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发酵工程，分享了传统发酵技术的应用、微生物的培养技术及应用、发酵工程及其应用的知识。

发酵工程

• 传统发酵技术的应用
  • 发酵和传统技术的应用
    • 发酵：指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需要的产物的过程。
    • 传统发酵技术
      • 概念：直接利用原材料中的天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
      • 特点：以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式。
      • 应用：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等的制作。
    • 腐乳的制作
      • 豆腐发酵：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。
      • 参与豆腐发酵的微生物：酵母、曲霉和毛酶等，其中其主要作用的是毛酶。
  • 传统发酵所用到的微生物
    • 乳酸菌
      • 厌氧细菌。存在于空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
      • 发酵原理：在无氧情况下，乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸，用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。C6H12O6+酶＞2C3H3O3（乳酸）+能量。
    • 酵母菌
      • 单细胞细菌。以多种糖类作为营养物质和能量的来源，存在于含糖量较高的水果、蔬菜表面。是兼性厌氧微生物。
      • 发酵原理：在无氧条件下，进行酒精发酵，用于酿酒、制作馒头和面包等。酿酒酵母的最适宜温度是28℃。C6H12O6+酶＞2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量。
    • 醋酸菌
      • 好氧细菌。
      • 发酵原理：①当O2、糖源都充足时将糖分解成乙酸，C6H12O6+2O2+酶＞2CH3COOH（乙酸）+2H2O+2CO2+能量；②当缺少糖源是将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，C2H5OH+O2+酶＞CH3COOH（乙酸）+H2O+能量。
• 微生物的培养技术及应用
  • 培养基的配制
    • 培养基：按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质——培养基，用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
    • 类型
      • 物理性质
        • 液体培养基：不加凝固剂，常用于工业生产。
        • 固体培养基：加凝固剂，用于微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种。
      • 功能
        • 选择培养基：培养基中加入特定成分，允许特定种类的微生物生长，同时抑制或制止其他种类微生物生长，用于培养、分离出特定微生物。
        • 鉴别培养基：根据微生物代谢特点，再培养基中加入某种指示剂或化学药品，用于鉴别不同种类的微生物。
    • 营养构成
      • ①各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐等营养物质。
      • ②不同的培养基还要满足不同微生物生长对PH、特殊营养物质以及O2的需求。
  • 无菌技术
    • 消毒：用较温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
      • 常用方法：煮沸消毒、巴氏消毒、化学药物消毒、紫外线消毒等。
    • 灭菌：用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。
      • 常用方法：湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌等。
  • 微生物的纯培养
    • 培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体。
    • 纯培养：有单一个体繁殖所获得的微生物群体为纯培养物，而获得纯培养物的过程为纯培养。
    • 步骤：配置培养基、灭菌、接种、分离和培养等。
  • 微生物的选择培养和计数
    • 微生物的选择培养
      • 用稀释涂布平板法将菌液涂布到选择培养基上培养。
    • 微生物的数量测定
      • 稀释涂布平板法
        • 为了保证结果准确，一般选择菌落数在30——300的平板进行计数。
        • 缺点：统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
        • 每克样品中的菌落数=（C/V)*M，其中C代表某一个稀释液的体积（mL),M代表稀释倍数。
      • 显微镜直接计数法
        • 利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。
        • 缺点：不能区分死菌与活菌，统计结果一般是活菌数和死菌数的总和。
• 发酵工程及其应用
  • 发酵工程的基本环节：选育菌种→扩大培养→配制培养基→灭菌→接种→发酵（中心环节）→产物分离、提纯→获得产品
  • 发酵工程的应用
    • 在食品工业上的应用
      • 生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类、腐乳等。
      • 生产各种各样的食品添加剂。如用黑曲霉发酵制得的柠檬酸；用谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸。
      • 生产酶制剂，如：果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶等。
    • 在医药工业上的应用
      • 青霉素等抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等。
    • 在农牧业上的应用
      • 生产微生物肥料，如：根瘤菌肥、固氮菌肥等。
      • 生产微生物农药。如：用苏云金杆菌防治农林虫害；用白僵菌防治玉米螟、松毛虫等；用放线菌产生的抗生素——井冈霉素防治水稻枯纹病。
      • 生产微生物饲料。如：用酵母菌等生产食品添加剂——单细胞蛋白；青贮饲料中添加乳酸菌。