生物技术与工程之发酵工程

高中生物 生物技术与工程思维导图，从传统发酵技术的应用 、发酵工程及其应用、微生物的培养技术及应用这些方面作了介绍。

生物技术与工程

• 传统发酵技术的应用
  • 传统发酵技术
    • 腐乳
      • 蛋白质被分解成小分子肽和氨基酸 毛霉为主
    • 混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
  • 制作传统发酵美食
    • 泡菜
      • 菌种：乳酸菌
        • 厌氧细菌
        • 无氧 将葡萄糖分解成乳酸
        • C6H12O6——酶——2C3H6O3（乳酸）+能量
      • 材料
      • 步骤
        • 食盐或白酒的作用
          • 调味
          • 抑制其他微生物生长
        • 盐水的质量分数
          • 质量分数5%-20%
          • 若过高，口味不好，延长泡菜成熟时间
          • 若过低，杂菌易繁殖，导致泡菜变质
        • 盐水煮沸、冷却的目的
          • 煮沸
            • 杀死微生物，除去溶解氧
          • 冷却
            • 防止温度过高杀死乳酸菌
        • 装至八成满
          • 防止发酵产生的CO2使发酵液溢出
          • 使盐水没过全部菜料
          • 方便拿取
        • 乳酸积累
          • 质量分数为0.4%-0.8%最好
    • 果酒
      • 菌种：野生酵母菌
        • 兼性厌氧
        • 无氧条件，酒精发酵
        • 最适温度：28
      • 步骤：用70%的酒精消毒
        • 用清水冲洗1-2遍，之后除去枝梗等，发酵
          • 除去表面灰尘等
      • Tips:
        • 发酵瓶中要留有1/3的空间
          • 先让酵母菌有氧呼吸大量繁殖
          • 防止发酵过程中发酵液溢出
        • 不能反复冲洗，导致酵母菌数量下降
        • 每隔12h将瓶盖拧松一次，此后再拧紧
          • 拧紧：防止杂菌污染
        • 发酵10-12d
        • 检测
          • 酸性重铬酸钾溶液，橙色变灰绿
    • 果醋
      • 菌种：醋酸菌（空气）好氧菌
      • 温度：30-35，7-8d
      • 检测
        • 观察白膜存在
        • 用ph试纸
• 发酵工程及其应用
  • 谷氨酸
    • 中性或弱碱性条件下积累谷氨酸；酸性形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
  • 啤酒
    • 主发酵：酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成
    • 后发酵：低温、密闭环境形成澄清、成熟的啤酒
• 微生物的培养技术及应用
  • 微生物基本培养技术
    • 培养基一般含有水，碳源，氮源和无机盐
    • 特别菌种
      • 乳酸菌：加维生素霉菌：培养基调至酸性
      • 培养细菌：培养基调至中性或弱碱性；厌氧性菌：无氧条件
    • 无菌技术
      • 消毒
        • 煮沸消毒：100℃5-6min
        • 巴氏消毒：62-65℃30min或80-90℃30s-1min
        • 紫外线30min：接种室、接种箱或超净工作台
      • 湿热灭菌
        • 高压蒸汽灭菌锅 压力100kpa温度121℃15-30min
      • 干热灭菌
        • 160-170℃热空气2-3h；耐高温且保持干燥的物品（玻璃、金属等）
      • 灼烧灭菌：涂布器、接种环或其他金属用具
  • 酵母菌纯培养
    • 过程：制备培养基→灭菌→倒平板→接种、分离→培养
    • 倒平板
      • 冷却至50℃再倒
      • 冷却后平板倒置
        • 防止培养基表面水分的挥发
        • 防止皿盖上的水珠落入培养基污染
    • 平板化线
      • 每次划完线都要灭菌，只蘸一次菌液，首尾不能相连
  • 微生物的选择培养和计数
    • 培养
      • 培养分解啥的细菌就缺啥
      • 鉴定：尿素分菌+酚红→变红；大肠杆菌+伊红亚甲蓝琼脂→金属光泽深紫色
      • 纤维素分解菌+刚果红→透明圈
      • 透明圈直径/菌落直径越大分解能力越强
    • 计数
      • 显微镜直接计数
        • 细菌计数板或血细胞计数板
        • 偏多：活菌数和死菌数的总和
      • 稀释涂布平板法
        • 数量在30-300之间
        • 偏少：当两个或多个细胞连在一起平板观察到一个菌落
        • 至少取3个平板重复计数取平均值