发酵工程及其应用[高中生物] 1.掌握发酵工程的基本环节。
2.理解发酵工程在食品工业、医药工业及其他工农业生产上有重要的应用价值。
1．发酵工程的基本环节2．发酵罐3．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品a．以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌生产酱油。
b．以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。
②生产各种各样的食品添加剂食品添加剂可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。
a．柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得。
b．由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。
③生产酶制剂常用酶制剂有α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。
目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等方面。
(2)在医药工业上的应用①发酵工程可以生产抗生素、氨基酸、激素和免疫调节剂等。
②基因工程、蛋白质工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
③应用实例a．生长激素释放抑制激素最初从羊脑中提取，远远不能满足需要，利用经过基因改造的微生物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。
b．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。
c．未来甚至还可能利用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。
(3)在农牧业上的应用①生产微生物肥料a．作用：利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。
有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。
b．类型：常见的有根瘤菌肥和固氮菌肥等。
②生产微生物农药a．原理：微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害。
b．实例：苏云金杆菌可用来防治80多种农林虫害，利用白僵菌可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病。
生物发酵技术
生物发酵技术：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生物发酵技术的应用。
随着科学技术的进步，生物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的工程技术。
微生物工程与发酵工程微生物工程与发酵工程是现代生物技术领域中的重要分支，通过对微生物及其代谢产物的研究与应用，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。
本文将从微生物工程和发酵工程的基本概念、应用领域、发展历程以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、微生物工程的基本概念微生物工程是一门综合性的学科，它以微生物为研究对象，通过对微生物的生理特性、代谢途径以及遗传信息进行研究，运用工程技术手段来改良微生物的性质或开发利用微生物，以满足人类社会对于产品、能源、环境等方面的需求。
微生物工程广泛应用于医药、食品、农业、能源等领域，其中最具代表性的就是微生物的工业发酵。
微生物工程通过对微生物的培养、菌种筛选、代谢工程等方式，实现了大规模的微生物生产，如生物药物、生物肥料、酿造工艺中的酒精、乳酸、醋酸等。
此外，微生物工程还可以应用于环境修复、废弃物处理、能源生产等领域。
二、发酵工程的基本概念发酵工程是微生物工程领域中一个重要的分支，它以微生物的代谢过程为基础，运用工程技术手段进行发酵过程的优化、控制和扩大规模生产，以提高产品的产量和质量。
发酵工程广泛应用于食品、医药、化学等领域。
在食品行业中，发酵工程被用于酿造传统的食品和调味品，如酱油、酱菜、味精等。
在医药行业中，通过发酵工程可以生产多种生物药物，如抗生素、乙肝疫苗等。
在化学行业中，发酵工程被用于生产有机酸和有机溶剂，如乳酸、醋酸、甘油等。
三、微生物工程与发酵工程的发展历程微生物工程与发酵工程的发展历程与人类社会对于资源利用和生产方式的需求密切相关。
随着工业革命的爆发，人类对于能源和化工产品的需求日益增长，推动了微生物工程与发酵工程的发展。
19世纪末，发酵工艺的研究进入了现代化阶段，由此标志着微生物工程与发酵工程的发展有了较大的突破。
20世纪初，发酵工程开始应用于工业生产，如酒精、醋酸等的大规模生产。
在此后的几十年间，发酵工程经历了从衰退到复兴的过程，由于人造合成有机化合物的发展和应用，导致了对于发酵工艺的冷落。
