微生物发酵工程的应用范围
人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)：发酵工程及其应用
人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)发酵工程及其应用1．概念：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。
2．发酵工程的基本环节3．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用：①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的食品添加剂。
③生产酶制剂。
(2)在医药工业上的应用①青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。
②发酵工程逐步扩展到了其他抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。
(3)在农牧业上的应用：①生产微生物肥料。
②生产微生物农药。
③生产微生物饲料。
(4)在其他方面的应用发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，做出越来越大的贡献。
1．发酵工程中所需的性状优良的菌种只能从自然界中筛选出来。
(×)2．在菌种确定之前就要选择原料制备培养基。
(×) 3．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
(√) 4．发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
(√)1．发酵工程中心环节的分析2．啤酒的工业化生产的过程分析(1)啤酒发酵的过程及内容(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别1．下面是有关啤酒的工业化生产的流程。
下列有关叙述错误的是()发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止A．啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段B．发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵C．发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程D．消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期C解析：发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误。
2．(2021·山东济南二模)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。
常用好氧菌谷氨酸棒状杆菌利用图1的发酵罐来大量生产味精，发酵流程如图2所示。
下列叙述正确的是()A．发酵中所使用的谷氨酸棒状杆菌菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种、杂交育种或基因工程育种获得B．为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌C．在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量D．图中发酵过程需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口B解析：谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，不能进行有性生殖，无法通过杂交育种获得，A错误；严格灭菌可以杀死发酵配料及发酵罐中的所有微生物，防止杂菌污染，从而保证发酵产品的产量和品质，B正确；在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，C错误；谷氨酸棒状杆菌属于好氧菌，在发酵过程中要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误。
发酵工程的应用
发酵工程的应用发酵工程是指利用微生物（细菌、酵母、菌类、阿米巴等）进行发酵制品生产的一种工艺和方法。
发酵工程的应用范围十分广泛，从日常生活到工业生产都有着广泛的应用。
本文将详细介绍发酵工程的应用。
1. 生物制药生物制药是指利用微生物、动植物细胞等生物体制造的药物。
发酵工程在生物制药领域中有着重要的地位。
许多药物如抗生素、激素、维生素等都是利用发酵工艺生产的。
而且发酵工程可以大量生产药物，从而降低药物的生产成本，提高生产效率和药物的纯度。
2. 食品工业在食品工业中，发酵工程有重要的应用。
例如酸奶、酱油、啤酒等都是利用发酵工艺生产的。
发酵工程不仅可以提高食品品质和口感，还可以提高营养价值和保健作用。
发酵工程生产的食品还可以延长保质期，有利于食品的储存和运输。
3. 化学工业在化学工业中，发酵工程的应用也很广泛。
例如利用发酵工艺生产丙酮、氢气、酒精、乙酸等化学品。
这些化学品可以被用于真空管、绝缘材料、合成纤维、合成橡胶、制药等方面。
4. 能源生产发酵工程可以利用生物质制取能源。
例如利用发酵工艺生产生物乙醇、生物气体、生物柴油等，用于替代化石燃料。
这种利用发酵工艺生产的生物质能源具有环保、可再生、减少碳排放等优点。
5. 废水处理发酵工程可以用于废水处理。
例如利用微生物发酵工艺处理有机废水，使它们转化为无毒、无害的物质，从而减少废水的污染。
这种利用发酵工艺处理废水具有经济、高效的优势。
综上所述，发酵工程的应用非常广泛，不仅在生物制药、食品工业、化学工业等方面有着重要的地位，也具备了替代化石能源、减少废水污染等方面的应用前景。
发酵工程的应用有利于环保和经济发展，是一种非常重要的工艺方法。
微生物在食品微生物学与发酵工程中的应用
微生物在食品微生物学与发酵工程中的应用食品微生物学是研究微生物在食品中的作用和应用的学科，而发酵工程是指利用微生物或其代谢产物进行实际生产的工程学科。
微生物在食品微生物学和发酵工程中的应用非常广泛，可以从食品加工、贮藏、防腐等多个方面发挥作用。
本文将重点讨论微生物在食品微生物学与发酵工程中的应用。
一、微生物在食品加工中的应用1. 面包和面点制作：在面包和面点制作过程中，酵母菌是至关重要的微生物。
酵母菌通过发酵作用产生二氧化碳，使面团膨胀发酵，促使面包变得松软、有弹性。
此外，芽孢杆菌可以用于酵母菌的携带细菌的选择性培养。
2. 奶制品：乳酸菌是制作奶酸奶和其他乳制品的主要微生物。
乳酸菌通过产酸作用，将乳糖转化为乳酸，使奶酸奶呈现出酸性。
此外，厌氧菌也可以用于发酵产生特殊风味的奶制品。
3. 陈酿食品：陈酿食品如酱油、豆豉、豆腐等的制作离不开微生物。
在酱油的制作过程中，大豆、小麦或者其他粮食中的蛋白质被霉菌和酵母菌发酵分解，产生丰富的氨基酸和香气物质。
二、微生物在食品贮藏中的应用1. 食品防腐：食品腐败是由微生物引起的，因此在食品贮藏和保存过程中，常常需要利用微生物来防腐。
大肠杆菌属于一种有害细菌，可以在食品贮藏和处理过程中进行监测，确保食品的卫生安全。
2. 发酵食品的贮藏：发酵食品如酸奶、酸豆浆、泡菜等需要一定的温度和湿度条件进行贮藏。
微生物在这些食品中起到保鲜和防腐的作用，可以改善食品的口感、香气和口味。
三、微生物在发酵工程中的应用1. 产酶微生物的利用：发酵工程中，通过培养具有产酶能力的微生物，可以大规模生产酶制剂。
酶制剂在食品加工过程中起到催化反应、增加产量、改善品质等作用。
2. 产酸微生物的利用：发酵工程中，大量利用产酸微生物进行酸性发酵，产生乳酸、醋酸等有机酸。
这些有机酸可以用于调味、防腐，也可以增加食品的营养价值。
3. 发酵代谢产物的利用：发酵工程中，微生物通过代谢产物的产生，例如酒精、有机酸、氨基酸等，可以用于酒类、饮料、调味品等食品的生产。
微生物代谢与发酵工程的研究及应用
微生物代谢与发酵工程的研究及应用微生物代谢和发酵工程是现代生物工程学中的重要组成部分，它们在食品、制药、化工、环境保护等领域发挥着重要的作用。
微生物可以利用废物、廉价原料生产高价值产品，对于提高资源利用效率具有重要意义。
在发酵工程领域，为了提高丰度和产量，对微生物的代谢调控研究已成为研究前沿。
一、微生物代谢微生物代谢是指微生物内部的化学反应过程，包括物质的合成反应、分解反应和转化反应等，是微生物生长和繁殖的必要条件。
代谢途径需要消耗能量，常常是从底部的有机化合物中提取能量，以ATP作为最常见的能量介质。
微生物代谢通常分为两类：有氧代谢和无氧代谢。
有氧代谢需要氧气参与，可以从较高浓度的底物中提取更多的能量；无氧代谢则是在没有氧气的情况下进行的，有时候甚至能够从较低浓度的底物中提取能量。
微生物代谢的研究，对于发酵工程和深层次了解微生物的生长、代谢机制、产物合成和分解，都具有非常重要的意义。
通过代谢途径的调控，提高代谢产物的产率和水平，对于工业生产具有非常重要的实际意义。
二、发酵工程发酵工程是微生物代谢的应用领域，是利用微生物进行发酵生产的工程学科。
发酵工程涉及大量的学科知识，主要包括微生物学、生物化学、反应工程、传热传质、流体力学等。
发酵工程的目的是通过准确的代谢途径调控，推动微生物利用废物和廉价原料进行有机合成和分解，产生高质量的产品，包括生物农药、食品添加剂、医药中间体、生物染料、工业酶、生物燃料等。
发酵过程需要消耗大量的能量，通过调整温度、pH值、氧气含量、添加营养素等方式来优化代谢途径，提高产率和质量。
三、工业微生物发酵工业微生物发酵是最为常见的发酵工程应用之一。
工业微生物包括大肠杆菌、酵母、乳酸菌、青霉素等。
这些菌株的发酵工艺和代谢途径都已经被深入研究。
许多微生物均可以在工业规模下安全进行大规模的生产，包括工业酶、抗生素、植物生长素等。
目前，发酵工程学已成为成熟的产业，微生物发酵工艺正在成为全球实现化工可持续发展的重要技术途径之一。
发酵工程及其应用知识点
发酵工程及其应用知识点发酵工程及其应用知识点1. 发酵工程的定义发酵工程是一门综合性的学科，它研究微生物在合适培养基条件下生长和代谢所产生的产物，通过合适的发酵工艺控制微生物的生长和代谢，从而获得所需要的产物。
2. 发酵工程的基本原理发酵工程主要利用微生物的生长、代谢特性，以及合适的发酵工艺控制，来实现所需产物的生产。
其基本原理包括：- 微生物生长与代谢特性：包括微生物的生长曲线、生长速率、代谢产物的合成途径等。
- 发酵工艺控制：包括发酵培养基的选择和优化、气体供应和搅拌的控制、温度、pH 值等环境因素的控制。
- 发酵工程设备：包括发酵罐、气体供应系统、温度、pH 值控制系统等。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、制药、化工等领域，主要包括以下几个方面：- 食品工业：发酵工程用于葡萄酒、啤酒、面包、味精等食品的生产，通过微生物的代谢产生的产物，提高产品品质。
- 制药工业：发酵工程用于抗生素、维生素、酶、多肽等药物的生产，通过微生物大规模培养来获得药物原料。
- 化工工业：发酵工程用于合成某些化学品，如有机酸、氨基酸等，在提高产量和降低成本的同时，减少了对传统化工工艺的依赖。
- 环境保护：发酵工程利用微生物的代谢能力，对有机废水、有机废气等进行处理，达到净化环境的目的。
4. 发酵工程中的微生物发酵工程中常用的微生物有细菌、真菌、酵母、嗜热菌等。
根据不同的生产需求和工艺特点，选择不同的微生物进行培养。
其中，酵母菌在食品工业和酒精工业中应用广泛，细菌如大肠杆菌在制药工业中应用较多。
5. 发酵培养基的选择和优化发酵培养基是微生物生长的营养物质来源，其组成的选择和优化对发酵工程的成功至关重要。
发酵培养基的组成包括碳源、氮源、无机盐、微量元素等。
优化发酵培养基的目的是提高产量、降低生产成本。
常用的优化方法包括统计优化方法、响应面法等。
6. 发酵工艺的控制发酵工艺的控制包括温度、pH 值、气体供应和搅拌等方面。
发酵工程全部知识点总结
发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。
主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。
2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性，通过合理调控环境条件，进行微生物发酵过程中的相关技术。
二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物，广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。
2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用，如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。
3. 真菌真菌发酵应用广泛，包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。
三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中，通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。
2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中，通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。
3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中，采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。
四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一，根据不同的发酵工艺和需求，可以采用不同类型的发酵罐。
2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中，针对不同的微生物和产物特性，进行合理的发酵条件控制和操作流程。
3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中，通过自动化设备和仪器，实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。
五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛，如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。
2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛，如生产抗生素、激素、酶制剂等。
3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用，如生物乙醇、生物柴油等。
4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用，如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。
六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步，发酵工程的技术也在不断提高，发酵设备和工艺不断更新。
微生物发酵
是把两个亲本的细胞经酶法除去细胞壁得到两个球状原生质体或原生质体球，然后置于高渗溶液中，通过生 物法、化学法或物理法等诱导融合法，促使两者互相凝集并发生细胞之间的融合，进而导致基因重组，获得新的 重组子（菌株）。这种融合又称为原生质体融合。
是指通过培养单细胞蛋白生物而获得的菌体蛋白质。
通过基因工程改造后的菌株称为“工程菌”。
工业发酵中用于消除发酵中产生的泡沫，防止逃液和染菌，保证生产的正常运转。
是把无菌空气引入发酵罐中并分布均匀的装置，有单孔管、多孔环管及多孔分支环管等几种。
一般指两个基因型不同的菌株通过结合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性 状的菌株。
是应用基因工程手段进行的，基因工程师一种DNA体外重组技术，是在分子水平上，根据需要，用人工方法 取得供体DNA上的基因，在体外重组于载体DNA上，再转移入受体细胞，使其复制、转录和翻译，表达出供体基因 原有的遗传性状。
由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人பைடு நூலகம்增加分离的概率， 增加该菌种的数量。
用酶法将细胞膜外侧的细胞壁除掉，制备成无细胞壁的球状细胞体即原生质体，将两种来源于微生物细胞A和 B的原生质体，在融合诱导剂的存在下等量混合起来，可使原生质体表面形成电极性，相互之间容易吸引、脱水黏 合而形成聚合物，进而使原生质体收缩变形，紧密接触处的膜先形成原生质桥，逐渐增大而实现融合。融合的原 生质体在适当条件下可再生出细胞壁而形成一个新细胞。（用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，制成原生质体， 再用聚乙二醇促使原生质体发生融合，从而获得异核体或重组合子。）
按被灭菌物品的性质不同，选择不同温度的湿热蒸汽进行灭菌，此法在同一温度下比干热杀菌效力大。
发酵工程在生物制品生产中的应用
发酵工程在生物制品生产中的应用发酵是一种利用微生物转化物质的加工技术。
在生物制品生产中，发酵技术是一种极其重要的生产手段。
无论是生产酸奶、乳酸菌制剂还是药品，发酵技术都扮演着必不可少的角色。
本文将介绍发酵在生物制品生产中的应用，并探讨它对于现代生产工艺的贡献和未来的前景。
1.乳酸菌制品乳酸菌是一类重要的微生物，可以利用乳糖发酵生成乳酸，进而制成乳酸菌制品。
现在，乳酸菌制品已经成为众多人们摄取多种益生菌的一种很好的方式。
发酵技术在乳酸菌制品中起到了至关重要的作用。
通过对产物的控制，实现乳酸菌在不同条件下的生长，生产出更高品质的乳酸菌制品。
2.酸奶酸奶是乳制品中的一类。
它是通过发酵过程中的乳酸细菌发酵和酸化制造出来的。
酸奶中含有多种对健康有益的活性乳酸菌，具有增强身体免疫力等作用，广泛受到人们的喜爱。
当代酸奶生产已逐步实现了机械化和自动化生产，发酵过程更加精益求精。
对于生产过程中的发酵温度、时间管理等多个关键变量进行实时控制，大大提高了生产效率。
3.药品制造生物制药是目前传统化学药物的一种重要补充。
由于微生物类生产药品成本低廉、对环境污染小、生产周期短等优点，因而受到各国药品行业的青睐。
常规的发酵生产过程，包括菌株选用、培养基选择、发酵条件设计等，对于最终生产的药品质量起着决定性的作用。
不断提高酵母、细菌和真菌等微生物菌株的培养、发酵速率和产生活性成分的能力，也是当代发酵技术领域的重要课题。
4.生物制品生产的现状和未来在生物制品的制造过程中，发酵技术已经得到了广泛应用，同时国内外的发酵技术也在不断研发和创新。
然而，生物制品生产中的发酵技术还存在一些问题和挑战。
例如，发酵温度、pH、氧气含量等各种因素，对于微生物的生长速率具有至关重要的影响。
而且，在大规模生产和工艺设计过程中，为了保证均一性，很多时候需要考虑如何快速达到发酵液的升温或降温，以及如何排放废弃物等等。
这些问题都需要在未来研究中加以解决。
综上所述，发酵工程在生物制品生产过程中是一种重要的生产手段。
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微生物发酵工程的应用范围
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。
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。
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。
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。
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。