发酵过程中涉及的微生物及其功能
高三生物知识点：微生物发酵及其应用
高三生物知识点：微生物发酵及其应用功能技成，庖丁解牛久练而技进乎道；路在脚下，荀子劝学博学则青出于蓝。
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发酵工程的发展简史20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。
从那时起，发酵工程又经历了几次重大的转折，在不断地发展和完善。
20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。
由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通气发酵技术。
它大大促进了发酵工业的发展，使有机酸、微生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。
1957年，日本用微生物生产谷氨酸成功，如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。
氨基酸发酵工业的发展，是建立在代谢控制发酵新技术的基础上的。
科学家在深入研究微生物代谢途径的基础上，通过对微生物进行人工诱变，先得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，就大量产生人们所需要的物质。
目前，代谢控制发酵技术已经与核苷酸、有机酸和部分抗生素等的生产中。
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。
20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更为合理。
在一些国家，已经能够自动记录和自动控制发酵过程的全部参数，明显提高了生产效率。
发酵工程的概念和内容发酵工程是指采用现代工程技术手段，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。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
（1）＂发酵＂有＂微生物生理学严格定义的发酵＂和＂工业发酵＂，词条＂发酵工程＂中的＂发酵＂应该是＂工业发酵＂。
（2）工业生产上通过＂工业发酵＂来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为＂发酵工艺＂。
发酵的工艺
发酵的工艺发酵是一种生物化学反应过程，通过微生物的作用使有机物质转化为具有特定功能的产物。
在工业生产中，发酵工艺广泛应用于食品、饲料、酒精、酶和抗生素等领域。
下面将详细介绍发酵的过程、影响因素以及在工业中的应用。
发酵过程一般包括以下几个步骤：接种、发酵、分离和提纯。
首先，在发酵过程中要选择合适的微生物菌种进行接种。
常用的微生物有酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
不同的微生物菌种会对产物的特性和品质产生影响。
然后，在接种后，菌种会利用基质中的有机物质进行生长和繁殖，释放出新的代谢产物。
这个过程中，微生物会通过代谢产物来满足其生命活动的需求。
接下来，通过控制环境中的温度、pH值、氧气供应等因素来促进微生物的生长和代谢活动。
最后，发酵液经过分离和提纯等步骤，得到想要的最终产品。
发酵过程中许多因素会影响发酵产物的质量和产量。
首先，选择适合的微生物菌种非常重要。
需要根据所需产品的特性和用途选择合适的菌种。
其次，温度是影响发酵过程的重要因素之一。
不同的微生物对温度有不同的适应范围。
在发酵过程中，要选择适当的温度来促进微生物的生长和代谢活动。
此外，pH值也是一个重要的控制因素。
微生物对不同的pH值也有一定的适应范围。
要根据微生物菌种的特性选择合适的pH值来控制发酵过程。
氧气供应也是发酵过程中需要注意的因素。
一些微生物需要氧气来进行代谢活动，而其他一些微生物则需要无氧条件下进行发酵。
因此，控制氧气供应对于促进发酵过程非常重要。
发酵工艺在工业生产中有着广泛的应用。
其中，食品工业是应用发酵工艺最为广泛的领域之一。
例如，面包、酸奶、啤酒、豆酱等食品都是通过发酵工艺制造的。
发酵能够改变食品的口感、风味和营养价值，增加产品的附加值。
此外，发酵工艺还应用于饲料加工、酒精生产和制药工业。
在饲料加工中，通过发酵可以提高动物饲料的营养价值和消化率。
在酒精工业中，发酵是生产酒精的主要方法，通过控制发酵条件可以生产出不同种类和品质的酒精产品。
微生物在发酵过程中的作用
微生物在发酵过程中的作用发酵是一种利用微生物生长代谢特性进行的一系列化学反应过程。
它是人类在食品加工、酿酒、面包制作等方面的重要工艺。
微生物在发酵过程中起着至关重要的作用，下面将从酸奶、面包和啤酒三个方面来探讨微生物在发酵中的作用。
一、酸奶的发酵过程酸奶是一种以牛奶为原料，经过发酵制成的食品。
在酸奶的制作过程中，乳酸菌是起到关键作用的微生物。
乳酸菌通过对乳糖的发酵，将其转化为乳酸，从而使牛奶呈现出酸味和独特的口感。
此外，乳酸菌还能抑制有害细菌的生长，提高肠道的健康水平。
因此，乳酸菌在酸奶的发酵过程中起到了促进乳糖转化和增加产品营养价值的作用。
二、面包的发酵过程面包是人们日常生活中常见的食品之一。
在面包的制作过程中，酵母菌是起到发酵作用的微生物。
酵母菌能够将面团中的淀粉分解为葡萄糖，并通过发酵作用产生二氧化碳气泡，使面团膨胀发酵。
同时，酵母菌还能产生香气和味道，使面包更加美味可口。
此外，酵母菌还能促进面团中蛋白质的降解和水解，提高面包的质地和口感。
因此，酵母菌在面包的发酵过程中起到了增加体积、改善质地和提高口感的作用。
三、啤酒的发酵过程啤酒是一种以大麦芽为原料，经过发酵制成的饮品。
在啤酒的制作过程中，酵母菌也是起到关键作用的微生物。
酵母菌通过对麦芽中的淀粉分解产生麦芽糖，然后将其转化为乙醇和二氧化碳。
乙醇赋予啤酒独特的香气和味道，而二氧化碳则使啤酒具有起泡沫的性质。
此外，酵母菌还能降解麦芽中的蛋白质，产生氨基酸和多肽，增加啤酒的营养价值。
因此，酵母菌在啤酒的发酵过程中起到了产生香气、增加口感和提高营养价值的作用。
总结起来，微生物在发酵过程中发挥着重要的作用。
它们通过代谢特性，将原料中的营养物质转化为有用的产物，同时赋予产品独特的特点。
微生物在发酵过程中的作用不仅仅局限于酸奶、面包和啤酒，还涉及到许多其他食品和工业领域。
因此，对微生物的研究和应用具有重要的意义，可以为人类的生活带来更多的便利和快乐。
生物发酵技术的原理及其应用
生物发酵技术的原理及其应用生物发酵技术是指利用活体微生物（如细菌、酵母、真菌等）在适宜的条件下，通过代谢产生物质（如有机酸、酶、激素等）的工艺技术。
现今，生物发酵技术在生物医药、食品工业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
本文将针对生物发酵技术的原理及其应用进行介绍。
一、生物发酵技术的原理1. 微生物代谢产物微生物代谢一般分为两类：有氧代谢和无氧代谢。
其过程中会形成酸、碱、酶、气体等产物。
有氧代谢中，细胞利用氧气进行细胞呼吸，产生二氧化碳、水和能量。
而在无氧代谢中，由于缺乏氧气，细胞则会利用其他物质进行代谢，产生乳酸、酒精、琼脂等化合物。
2. 生物反应器生物反应器是生物发酵技术中的核心设备。
它包括反应容器、搅拌桨、进料口、出料口、通气口等组成部分。
反应器的设计通常是为了优化微生物生长所需要的环境因素，如温度、pH值、营养物质等。
此外，反应器的设计也十分重要，可以影响生产成本和产物质量。
3. 生长曲线在微生物发酵过程中，体积、生物量、产物含量等参数会随时间发生变化。
生长曲线通常通过细胞数量或组分浓度来描述微生物的生长情况，大致分为四个阶段：滞后期、指数期、平稳期和衰减期。
了解微生物的生长曲线有助于控制反应器的生产过程和提高产物质量。
二、生物发酵技术的应用1. 生物医药生物医药是利用生物反应器生产药品的一种方法。
通常，药品的活性物质是由微生物（如大肠杆菌、酵母等）产生的。
生物反应器在保证产品质量的同时，还可以提高产品的产量和提高生产效率。
众所周知，生物医药市场需求旺盛，很多公司通过生物发酵技术来生产药品。
例如，抗生素、维生素、激素等生物类药品都可以使用生物发酵技术进行生产。
2. 食品工业在酿酒、酱油、醋等食品生产中，生物发酵技术有着重要应用。
例如，在酿酒中，啤酒花先通过糖类分解产生醇类物质，然后再由酿酒酵母进行酵母。
在这个过程中，发酵条件、酵母的品种等都会影响最终的产品质量和口感。
3. 环境保护生物发酵技术可以用于环境污染处理。
发酵食品中的微生物群
目录
第一节 传统发酵食品中微生物的多样性和演变 第二节 传统发酵食品中微生物的代谢和功能特性 第三节 我国传统酿造食品微生物生态学及其研究策略 第四节 合成微生物群及其在发酵食品中的应用
第一节 传统发酵食品中微生物的多样性和演变
一 、 发酵食品中的微生物概览 1.乳酸菌 广泛存在于许多发酵食品和饮料中 2. 芽孢杆菌 存在于亚洲和非洲的碱性发酵食品中 3.酵母菌 用于发酵食品、酒精饮料和非食品混合淀粉水解起始剂 4. 丝状霉菌 在发酵食品和酒精饮料中的主要作用是产生酶和降解抗营养因子 5. 几种考克氏菌、微球菌和葡萄球菌 存在于发酵乳制品、发酵香肠、肉和鱼制品中
将复杂化合物分解成多种具生物活性的简单生物分子。发酵食品和饮料中常见的菌丝真菌(如放 射霉菌)能产生各种碳水化合物酶。 5.异黄酮皂苷的增加和聚合氨酸(PGA)的生产
亚洲一些发酵大豆食品的发酵过程中，异黄酮糖苷被水解成相应的苷元。聚谷氨酸(PGA) 是由 发酵大豆食品中的一些芽孢杆菌属细菌产生。 6.抗营养物质的降解
环境仍存在一些共同的特点。 1.极端环境条件驱动微生物群落的自我净化 2.固态发酵方式决定微生态环境具有较大的空间差异性
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第三节 我国传统酿造食品微生物生态学及其研究策略
二、中国传统酿造食品的微生物生态学研究策略 中国传统发酵食品中的微生态系统具有高度的复杂性 对于一个复杂体系，只有在遵循微生物内部及其与环境复杂的交互作用机制的基础上，解析微
例如秘鲁的chicha。
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第一节 传统发酵食品中微生物的多样性和演变
三、含酒精的饮料
世界上的酒精饮料分为以下10种类型。 (5)通过单菌株发酵生产的酒精饮料，例如啤酒。 (6)由蜂蜜制成的酒精饮料，例如埃塞俄比亚的tej。 (7)由植物的特定部分制成的酒精饮料，例如墨西哥的pulque和印度的toddy和 kanji。 (8)通过麦芽(发芽)生产的酒精饮料，例如南非的高粱啤酒(bantu)、尼日利亚和加纳 的皮托(pito)，以及贝宁的tchoukoutou。 (9)由水果制成，但不经过蒸馏的酒精饮料，例如葡萄酒(wine)、苹果酒(cider)。 (10)由水果和谷物制成的蒸馏酒精饮料，例如威士忌(whisky)和白兰地(brand传统酿造食品微生物生态学及其研究策略
白酒发酵中的微生物及其作用
白酒发酵中的微生物及其作用
白酒发酵是中国古老的酿酒工艺之一，可以产生一种特殊、具有独特风味及香气的酒
精饮料。
发酵过程中通常涉及到植物原料、微生物和酶活性，而微生物种类占整个发酵过
程中的重要角色。
白酒发酵中引起其气味特点的微生物，绝大多数是酿酒酵母和乳酸菌。
在白酒发酵中，酿酒酵母主要负责非酒精性气味物质的生成，如乙醛、三醇，使白酒具有花香、水果香体
等香气。
除此之外，它还可以在发酵过程中产生活性氧，促进白酒的贮藏。
乳酸菌可以利
用乳酸类物质作氧化发酵，成为发酵过程中一种重要的有机酸介质，从而使白酒具有特殊
的清香。
另外，乳酸菌还可以在贮藏过程中降低白酒的中性酸、过氧化物及惰性气体，从
而增强白酒的风味特征及品质。
除酿酒酵母和乳酸菌外，白酒发酵过程中还可以发现芽孢菌、革兰氏菌等细菌。
这些
细菌属于白酒发酵的细菌一科中的常见成员，它们能够发酵植物的糖和无机盐，以及白酒
中含有胆固醇类物质，从而形成酸性环境。
这些细菌还可以合成有机酸，减少蛋白质中的
燃烧温度，从而有助于白酒的香气生成。
同时，这些细菌还可以影响白酒贮藏期中的气味
特征，增加酒精度及白酒的活性。
总之，白酒发酵中的微生物在发酵、贮藏及风味上具有十分重要的作用，主要包括增
强白酒的气味特征、降低整个发酵过程的温度、加速发酵的时间及增加白酒的色泽、贮藏
过程中酒精度的升高等。
因此，为了保证白酒的质量和口感，合理地控制发酵过程中的微
生物种类是很有必要的。
酸奶发酵过程中微生物种类及作用机理研究
酸奶发酵过程中微生物种类及作用机理研究酸奶是一种世界各地广受欢迎的健康食品，具有丰富的营养成分和一系列益生菌。
酸奶的制作主要是通过将牛奶加热、冷却、接种菌种、静置发酵而成的，而其中最为关键的过程便是发酵。
酸奶的发酵过程中，微生物起着重要的作用，本文将着重探讨酸奶发酵过程中的微生物种类及其作用机理。
一、酸奶发酵微生物概述酸奶发酵需要使用到发酵剂或乳酸菌，这些微生物种类有很多，涉及到的有两类：一类是外源性乳酸菌，另一类是内源性乳酸菌。
前者在酸奶的制作过程中直接加入，而后者则是来自牛奶中的天然微生物。
其中，外源性乳酸菌有双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸杆菌等等，应用时间较长，可从其代号中发现，如Lactobacillus acidophilus、Streptococcus thermophilus、Lactobacillus casei等。
而内源性乳酸菌主要包括Streptococcus lactis和Lactobacillus bulgaricus两种类型。
这些微生物在加入蛋白质和糖类后，通过一系列复杂的代谢反应，来消化牛奶中的乳糖、乳酸和蛋白质等，从而产生一些对人体健康有益的物质，形成酸奶所需的种种微生物群体。
二、酸奶发酵微生物的繁殖机制在酸奶发酵过程中，微生物会生长、繁殖、分泌酸和其他物质至乳中，而这种生长繁殖的机制，主要分为以下三种：1. 产生乳酸乳酸是酸奶发酵过程中主要产物之一，也是制作酸奶的重要原因。
微生物通过在牛奶中代谢糖分，产生乳酸，从而使牛奶pH值下降，从而起到保持酸奶稳定性的作用。
2. 产生芳香物质在牛奶中添加一些外源性微生物，比如说嗜酸乳杆菌等，也可以扩大酸奶的口感和芳香度，这些微生物可以通过代谢物质的方式来产生较强的香味特性，使酸奶的口感更佳丰富。
3. 产生调节物质酸奶微生物还能产生许多对人体健康有益的物质，比如说Lactobacillus acidophilus就能合成人体需要的维生素B，而嗜酸乳杆菌则能通过其特殊菌体形态来缓解肠胃炎症等问题。
腐乳发酵过程中毛霉的变化及功能研究
《食品微生物学》专题报告题目：腐乳发酵过程中毛霉的变化及功能研究腐乳发酵过程中毛霉的变化及功能研究摘要：为了制作出品质更好、更美味的腐乳，研究了毛霉在腐乳发酵中的作用，以及影响腐乳发酵的一些因素，又阐述了制作毛霉腐乳的工艺，最后对未来生产工艺以及培养更优良的菌种的展望。
关键词：毛霉；腐乳；发酵；机理Study on the change and function of mold during fermented sufuAbstractIn order to produce better quality and more delicious sufu,the role of Mucor in Sufu Fermentation and some fa ctors affecting Sufu Fermentation were studied.The technology of producing Mucor Sufu was described.Final ly,the future production technology and the cultivation of better strains were prospected.Key words：mucor；sufu；fermentation；mechanism1 引言腐乳的另一个名字叫豆腐乳，是流传中国数百年的一种美食，也是一种利用微生物发酵的方法改变大豆蛋白风味的食品[1]。
由于它的口感好、营养高和特别的香味，使其成为一道经久不衰的美味佳肴，它有红腐乳、白腐乳[2]、青腐乳、酱腐乳等很多品种。
腐乳可以用来单独食用，也可以用来做成很多美味的菜肴，和很多豆制品一样，它被认为是一种健康食品，因为它的原料是豆腐，豆腐本身就是一个营养价值很高的豆制品。
腐乳从一开始的豆腐到最后的腐乳整个过程有一套流程，对于它的选材也很有讲究。
在我国，用来制作腐乳的最普遍的微生物菌种是毛霉[3]。
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发酵过程中涉及的微生物及其功能
发酵是利用微生物（如细菌、酵母菌、真菌等）的代谢能力，将有机物质转化为其他化合物的过程。
在发酵过程中，不同的微生物会产生不同的酶，通过酶的作用将底物转化为有用的产物。
以下将介绍几种常见的微生物及其在发酵过程中的功能。
1. 乳酸菌（Lactic acid bacteria）
乳酸菌是一种重要的发酵微生物，主要通过产酸来进行发酵作用。
乳酸菌发酵过程中会产生大量的乳酸，使pH值下降，抑
制其他细菌和真菌的生长。
在食品工业中，乳酸菌广泛应用于酸奶、乳酸菌饮料、酸味奶酪等产品的制作中，起到保鲜、酸化、增加口感等作用。
2. 酵母菌（Yeast）
酵母菌是被广泛应用于食品和酒类生产中的微生物。
酵母菌可以通过发酵过程产生二氧化碳和酒精。
在食品工业中，酵母菌主要用于面包、饼干、啤酒等产品的制作。
在面包和饼干中，酵母菌产生的二氧化碳会发酵面团，使其膨胀，增加松软度。
在酒类生产中，酵母菌发酵糖类，产生酒精和二氧化碳，起到酿造酒类的作用。
3. 青霉菌（Penicillium）
青霉菌是一种常见的真菌，具有抗菌作用。
在食品工业中，青霉菌被用于生产青霉素等抗生素。
青霉素是一种有效的抗生素，可以抑制细菌的生长。
通过发酵过程，青霉菌可以产生青霉素，为药品行业提供了重要的原料。
4. 乳酸菌和酵母菌联合发酵
在一些食品的生产中，乳酸菌和酵母菌常常会进行联合发酵，以产生更多种类的产物。
例如，酸奶中常用的发酵菌种包括乳酸菌和酵母菌。
乳酸菌可以将乳糖转化为乳酸，酵母菌可以将葡萄糖转化为二氧化碳和酒精。
这样联合发酵产生的酸奶不仅具有酸味，还具有一定的气泡和酒精味道，增加了口感的多样性。
总的来说，微生物在发酵过程中发挥着关键作用。
不同的微生物通过代谢产物的不同，使发酵过程产生特定的产物，从而应用于食品、酒类和药品的生产中。
理解微生物在发酵过程中的功能，有助于优化发酵工艺，提高产物的品质和产量。
同时，微生物也为人类提供了许多重要的产品，如抗生素、酒类和发酵食品，对于人类的健康和生活有着重要的意义。
5. 酸奶中的乳酸菌
乳酸菌是酸奶中最主要的发酵菌种，其主要功能是将乳糖转化为乳酸。
当乳酸菌的数量增加时，乳糖被迅速转化为乳酸，导致酸奶呈酸性pH值。
这种酸性环境不利于其他微生物的生长，从而起到保鲜的作用。
另外，乳酸的产生也会增加酸奶的口感，给酸奶带来酸酸的味道。
6. 酒类中的酵母菌
酒类的发酵过程是由酵母菌进行的。
酵母菌通过在糖的存在下产生酒精和二氧化碳来进行发酵。
糖是酵母菌的能量来源，通过代谢糖产生的酒精和二氧化碳，使得果汁或葡萄汁转化为酒精。
不同类型的酿酒酵母会产生不同的酒精度和风味。
7. 真菌发酵产生的酶
除了乳酸菌和酵母菌，一些真菌也被广泛应用于发酵过程中。
例如，青霉菌是一种常见的真菌，其产生的酶被应用于生物技术和食品工业中。
这些酶具有特定的功能，可以将复杂的有机物转化为单糖、氨基酸或其他有用的化合物。
8. 微生物的代谢产物在发酵中的作用
微生物在发酵过程中产生的代谢产物，如乳酸、酒精、酶等，具有很多重要的作用。
首先，这些产物可以改变发酵过程中的pH值和红氧位，抑制其他有竞争力的微生物的生长。
其次，
这些产物还可以调节发酵过程中的温度和湿度，为微生物提供合适的环境条件。
另外，一些产物如乳酸、酒精、酶等也可以用于食品、酒类和医药等领域的生产中。
9. 发酵过程中的调控
在发酵过程中，微生物的生长和代谢受到多种因素的影响。
这些因素包括温度、pH值、氧气浓度、营养物质的浓度等。
为
了获得高产量和高质量的产物，需要对这些因素进行控制和调节。
比如，酵母在酿造啤酒过程中，需要控制发酵液的温度、营养物质的浓度以及氧气的供应，以获得理想的酒精发酵效果。
10. 发酵技术的应用
发酵技术在食品和医药工业中有广泛的应用。
食品工业中，通过发酵技术可以制作出酸奶、奶酪、面包、饼干、酱油、酒类和发酵食品等多种产品。
发酵食品不仅具有特殊的风味和营养特点，而且还具有抗菌和保鲜的作用。
医药工业中，通过发酵技术可以生产抗生素、酶、激素、酒精、发酵产品和其他药物。
发酵技术不仅可以提高药物的产量和纯度，还可以降低生产成本。
总结起来，发酵是一种重要的微生物代谢过程，通过微生物的作用将有机物质转化为其他化合物。
乳酸菌、酵母菌和真菌是常见的发酵微生物，通过产生乳酸、酒精、酶等代谢产物，发挥着重要的作用。
这些产物可以改变环境条件、抑制其他微生物的生长，同时也可以应用于食品、酒类和医药等行业中。
掌握微生物在发酵过程中的功能和调节方式，有助于优化发酵工艺，提高产物的质量和产量，进一步推动发酵技术的应用和发展。