现代生物技术——发酵技术
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7.1.1《发酵技术》习题一、基础过关1.自主预习(1)发酵技术是指利用的发酵作用,运用一些技术手段控制 ,大规模生产发酵产品的技术。
(2)酒酿是发酵的产物,果酒暴露在空气中变酸是发酵的结果。
酿制酒酿的适宜温度为℃。
2.典型例题(1)下列不属于发酵技术在生活中应用的是()A.酒精生产B.抗生素生产C.塑料生产D.酱制品生产(2)制作泡菜的坛子必须密封,主要是为了()A.隔绝空气,防止杂菌进入并繁殖B.利于乳酸菌在缺氧的环境下发酵C.防止灰尘污染D.使多种细菌在坛内快速增多二、综合训练1.思维判断(1)制作腐乳时酒精的含量高于12%时会加快腐乳的成熟。
(2)腌制过程中乳酸菌含量会逐渐增多并达到最高峰,然后下降。
2.精心选择(1)人类可以用发酵技术来生产的医药产品有()A.酒精、柠檬酸、乳酸B.抗生素、维生素C.酱制品、啤酒、醋D.酸奶、饮料、蛋白质(2)味精是生活中最常用的一种调味品,最初人们用植物蛋白质(大豆)生产,后来改用现代发酵技术大量生产。
下列哪种与味精的生产一样,是应用现代发酵技术进行大量生产()A.面包B.柠檬酸C.食醋D.酒类三、拓展应用1.学以致用(1)将下列应用实例与其相关的生物技术进行搭配,将选项的字母填在右侧对应的数字后面①泡菜 A.乳酸发酵①---______②绵羊多莉 B.酵母菌发酵②---______③面包 C.基因工程③---______④转基因番茄 D.克隆技术④---______(2)根据制作酸奶、米酒、发酵酱的实验,完成下表。
2.分析提高(1)乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。
利用玉米秸杆生产燃料酒精的大致流程如图所示:①玉米秸杆经预处理后,应选用酶进行水解,使之转化为发酵所需的葡萄糖。
②可以提取上述酶的微生物是(多选)。
A.酿制果醋的醋酸菌B.生长在腐木上的霉菌C.制作酸奶的乳酸菌D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌E.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物③若从土壤中分离产生这种酶的微生物,所需要的培养基为(按功能分),培养基中的碳源为。
现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展摘要:随着科学技术的不断进步,人们对生活的需求也逐渐增加。
目前,生物技术的发展已成为人们关注的话题。
生物工程主要由细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等组成,在现实生活中得到广泛应用。
发酵工程是基因工程和细胞工程的产物。
实际应用在食品工业、工业发展、医药研发等方面具有不可替代的作用。
论述了发酵工程在我国食品工业中的应用和发展。
关键词:发酵工程;食品领域;应用研究前言:现代生物技术是利用微生物生长和相应的代谢活动在生产各种有用材料的一种工程,发酵工程在整个生物工程技术中占有重要地位,主要包括培育优良的菌种和发酵生产。
谢产品,微生物的生产,天然物质的转化,等等。
发酵工程微生物有效地应用于高新技术的工业生产过程中,现代生物技术的影响非常广泛,如新食品、饮料配料、稳定剂、制造或相关领域的衍生物等。
1发酵工程的发展阶段1.1农产手加工因为在过去,社会经济不发达,人们主要是农业生产,然后发酵工程只在家里或作坊里发酵,发酵生产也就是我们所说的自然手工加工。
当时,因为科技不发达,人们只能通过存在于微生物的性质,进行了处理,但这种方法只用于生产,因为微生物纯自然的许多问题,如萃取效率高,存活率低,甚至可能是生病了,等等。
这也极大地制约了食品领域发酵工程的发展。
1.2近代发酵工程20世纪20年代,由于技术的兴起,工业、食品和医药的需求,传统的生产方式并不满足。
因此,人们使用化学和化学工程技术从农业化学和化学工程中学习来规范发酵过程。
采用机械生产和化学训练,代替传统的手工操作,不仅提高了生产效率,还使发酵工程在发酵生产中取得了第一个历史性的进步。
1.3现代发酵工程通过发酵工程的不断发展,人们逐渐意识到化学工程的模式处理发酵工业生产的问题,玩很难达到预期的效果,化学可能生产的微生物对人体有害的化学物质,严重影响了人们的健康。
因此,它很快被生物工程所取代。
这种生物工程技术是利用微生物的基因,有效地改造它,达到人们想要的效果,满足人们生活的需要。
发酵工程技术一、引言发酵工程技术是指利用微生物进行生物化学反应的技术,是现代生物工程领域中的重要分支之一。
随着人们对生命科学认识的不断深入,发酵工程技术在食品、医药、化工等领域的应用也越来越广泛。
本文将从发酵过程、微生物选育、发酵设备和控制等方面详细介绍发酵工程技术。
二、发酵过程发酵过程是指利用微生物进行代谢反应,产生有用产物的过程。
发酵过程一般包括以下几个步骤:1.微生物培养:选取适合的微生物菌株进行培养,使其达到最佳状态。
2.接种:将培养好的微生物菌株加入到合适的基质中。
3.发酵:在适宜的条件下进行反应,如温度、气体含量、pH值等。
4.收获:收集并处理有用产物。
三、微生物选育微生物选育是指通过筛选和改良微生物菌株,获得更优良的特性和功能的过程。
微生物选育可以通过以下几个方面来进行:1.筛选:从自然界中或已有菌株中筛选出具有所需特性的菌株。
2.改良:通过基因工程等手段对微生物进行改良,使其具有更优异的性能。
3.培育:对已筛选或改良好的微生物菌株进行培养和保存,以便后续使用。
四、发酵设备发酵设备是指用于进行发酵反应的设备。
发酵设备一般包括以下几个部分:1.发酵罐:用于容纳微生物和基质,并提供适宜的环境条件,如温度、气体含量、pH值等。
2.搅拌器:用于将微生物和基质充分混合,以加速反应速率。
3.通气系统:用于提供适宜的气体含量和流速,以保证反应过程中氧气充足。
4.控制系统:用于监测和控制反应过程中各项参数,如温度、pH值、搅拌速度等。
五、发酵控制发酵控制是指对发酵过程中各项参数进行监测和控制的过程。
发酵控制可以通过以下几个方面来进行:1.温度控制:保持适宜的温度,以保证微生物菌株处于最佳状态。
2.pH值控制:保持适宜的pH值,以维持反应环境的稳定。
3.气体含量控制:保持适宜的气体含量和流速,以保证反应过程中氧气充足。
4.搅拌速度控制:调节搅拌速度,以加速反应速率。
5.在线监测:通过在线监测各项参数,及时调整反应条件,以提高产物质量和产量。
生物饲料发酵技术生物饲料发酵技术是一种利用发酵技术将植物蛋白转换成蛋白质饲料的现代技术。
发酵技术的实施使得蛋白质的利用率有了很大的提高,并且可以有效地减少植物原料的消耗。
生物饲料发酵技术已经成为饲料加工领域中重要的发展方向。
首先,正确选择发酵剂对生物饲料发酵技术具有重要作用。
发酵剂的选择要根据发酵材料的成分、类型和性质等因素来确定,以及发酵所需的条件和发酵效率的要求。
通常,脂肪酶、碳水化合物酶和淀粉酶都可以发挥优异的发酵效果。
其次,选择发酵条件是利用发酵技术有效发酵生物饲料的关键。
在实施发酵技术时,应根据发酵材料的成分、类型和性质等因素,以及发酵所需的条件和发酵效率的要求,来选择发酵条件。
注意不同类型的发酵材料需要改变发酵条件,以满足不同的发酵效果。
此外,在实施生物饲料发酵技术时,有效的管理也很重要。
首先,必须保证饲料发酵过程中的温度、压力、湿度和pH值等指标在一定范围内,并应定期检查,以确保良好的发酵条件;其次,必须使用质量可靠的发酵剂,以确保发酵效果;最后,必须对发酵过程进行全面的管理和监控,以确保发酵效果的质量。
由此可见,生物饲料发酵技术不仅可以有效节约原料,而且也可以提高蛋白质的利用率,为饲料加工、畜牧养殖提供了可靠的技术支持。
因此,我们应该充分发挥生物饲料发酵技术的优势,以提高养殖业的生产效率,减少养殖成本,并且为畜牧业可持续发展做出贡献。
综上所述,生物饲料发酵技术是一项具有巨大潜力和前景的技术,可以有效地减少原料成本,提高蛋白质的利用率,为养殖业提供了可靠的技术支持。
然而,要想实现良好的发酵效果,仍需要对饲料发酵过程中的温度、压力、湿度和pH值等参数进行精确控制,并采取有效的管理措施。
未来,生物饲料发酵技术将会在饲料加工、畜牧养殖中发挥更大的作用。
生物发酵技术生物发酵技术是一种利用微生物进行代谢反应的技术,是一种古老而又现代的生产工艺。
生物发酵技术广泛应用于医药、食品、饮料、化妆品、农畜产品等相关领域。
本文将为您介绍生物发酵技术的基本概念、发展历程、应用及其前景。
一、生物发酵技术的基本概念生物发酵技术是指利用微生物对物质进行代谢反应,从而合成、分解或改变物质结构以产生所需的产物的一种生产工艺。
其中微生物是产生特定产物的关键因素,发酵条件也是影响发酵效果的重要因素。
二、生物发酵技术的发展历程生物发酵技术有着悠久的历史,早在古代中国就有汉代张骞出使西域后,带回了酒曲,促进了酒的生产,并形成了中国传统的酿造工艺。
随着科学技术的发展,微生物学和生物化学逐渐成为发酵技术研究的重要学科。
20世纪以来,随着生物技术和分子生物学的发展,生物发酵技术得到了迅速发展和广泛应用。
三、生物发酵技术的应用领域生物发酵技术已广泛应用于医药、食品、饮料、化妆品、农畜产品等多个领域,下面我们就逐一介绍:1、医药领域:生物发酵技术在制药工业中扮演着重要的角色,如抗生素、维生素、免疫调节剂等都是通过生物发酵技术生产的。
利用生物发酵技术可以实现高效、大规模生产,从而提高了产品的质量和产量。
2、食品饮料领域:利用微生物代谢产生的物质进行食品和饮料的生产是生物发酵技术广泛应用的一种方式。
发酵产品有酸奶、豆腐、酱油、啤酒等,这些产品不仅味道独特,而且具有很高的营养价值,是人们生活中不可或缺的食品。
3、化妆品领域:生物发酵技术可以处理多种原料,生产多种化妆品产品,如发酵精华、发酵面膜、发酵化妆品等,这些产品都具有保湿、美白、抗皱、抗氧化等功效,能够满足人们对美容保健的需求。
4、农畜产品领域:生物发酵技术可以利用微生物代谢产生的物质进行种植和养殖的生产。
例如,生物有机肥料和微生物饲料等可以提高农畜产品的产量和品质,从而提高农民和畜牧场主的收益。
四、生物发酵技术的前景随着人们对健康、环保的关注度不断提高,生物发酵技术将会得到更广泛的应用。
《现代生物技术概论》课程论文论文题目:现代生物技术——发酵技术学生姓名:贺猛学生学号:专业班级:粉体材料科学与工程1202班学院名称:粉末冶金研究院2014年4月20日现代生物技术——发酵技术摘要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。
关键词:发酵技术;发酵方法;份额;生活应用;发展前景;目录一、绪论 (1)二、发酵方法的说明…………………………………………………………(一)发酵技术的基本介绍……………………………………………………(二)操作对象和操作者……………………………………………………(三)发酵技术的发展……………………………………………………三、发酵的过程……………………………………………………………………四、发酵技术与社会……………………………………………………………(一)发酵在生活中应用……………………………………………………(二)发酵技术的发展前景……………………………………………………五、总结…………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………一、绪论(一)论文研究背景目的发酵技术在我们生活中的应用越来越多,对于发酵产品,我们的态度应该是什么样子的。
我们对于这种对我们的生活有着很大的影响的技术应该有怎样的认识呢?对于现在食品安全的问题越发成为问题的现在,我们是不是应该去更加清楚的认识和了解这种技术以及这种技术以后的发展。
(二)发酵技术现状问题说明琳琅满目的商品已经让我们眼花缭乱,对于发酵产品的安全问题,我们每一个人都是十分重视的。
新西兰最大乳品公司肉毒杆菌事件发酵。
初步确定有4家中国境内进口商,进口了可能受到肉毒杆菌污染的新西兰恒天然集团产品。
这4家企业分别是分别为:杭州娃哈哈保健食品有限公司和杭州娃哈哈进出口有限公司,进口浓缩乳清蛋白14.475吨;上海市糖业烟酒(集团)有限公司,进口浓缩乳清蛋白4.800吨;多美滋婴幼儿食品有限公司,进口原料乳粉208.550吨。
重多的问题已经慢慢地让我们必须对这种技术有相对清楚的了解。
(三)研究方法首先先查明所需要的一些资料,查阅相关的书籍、查阅相关的网站、咨询相关的老师等。
然后将这些所得的数据和内容经过分析,得出结论,通过对比和删减,并且以相对比较清楚的方法将结论表现出来。
二、发酵方法的说明(一)发酵技术的基本介绍(1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”,词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。
(2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品,其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。
为实现工业化生产,就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题,因此,就有了“发酵工程”。
(3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。
发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段,这三个阶段都有各自的工程学问题,一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。
(4)微生物是发酵工程的灵魂。
近年来,对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化,发酵工程正在走近科学。
(二)发酵技术的主要应用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。
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。
(三)发酵技术的发展但由于液体发酵所得产物的有效成分与固体发酵相比较少,且固体发酵技术发展已久,应用广泛。
在古代中国就已经被应用在制曲酿酒、腌制食品、肥料堆积等方面。
受科技发展的限制,在过去的很长一段时间内,固体发酵技术都停留在一个比较原始落后的状态,甚至在现代的工业生产上仍然在沿用这样的发酵技术[23]。
不过在最近十年间,关于固体发酵技术的研究和应用得到了迅速发展。
固体发酵的优点有:1. 培养基单纯,例如谷物类、小麦麸等农产品等均可被使用,发酵原料成本较经济。
2.基质前处理较液体发酵少,例如简单加水使基质潮湿等。
3.能产生特殊产物,如红麴产生的红色色素是液体发酵的十倍,又Aspergillus在固体发酵所产生的glucosidase较液体发酵产生的酵素更具耐热性。
4.固体发酵使用相当高的培养基,且能用较小的反应器进行发酵,单位体积的产量较液体为高。
5.下游的回收纯化过程及废弃物处理通常较简化或单纯,常是整个基质都被使用,如做为饲料添加物则不需要回收及纯化,无废弃物的问题。
6.固体发酵使食品产生特殊风味,并提高营养价值,如天培可作为肉类的代用品,其氨基酸及脂肪酸易被人体消化吸收。
药用真菌新型(双向性)固体发酵工程(以下简称“双向发酵”)其原理为选定特定的发酵菌种,用特定的中药材作为药性基质,再用农副产品作为营养基质(合称全性基质),双方共构成一个发酵组合,在特定条件下进行双向发酵,发酵产品成为药性菌质,它是生物技术的一个新起点。
它可以改变原药的性能、增强药效及扩大适应症。
发酵后的产物比进行发酵的两种物质单独使用的药效大,即“1+1>2”。
目前只有“双向发酵工程”最能有效的被用来开发药渣,以产生各种有用的药性菌质,它作为一种新资源可继续研发成新药或保健品等。
庄毅教授于上世纪80年代研究以药用真菌“槐耳”Trametes robiniophila为发酵菌种,在以农副产品为营养基质上进行固体发酵,其药用菌质称”槐耳菌质”。
试验表明该菌质成分有较好的机体免疫促进作用,并有较好的抗癌效果,槐耳菌质及其制剂均已被批准为国家中药一类新药,后继试验又证实它能抑制鸭血清DHBV-DNA水平,但停药二周后有反跳,保肝效果不显著,临床试验对HBeAg阳性患者的转阴率达33%。
随后又根据真菌使药材发酵会引起其组织成分变化,导致性味功能改变的原理,在发酵基质中掺用一定量经特选的中药材作为药性基质,在一定条件下发酵后,获得称为“槐芪菌质”的药性菌质,其有关各项免疫指标明显优于前者,并有良好的保肝效果,抗鸭肝炎病毒试验证实它能非常显著地降低DHBV感染鸭血清DHBV-DNA的水平,停药后无反跳也无毒性,临床试验表明HBeAg患者转阴率可达49%。
从而提出了药用真菌新型(双向性)固体发酵工程的理论与方法。
三、发酵的过程沿革发酵一词最早来自拉丁语“fervere”,意即“冒泡”,指的是酿酒时的冒泡(产生二氧化碳)现象。
1857年法国化学家L.巴斯德证实酒精(乙醇)是由活的酵母引起发酵生成的,以后一些利用微生物对糖类等物质转化的工业即不断出现(见生物化工产品)。
这使原始的发酵定义(仅限于通过微生物或其酶的作用,将有机化合物进行嫌气代谢的过程,产物的分子结构要比原料更为简单,如糖发酵形成乙醇或乳酸等)有了新的发展,它包括任何在人工控制下通过微生物作用生产特定产物的过程。
因此好气代谢过程的产品如某些抗生素、有机酸、维生素等也都属于发酵产品。
目前,发酵过程的产品已不下百种,有的产品如乙醇、丙酮-丁醇、柠檬酸等也同时是农林化工产品。
但有的产品,如大多数的抗生素和某些维生素因其结构复杂,从技术及经济角度讲,化学合成方法进行工业生产是不合算的,只能用发酵方法来生产。
因此,发酵过程在各国工业生产中,特别是化学、轻工、医药、食品工业都占有一定的地位。
酶反应过程近年来亦有一定的发展,但酶的来源主要是微生物,还是要通过发酵的手段才能获得。
至于动植物细胞大量培养技术也是在发酵技术基础上发展起来的。
由上可见,发酵过程是生物反应过程的一个基本过程。
过程分类按发酵产品分为四个主要类型:①以获得微生物细胞为产品的过程;②以获得微生物酶为产品的过程;③以获得微生物代谢产物的过程,代谢产物包括分解代谢产物和合成代谢产物,分解代谢产物是指菌体利用基质,如淀粉或葡萄糖,分解成小分子物质的过程,而合成代谢产物又可分为初级代谢产物和次级代谢产物,其中初级代谢产物是指与微生物生长、繁殖有关的一类产物,而次级代谢产物是以初级代谢物为母体衍生而得的,结构类型多样、复杂;④以微生物进行生物转化的过程,即利用微生物细胞内专一性酶将一种化合物转化为结构上与之相关的另一种产物的过程。
四、发酵技术与社会(一)发酵在生活中应用发酵原理在新鲜牛奶中接种乳酸菌(一种对有益的细菌),乳酸菌利用牛奶为底物进行厌氧发酵(主要发酵产物是乳酸),经过乳酸发酵的酸牛奶中的一些营养物质比新鲜牛奶更容易被人体吸收说简单点就是乳酸菌以牛奶为底物进行厌氧发酵生成乳酸啤酒的生产,药物,发酵主要是一些大型的工业发酵,比较典型的比如啤酒、白酒、黄酒、柠檬酸、青霉素等等,我们要学习发酵原理,菌种培养,仪器维护,仪器原理,仪器设计、发酵控制、还包括工厂建筑设计相关等等。