基因工程技术的发展和在微生物菌种选育方面的应用，为发酵工程技术带来了方法上、手段上的重大变化和革命。
②计算机控制发酵技术，固定化细胞技术，发酵工程优化控制技术，先进的提取、分离、纯化技术以及现代化的发酵与提取设备的应用，使发酵工业得到了迅速的发展，并展现了广阔的前景。
