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發酵與發酵工程的定義及內容

作者:鎮田機械 时间:2019-04-13 01:20
一、發酵与發酵工程的定义 發酵(fermentation)的英文术语最初来自拉丁语fervere(发泡、沸涌)这个单词。它是指酵母菌作用于果汁或发芽谷物,产生二氧化碳的现象。被称为微生物学之父的法 信息摘要:

一、發酵与發酵工程的定义

發酵(fermentation)的英文术语最初来自拉丁语“fervere”(发泡、沸涌)这个单词。它是指酵母菌作用于果汁或发芽谷物,产生二氧化碳的现象。被称为微生物学之父的法国科学家巴斯德(Louis pasteur)第一个探讨了酵母菌酒精發酵的生理意义,将發酵现象与微生物生命活动联系起来考虑,并指出發酵是酵母菌在无氧状态下的呼吸过程,即无氧呼吸,是生物获得能量的一种方式。也就是说,發酵是在厌氧条件下,原料经过酵母等生物细胞的作用,菌体获得能量,同时将原料分解为酒精和CO2的过程。从目前来看,巴斯德的观念还是正确的,但也不是很全面,因为發酵对于不同的对象具有不同的意义。

对生物化学家来说,發酵是微生物在无氧时的代谢过程。而对工业微生物学家来说,發酵是指借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体本身或代谢产物的过程。

如今,人们把利用生物细胞(指微生物细胞、动物细胞、植物细胞、微藻)在有氧或无氧条件下的生命活动来大量一本到在线视频观看或积累生物细胞、酶类和代谢产物的过程统称为發酵。

發酵工程是指利用生物细胞的特定性状,通过现代工程技术手段,在反应器中一本到在线视频观看各种特定有用物质,或者把生物细胞直接用于工业化一本到在线视频观看的一种工程技术系统。發酵工程涉及微生物学、生物化学、化学工程技术、机械工程、计算机工程等基本原理和技术,并将它们有机地结合在一起,利用生物细胞进行规模化一本到在线视频观看。發酵工程是生物加工与生物制造实现产业化的核心技术。

發酵工程技术主要包括提供优质一本到在线视频观看菌种的菌种技术、实现一本到在线视频观看大规模一本到在线视频观看的發酵技术和获得合格一本到在线视频观看的分离纯化技术。發酵工程主要内容包括:發酵原料的选择及预处理,微生物菌种的选育及扩大培养,發酵设备选择及工艺条件控制,發酵产物的分离提取,废弃物的回收和利用等。

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二、發酵工程的内容、發酵方式和特点

發酵工程是生物反应过程,其本质是以生物细胞为催化剂的化学反应工程。但长期以来,發酵工程仍然是微生物工程的代名词。因此,發酵工程的内容和特点也就是微生物工程的内容和特点。

1.發酵工程的内容

發酵工程主要包括菌种的选育和培养,發酵条件的优化,發酵反应器的设计和自动控制,一本到在线视频观看的分离纯化和精制等。發酵工程涉及食品工业、化工、医药、冶金、能源开发、污水处理等领域。發酵工程的一本到在线视频观看可大致分为以下几大类:

(1)传统發酵一本到在线视频观看

①發酵食品:面包、馒头、包子、发面饼、火腿、發酵香肠、豆腐乳、泡菜、咸菜等;②酒类:葡萄酒、啤酒、果酒、黄酒、青酒、白酒、白兰地等;③發酵调味品:酱、酱油、豆豉、食醋、酵母自溶物等;④發酵乳制品:马奶酒、干酪、酸奶等。

(2)微生物菌體細胞

①飼料用單細胞蛋白:酵母、細菌、藻類、絲狀真菌和放線菌等;

②活性益生菌類:活性乳酸菌、雙歧杆菌、食用和藥用酵母菌等;③大型真菌:食用菌和藥用真菌;④微生物殺蟲劑:蘇雲金芽孢杆菌、蟲黴菌、白僵菌等;⑤生物增産劑:固氨菌、鉀細菌、磷細菌等。

(3)微生物酶類

包括各種酶類、酶制劑和各種曲類的生産。目前,由微生物生産的工業用酶制劑主要有糖化酶、a澱粉酶、異澱粉酶、轉化酶、異構酶、乳糖酶、纖維素酶、蛋白酶、果膠酶、脂肪酶、凝乳酶、氨基酰化酶、甘露聚糖酶、過氧化氫酶等。

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(4)微生物代謝産物

①初級代謝産物:氨基酸、有機酸、有機溶劑、核苷酸、蛋白質、核酸和維生素等;②次級代謝産物:抗生素、生物堿和植物激素等。

(5)微生物的轉化産物

微生物的産物轉化是指利用微生物代謝過程中的某一種酶或酶系將一種化合物轉化成含有特殊功能基團産物的生物化學反應。這種轉化一般是通過脫氫、氧化、羟基化、脫水、縮合、脫羧、氨基化、脫氨、異構化等的酶促反應。例如,利用微生物轉化技術將甘油轉化爲二羟基丙酮,將葡萄糖轉化爲葡萄糖酸,將山梨醇轉化爲L山梨糖等;利用微生物細胞將甾體、薯皂甙轉化成副腎上腺皮質激素、氫化可的松等。

(6)工程菌發酵产物

生物工程菌的發酵,是指对利用生物技术方法所获得的“工程菌”以及细胞融合等技术获得的“杂交细胞”等进行培养。这是一种新型發酵,其产物多种多样,如用基因工程菌一本到在线视频观看的胰岛素、生长激素、干扰素、疫苗、血纤维蛋白溶解剂、红细胞生成素等,用杂交细胞一本到在线视频观看的用于诊断和治疗的各种单克隆抗体等。

(7)動物、植物細胞大規模培養的産物如利用木瓜細胞大規模培養生産木瓜蛋白酶,利用紫草單細胞培養技術生産天然食用色素等。

 

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