生物-发酵工程及其应用

生物选修3发酵工程及其应用，包含发酵罐的示意图、 发酵过程的监控、 严格控制发酵条件的原因、食品工业、 医药工业、 农牧业等内容。

发酵工程及其应用

• 一、发酵工程的基本环节
  • 发酵罐的示意图
    • 啤酒的工业化生产流程
      • 发芽 焙烤 碾磨 糖化 蒸煮 发酵 消毒 终止
        • 焙烤：加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活 发酵：酵母菌将糖转化为酒精和CO2 消毒：主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒
      • 常见问题
        • （1）酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？ “通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖； “密封”的目的是使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。 （2）啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？ 酒精在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸。
  • 发酵过程的监控
  • 严格控制发酵条件的原因
  • 总结
• 二、发酵过程的应用
  • 食品工业
    • 生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类等
      • 实例1：生产酱油
        • 大豆 黑曲霉 蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸 淋洗、调制 酱油
      • 实例2：酿酒
        • 谷类或水果 酿酒酵母 酒类
    • 生产各种各样的食品添加剂
    • 生产酶制剂
  • 医药工业
    • 发酵工程生产的药物
      • 抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂
    • 基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合
  • 农牧业
    • 生产微生物肥料
      • 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、增强植物抗病性和抗逆性
      • 常见微生物肥料
        • 根瘤菌肥、固氮菌肥
    • 生产微生物农药
      • 利用微生物或其代谢物来防治病虫害
      • 常见微生物农药
    • 生产微生物饲料
      • 单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业废料等为原料，通过发酵获得的大量微生物菌体。通过过滤、沉淀等方法获得
      • 青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
  • 其他方面的应用
    • 解决资源短缺和环境污染问题
      • 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质
    • 对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温环境）的利用
      • 利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂