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發酵與發酵工程的定義及內容

作者:威尼斯赌博 時間:2019-04-13 01:20
一、發酵與發酵工程的定義 發酵(fermentation)的英文術語最初來自拉丁語fervere(發泡、沸涌)這個單詞aaa。它是指酵母菌作用於果汁或發芽穀物aaa,產生二氧化碳的現象aaa。被稱爲微生物學之父的法 信息摘要:

一、發酵與發酵工程的定義

發酵(fermentation)的英文術語最初來自拉丁語“fervere”(發泡、沸涌)這個單詞aaa。它是指酵母菌作用於果汁或發芽穀物aaaa,產生二氧化碳的現象aaaaa。被稱爲微生物學之父的法國科學家巴斯德(Louis pasteur)第一個探討了酵母菌酒精發酵的生理意義aaaa,將發酵現象與微生物生命活動聯繫起來考慮aaaaa,並指出發酵是酵母菌在無氧狀態下的呼吸過程aaa,即無氧呼吸aaaaa,是生物獲得能量的一種方式aaaaa。也就是說aaa,發酵是在厭氧條件下aaa,原料經過酵母等生物細胞的作用aaaa,菌體獲得能量aaaaa,同時將原料分解爲酒精和CO2的過程aaaa。從目前來看aaaaa,巴斯德的觀念還是正確的aaaa,但也不是很全面aaaa,因爲發酵對於不同的對象具有不同的意義aaaa。

對生物化學家來說aaaaa,發酵是微生物在無氧時的代謝過程aaa。而對工業微生物學家來說aaaa,發酵是指藉助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動aaaa,來製備微生物菌體本身或代謝產物的過程aaaa。

如今aaaa,人們把利用生物細胞(指微生物細胞、動物細胞、植物細胞、微藻)在有氧或無氧條件下的生命活動來大量生產或積累生物細胞、酶類和代謝產物的過程統稱爲發酵aaaaa。

發酵工程是指利用生物細胞的特定性狀aaa,通過現代工程技術手段aaaa,在反應器中生產各種特定有用物質aaa,或者把生物細胞直接用於工業化生產的一種工程技術系統aaaa。發酵工程涉及微生物學、生物化學、化學工程技術、機械工程、計算機工程等基本原理和技術aaa,並將它們有機地結合在一起aaa,利用生物細胞進行規模化生產aaa。發酵工程是生物加工與生物製造實現產業化的核心技術aaa。

發酵工程技術主要包括提供優質生產菌種的菌種技術、實現產品大規模生產的發酵技術和獲得合格產品的分離純化技術aaaaa。發酵工程主要內容包括:發酵原料的選擇及預處理aaaa,微生物菌種的選育及擴大培養aaaa,發酵設備選擇及工藝條件控制aaa,發酵產物的分離提取aaa,廢棄物的回收和利用等aaa。

發酵與發酵工程的定義及內容

二、發酵工程的內容、發酵方式和特點

發酵工程是生物反應過程aaaa,其本質是以生物細胞爲催化劑的化學反應工程aaaa。但長期以來aaaaa,發酵工程仍然是微生物工程的代名詞aaaaa。因此aaaaa,發酵工程的內容和特點也就是微生物工程的內容和特點aaaaa。

1.發酵工程的內容

發酵工程主要包括菌種的選育和培養aaaaa,發酵條件的優化aaaa,發酵反應器的設計和自動控制aaaaa,產品的分離純化和精製等aaaaa。發酵工程涉及食品工業、化工、醫藥、冶金、能源開發、污水處理等領域aaa。發酵工程的產品可大致分爲以下幾大類:

(1)傳統發酵產品

①發酵食品:麪包、饅頭、包子、發麪餅、火腿、發酵香腸、豆腐乳、泡菜、鹹菜等aaa;②酒類:葡萄酒、啤酒、果酒、黃酒、青酒、白酒、白蘭地等aaaa;③發酵調味品:醬、醬油、豆豉、食醋、酵母自溶物等aaaaa;④發酵乳製品:馬奶酒、乾酪、酸奶等aaaa。

(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aaaa;

②活性益生菌類:活性乳酸菌、雙歧桿菌、食用和藥用酵母菌等aaa;③大型真菌:食用菌和藥用真菌aaaa;④微生物殺蟲劑:蘇雲金芽孢桿菌、蟲黴菌、白僵菌等aaa;⑤生物增產劑:固氨菌、鉀細菌、磷細菌等aaaaa。

(3)微生物酶類

包括各種酶類、酶製劑和各種曲類的生產aaaaa。目前aaa,由微生物生產的工業用酶製劑主要有糖化酶、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aaaaa。

發酵與發酵工程的定義及內容

(4)微生物代謝產物

①初級代謝產物:氨基酸、有機酸、有機溶劑、核苷酸、蛋白質、核酸和維生素等aaaa;②次級代謝產物:抗生素、生物鹼和植物激素等aaa。

(5)微生物的轉化產物

微生物的產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產物的生物化學反應aaaaa。這種轉化一般是通過脫氫、氧化、羥基化、脫水、縮合、脫羧、氨基化、脫氨、異構化等的酶促反應aaa。例如aaaaa,利用微生物轉化技術將甘油轉化爲二羥基丙酮aaaa,將葡萄糖轉化爲葡萄糖酸aaa,將山梨醇轉化爲L山梨糖等aaaaa;利用微生物細胞將甾體、薯皁甙轉化成副腎上腺皮質激素、氫化可的鬆等aaaaa。

(6)工程菌發酵產物

生物工程菌的發酵aaa,是指對利用生物技術方法所獲得的“工程菌”以及細胞融合等技術獲得的“雜交細胞”等進行培養aaaa。這是一種新型發酵aaaa,其產物多種多樣aaa,如用基因工程菌生產的胰島素、生長激素、干擾素、疫苗、血纖維蛋白溶解劑、紅細胞生成素等aaa,用雜交細胞生產的用於診斷和治療的各種單克隆抗體等aaa。

(7)動物、植物細胞大規模培養的產物如利用木瓜細胞大規模培養生產木瓜蛋白酶aaaaa,利用紫草單細胞培養技術生產天然食用色素等aaaa。

 

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