微生物发酵及其应用蚌埠一中生物资源网生物资源首

微生物发酵及其应用为什么要利用微生物？抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死。2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将营养物质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖。3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些物质，包括氨基酸、核苷酸等。为什么要利用微生物？微生物繁殖非常迅速微生物培养易于控制微生物本身也容易改造什么是发酵？利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵工业经历了哪几个阶段？原始发展阶段（发酵技术原始，顶多是家庭小制作，技术进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理

。）传统发酵工业阶段（人们才开始了解发酵现象的本质，采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大。）现代发酵工业阶段（生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、新设备的应用达到前所未有的程度。

）生物技术产业阶段（利用构建的基因工程菌生产

）什么是发酵工程？采用现代化工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程发酵工程发酵工程我国工业生产味精使用的菌种主要是经过诱变育种得到的营养缺陷型的北京谷氨酸棒状杆菌

发酵工程啤酒制造工艺流程发酵工程啤酒制造工艺流程微生物的应用酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此，果酒和啤酒营养价值较高。

微生物的应用醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。

微生物的应用酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。

微生物的应用酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。微生物的应用酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不适应症者的优良食品。

微生物的应用醪糟：又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。

微生物的应用面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易于吸收。微生物的应用馒头：以前做馒头的面粉是经自然发酵后蒸制的，如果连续使用面肥发酵，经几代发酵，微生物会因生长优势而单一化。发酵的菌种一般多为乳酸菌。因为发酵产酸，在蒸制前要用碱中和酸，制得的馒头才松软适口、带有特殊香味。现在，大批量生产是采用干酵母发酵，所以不产酸，不需要再用碱中和即可蒸制。微生物的应用泡菜：请参看《生物技术实践》的专题1的课题3（乳酸菌）腐乳：请参看《生物技术实践》的专题1的课题2（毛霉、青霉、酵母、曲霉等）酸菜：与泡菜类似。微生物废的应用糖果、饼唇干、果冻份等添加了红曲色毅素，以调节疏色泽；果汁、推饼干、犯面包、算点心、近方便面剃等添加蛛了黄原胶，起悬浮船、稳定、窃增稠、改庆善口感、布防止粘牙妈、延长储盆存期等作旺用；各类罐头党，包括蔬矛菜、水果厕、蘑菇、抹鱼类、肉交类、蛋类编罐头，香辩肠，包装皂奶等添加雾了乳链杆菌勾肽，以保鲜兵、防腐，仪保存营养陆和改善口域感等；各种果汁撇、啤酒和磨饮料中均甘需使用柠檬酸员或乳酸作为酸秒味剂调遗节口味芒、口感羽；饭店、食港堂和家庭牌制作的菜应肴中常加味精或肌味苷，以增草加鲜味致。可以说市劫场上出售沫的各类食讯品均加有侵各种食品扒添加剂，谋其中约70%更～80护%的食衫品添加垮剂是用沸发酵法，或发味酵产生爪的酶，艰加工生塘产的。微生物役的应用制药业：警抗生素、遗氨基酸、狼维生素的胶生产厂家栋；食品业：俗醋、酱油茧、酱、酒添等的生产过厂家；轻工业统：柠檬倡酸、乳例酸、味幅精、肌钩苷酸、陡干酵母左、色素霉、黄原壁胶、甘属油等的烫生产厂炮家；化工业辉：酒精懒、丙酮屈、丁醇诵、衣康贯酸、丙率烯酰胺叛和聚丙全烯酰胺烫等的生膛产厂家五；饲料业：诱饲料添加车剂的生产常厂家；农药业：絮农用抗生胀素、微生寻物肥料、各微生物农驴药等的生庭产厂家。酒类：如果酒鲁（葡萄酒王等）、米倘酒、白酒爱等；有机溶剂：如乙醇朵、丙酮、霜丁醇、甘重油；有机酸：如醋陷酸、乳物酸、葡先萄糖酸菊、柠檬遥酸、酒哑石酸、本衣康酸休、长链编二元酸稀（以十篮三到十节八碳的虽直链烷唇烃为原溉料的发慢酵产品壮）；氨基酸：如谷氨详酸（单谷令氨酸钠又菌称味精）父、赖氨酸着、亮氨酸洒、异亮氨胜酸、缬氨糟酸、精氨乳酸、丝氨特酸、丙氨陆酸、酪氨撞酸、苏氨见酸、色氨膊酸、苯丙历氨酸、脯段氨酸等；核苷酸及粮其类似物：如鸟嘌慰呤核苷酸允（5’-践GMP）鸡、肌苷酸菜（5’-姿IMP）棍、腺嘌呤杠核苷酸（蜜5’-A胜MP）、请黄嘌呤核块苷酸（5抱’-XM张P）等；抗生素：包括养疾病治谱疗的药怠用抗生健素，农懒业和畜德牧业用东于防病粮抗病的惊抗生素搂，如青轿霉素、何头孢霉慢素、链区霉素、贫四环素浇、土霉木素、红持霉素、似稻瘟素末、井岗齐霉素、奋春日霉文素等等彻；多糖：如黄原易胶、普鲁竭兰等；酶：如碱性砍蛋白酶（腰洗涤剂）纹、中性蛋义白酶（洗右涤剂等）咽、脂肪酶贷（洗涤剂座）、α-牧淀粉酶（歪淀粉水解扑）、葡萄犬糖淀粉酶泰（葡萄糖经生产）、粉葡萄糖异代构酶（高京果糖糖浆哥生产）、沉纤维素酶弄（纤维素竖水解、纺蔑织品加工傲）、果胶怠酶（食品险、水果加赶工等）、朴凝乳酶（舅奶酪制造嚼）、青霉锁素酰化酶耻（青霉素戚母核生产抖）、天冬肠氨酸酶（附L天冬成氨酸制造昂）、延胡马索酸酶（苗L苹果类酸制造）艺、葡萄糖幕氧化酶（灵检验葡萄连糖）、乳何酸脱氢酶辣（临床检租验）、链踩激酶（治绒疗血栓）城等等，目伤前世界上臂有100路多种酶用缺微生物发义酵生产，攀应用于不器同领域。发酵培养泛基的配制微生物苗的营养艳物质有潮六大类革要素，著即水、汤碳源、材氮源、表无机盐仅、生长岔因子和扶能源。生长因秘子：某腿些微生凶物本身刻不能从改普通的余碳源、栽氮源合家成，需抢要额外具少量加巾入才能著满足需洋要的有付机物质倦，包括律氨基酸催、维生女素、嘌蓄呤、嘧碑啶及其膝衍生物种，有时印也包括抄一些脂宅肪酸及重其他膜顷成分发酵培斜养基的姓配制原越则①营养宗物质应满阶足微生物文的需要。遗不同营养滋类型的微且生物对营飘养的需求迟差异很大兼，应根据添菌种对各缠营养要素义的不同要研求进行配右制。②营叙养物的耍浓度及舍配比应茶恰当。转营养物刚浓度太转低，不少能满足焦微生物愿生长的扣需要；糕浓度太迹高，又宿会抑制第微生物仪生长。③物理、饰化学条件晓适宜。（炒pH、水托活度、渗床透压）④在设计掉培养基时谊，必须考拥虑是要培激养菌体，长还是要积附累菌体代吩谢产物；蚀是实验室跪培养，还仿是大规模脊发酵等问效题。练习利用酵棚母菌发伴酵生产愿酒精时就，投放格的最适裂原料和禾产生酒齿精的阶催段要控呆制的必对要条件谁是（洲）A．玉河米粉和骂有氧B．大豆贩粉和有氧C．玉拜米粉和盒无氧D．大皆豆粉和单无氧C练习关于单细颜胞蛋白叙瓣述正确的敏是（升）A．是从食微生物细雾胞中提取背的蛋白质B．通过蜡发酵生产班的微生物惰菌体C．是微钢生物细胞眨分泌的抗掀生素D．单重细胞蛋照白不能冬作为食才品B单细胞肆蛋白是翅利用淀性粉或维段生素的消水解液完，制糖糖工业的秆废液，竹石化产套品等为肾原料，姓通过发机酵获得弃大量的百微生物授菌体，防所以不奋是特指怠微生物王的某种迈蛋白质旗或抗生摧素；单谨细胞蛋海白含有鞠丰富的霜蛋白质斜，如真离菌蛋白喘可作为由食品。练习谷氨酸身棒状杆庄菌的培逝养液常限采用的奔灭菌方惰法是（弃）A．高地压蒸汽荷灭菌B．高颠温灭菌C．加入瞧抗生素灭素菌D．酒精号灭菌A单细胞肿蛋白是过利用淀刃粉或维渔生素的泥水解液肌，制糖苏工业的博废液，阀石化产仗品等为阻原料，齐通过发寇酵获得颠大量的没微生物植菌体，碎所以不肢是特指筛微生物歌的某种哈蛋白质科或抗生谣素；单哀细胞蛋像白含有哑丰富的唯蛋白质劈燕，如真旺菌蛋白培可作为减食品。练习工业上利母用谷氨酸别棒状杆菌被大量积累奋谷氨酸，插应采用的方最好方法踏是（项）A．加大林菌种密度B．改绪变碳源月和氮源肿比例C．改想变菌体吉细胞膜角通透性D．加大拒葡萄糖释梯放量C谷氨酸康棒状杆板菌能够街利用C速6H1坊2O6甲，经过总复杂的袖代谢过挺程形成笛谷氨酸璃；谷氨赠酸合成劝过量，兼使合成辞途径中战断，要蔽提高谷独氨酸产完量的最酬好方法压是改变名菌体细搜胞膜的秤通透性朽，使谷阴氨酸能饥迅速排纽奉放到外件面，避润免因过社量引起队合成途睁径中断萝。练习关于灭氧菌和消度毒的不限正确的火理解是栋（雾）A．灭瞒菌是指秀杀灭环难境中的偿一切微退生物的乒细胞、协芽孢和俗孢子B．消毒凭和灭菌实煎质上是相性同的C．接挺种环用箩灼烧法氧灭菌D．常用浓灭菌的方招法有加热艳法、过滤蜜法、紫外爪线法、化造学药品法B1．灭菌柔是指采用欣强烈的理华化因素杀勾死一定环圈境中所有薯微生物的型细胞、芽吴孢和孢子昨的措施，钻是彻底杀江死。消毒草是一种采慢用较温和暗的理化因外素，杀死携物体表面队或内部一朗部分对人密体有害的眯病原菌，繁而对被消掏毒物体基率本无害的包措施，是唉部分杀灭割。2．常贤用灭菌方汪法：物理株杀菌的常裕用方法：洗高温、辐掌射、超声似波和激光载等；化学予杀菌常用小方法：表泰面消毒剂锡和化学治绒疗剂，如爹抗生素，边中草药有尝效成分。练习为研究歪微生物皱群体生悦长规律握，常将书少量的扬某种细燥菌接种屯到培养哲基中，态取样测卫定培养咱基里的梢细菌数界目，以吐时间为约横坐标滥，以细哨菌数目伙的对数狭为纵坐竟标，得播到生长露曲线图膊，对培族养基的撞要求是济（治）A．恒药定容积倘的液体醉培养基B．任意麻容积的液已体培养基C．恒哀定容积剥的半固劫体培养山基D．任允意容积肆的半固侍体培养土基A练习在啤酒生播产过程中脸，发酵是之重要环节吴。生产过懒程大致如初下：将经斤过灭菌的速麦芽汁充昆氧，接入城啤酒酵母姜菌菌种后银输人发酵击罐。初期搬，酵母菌惕迅速繁殖货，糖度下桂降，产生佩白色泡沫梅，溶解氧详逐渐耗尽痒。随后，虾酵母菌繁劝殖速度迅辅速下降，烟糖度加速蒸降解，酒净精浓度渐摧渐上升，诵泡沫不断拉增多。当算糖浓度下还降到一定棒程度后，灿结束发酵驻。最后分忆别输出有临形物质和浪鲜啤酒。谈根据上述召过程，回站答以下问匙题：（1）该摔过程表明寒啤酒酵母均异化作用堂的特点是。（2）贵初期，吩酵母菌毅迅速繁测殖的主营要方式粘是。（3）样经测定喝酵母菌叉消耗的珍糖中，昏98.营5％形素成了酒堂精和其偶他发酵断产物，胡其余1华.5％困则是用饼于。（4）请盛写出由麦婚芽糖→葡丢萄糖→酒络精的反应痕方程式。（5）貌如果酵茂母菌消模耗的糖叛（没有笑麦芽糖女，相对响分子质辨量为3芽42）垫有98葛.5％中（质量面分数）夺形成酒沟精（相屋对分子锄质量为额46.泳0）和温其他发胁酵产物欧。设有押500钻t麦芽攻汁，其沾中麦芽碗糖的质图量分数拘为8.和00％恒，发酵抄后最多坐能生产贸酒精浓吴度为3海.20毯％（质治量分数关）的啤邀酒多少掉吨？练习[答案等]（1）既走能进行有伸氧呼吸又饼能进行无廊氧呼吸（2）出故芽生殖（3）款酵母菌兄自身的示生长和误繁殖（4）C12H22O11+H2O2C6H12O6C6H12O62C2H5OH+遭2CO2（5）驻C2H5OH的相备对分子质颜量为46领.0（50陆0t×拜8.0苗0%×颂98.隙5%姐×46芳×4丛/34姥2）/料0.有032抓=66孔2t练习尽管微蚕生物发组酵有各供种各样贫的产物温，但通自常它们塞的生产恩能力小渠而且单湿一，不狮能胜任译大批量饭的工业差生产，集于是，拍科学家僻们想方浆设法使建它们的全“功力洋”增长煎几十倍捆到上百败倍，从硬而成为伯本领高蜘强的“晌高级工糖人”。份第一种池方法是黄用人工刊办法让咏微生物夸的DN衫A发生筒突变。凡比如在鸣DNA改分子的雁长链中炼插入或荒删除碱望基，或幅者把某柏一碱基龄换成另绢外一种光。然后年在这些累动过“炉小手术烛”的菌盛种中筛梢选出符牙合我们测要求的景，能增乡丰加产量今的个体粱。（1）发治酵工程的您第一种方特法从遗传幕学角度看惩，属于哪展一类型的递变异？这携类变异有谁何特点？练习第二种泛方法叫熊“原生被质融合趴法”。把这是将宏两种且胁有不同积发酵本酷领的微坟生物细孟胞放在厕一起进万行处理渠，溶解纪掉细胞终壁，让划它们的倦原生质世相互融场合。等庆到重新怀长出细沸胞壁后炭，一种桨新的微怕生物就渗诞生了跪。它可期以同时宗具有两轧种微生她物的发局酵能力哨，也可狐能产生斧新的本裙领。（2）第旷二种方法庸从遗传学蹄角度看属斩于哪一类挽型的变异限？所诞生假的新型微悠生物其后孩代具有什息么特点？练习第三种方洪法是通过纸直接转移亿遗传物质倍DNA，钳制备出有态超强能力尘的发酵微读生物