第十六章--固态发酵
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固态发酵的分类知识
一、传统固态发酵与现代固态发酵
虽然固态发酵与液态发酵相比,具有它独特的优势,但也存在着许多不足。特别是传统固态发酵是发酵工业中古老而又落后工艺的代名词。甚至,在发酵工程或生化工程的教科书中,也很少提到固态发酵。现代发酵技术的关键条件是纯种大规模集约化培养.随着科学技术发展和可持续发展的影响,国内外逐步重视对固态发酵的研究开发,已取得了很大进展。因此,依据固态发酵过程中是否能实现限定微生物纯种培养,分为传统固态发酵与现代固态发酵。现代固态发酵是为了充分发挥固态发酵的优势,针对传统固态发酵存在的问题,使之适应现代生物技术的发展而进行的,可以实现限定微生物的纯种大规模培养。
二、固态发酵的形式
1.按微生物的情况和形成的产品条件不同分类
固态发酵可以以许多不同的形式进行,按照使用的微生物的情况和形成的产品条件不同,固态发酵可分为自然富集固态发酵、强化微生物混合固态发酵、限定微生物混合固态发酵和单菌固态纯种发酵。
自然富集固态发酵是指利用自然界中的微生物,由不断演替的微生物进行的富集混合发酵过程。典型的例子是传统酒曲和酱油、腌莱、烟草发酵、茶叶发酵、青贮、堆肥等。它不需要人工接种微生物,其所需发酵的微生物主要依赖于当地空气和物料中的自然微生物区系,多种微生物演替成最适于生长代谢或共生协作的小生态环境。其微生物富集区系不仅与当地空气和物料中的自然微生物区系有关,而且与小生态环境自然变化密切相关。
强化微生物混合固态发酵是指在自然富集固态发酵的基础上,根据人们部分掌握的微生物代谢机制,人为强化接种微生物茵系不明确的富集培养物或特定微生物培养物所进行的混合发酵过程。强化微生物混合固态发酵除应用于沼气发酵、白酒发酵作用外,在石油采收、湿法冶金、食品发酵等领域同样显示其优势。人们在长期的科学研究和生产实践中却不断发现,不少生命活动及其效应是借助于两种以上的生物在同一环境中的共同作用下进行的,甚至是单独不能或只能微弱进行的。例如废物的处理,纤维索和本质素的降解,甲烷的产生和利用等。自然界的微生物没有一种是单独存在的,单靠纯培养很难反映它们的真实活动情况。因此,强化微生物混合固态发酵微生物资源具有非常广阔的应用前景。
固体发酵法
简介
固体发酵法是一种利用微生物在固体基质中生长代谢产生有用产物的生物技术方法。通过在适宜的温度、湿度和通气条件下,将有机物质与微生物接种于固体基质中,经过一定时间的发酵,可获得所需的发酵产物。这种方法广泛应用于食品加工、农业废弃物处理和生物能源生产等领域。
发酵原理
固体发酵的原理是将含有碳源和生长因子的固体基质与微生物接种物混合,通过微生物的代谢作用,利用基质中的有机物质进行生长、产生酶和代谢产物。微生物在发酵过程中,通过分泌的酶降解基质中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等,转化为能量、有机酸、酶和其他有用产物。这种方法与液体发酵相比,具有较高的微生物密度和产物浓度。
固体发酵的主要过程包括微生物的生长、代谢产物的生成和基质的转化。微生物的生长需要适宜的温度、湿度和通气条件。基质中的有机物质被微生物降解和转化,产生的代谢产物可以直接从基质中收集和提取。
发酵基质
固体发酵法中常用的发酵基质包括谷物、豆类、木屑和废弃农作物等。这些基质具有较高的碳源含量和适宜的结构特性,可以提供微生物生长所需的营养和支持。不同的基质适合不同类型的微生物和发酵产物的生产。
谷物基质
谷物基质如玉米、小麦和大豆等,含有较高的碳水化合物、蛋白质和维生素等营养物质。这些谷物基质在发酵过程中可以被微生物降解,产生乳酸、酒精和酶等有用产物。谷物基质的结构较为均匀,易于控制发酵过程中的温度和湿度。 豆类基质
豆类基质如豆饼、大豆渣等,含有丰富的蛋白质、纤维素和抗氧化物质。这些基质在发酵过程中可以被微生物降解,产生氨基酸、酶和其他发酵产物。豆类基质的结构较为复杂,需要在发酵过程中加入适量的水分和调节pH值。
木屑基质
木屑基质如锯末、稻壳等,含有丰富的纤维素和木质素。这些基质在发酵过程中可以被微生物降解,产生纤维素酶、木质素降解酶和其他有机酸。木屑基质的结构较为松散,需要较高的通气条件和适量的水分来保证微生物的生长活性。
白酒固态发酵的方法
白酒固态发酵是一种传统的酿造白酒的方法,其步骤如下:
1. 原料准备:选用优质的高粱、小麦等谷物为主要原料,将其研磨成细粉末。
2. 煮粉:将细粉末和水混合,加热煮沸,形成稀糊状物。
3. 固态发酵:将煮沸后的糊状物均匀地铺在发酵窖或容器中,厚度一般为10-15厘米。
4. 接种发酵菌:在糊状物表面均匀地撒布食醋酸菌或酒曲,用于发酵过程中产生酒精。
5. 发酵:放置窖或容器密封发酵,温度控制在15-25左右,保持适宜湿度。
6. 蒸馏:发酵完全后,将发酵物进行蒸馏,分离出酒精。
7. 精制和陈酿:将蒸馏得到的白酒进行精制和糖化,然后贮存并进行陈酿,使其继续发展和改善口感。
需要注意的是,白酒固态发酵是一种相对较慢的发酵过程,需要较长的时间来完成。同时,发酵过程需要严格控制温度、湿度等参数,以确保发酵的顺利进行。另外,不同地区对于固态发酵方法可能会有一些细微的差异。
第十六章 消食药
一、选择题
(一)A型题(在每小题给出的A、B、C、D、E五个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 消化油腻肉食积滞的要药是:
A. 山楂 B. 麦芽 C. 莱菔子
D. 鸡内金 E. 厚朴
答案:A
答案分析:在选题答案中,各药皆能消食化积,但只有山楂酸甘微温且兼能活血散瘀,最宜于消化油腻肉食积滞。
2. 消食兼可解表的药物是:
A. 山楂 B. 神曲 C. 麦芽
D. 鸡矢藤 E. 阿魏
答案:B
答案分析:在备选答案的五药中,皆能消食化积。但是神曲在其制作工艺内加用有青蒿、苍耳等兼有解表作用的药物,故而兼有解表之功,其余四药则无此功效。因而本题答案为B。
3. 主治米面薯芋类积滞的药物是:
A. 神曲 B. 麦芽 C. 莱菔子
D. 鸡内金 E. 隔山消
答案:B
答案分析:本组药物虽皆为消食药,但麦芽味甘性平得升生之气,且麦芽由大麦发芽制成,同属麦类而同气相求,故而尤宜于米面薯芋类含淀粉性的食物积滞。因此本题答案当选B。
4. 食积气滞应首选的药物是:
A. 山楂 B. 稻芽 C. 莱菔子
D. 鸡内金 E. 鸡矢藤
答案:C
答案分析:备选答案中各药皆能消化食积,但只有莱菔子还能降气除胀,故食积兼气滞者当选用莱菔子。
5. 临床可广泛用治各种食积及小儿疳积的药物是:
A. 山楂 B. 厚朴 C. 麦芽
D. 莱菔子 E. 鸡内金
答案:E
答案分析:上述备选的消食药中,鸡内金可消食键胃,消食作用较强且适应证亦广,故可广泛用于各种食积及小疳积。所以本题当选E。
6. 既散痞又杀虫的药物是:
A. 枳实 B. 牵牛子 C. 芫花