在啤酒酿造发酵技术中的应用(103生物技术及应用刘子川)
生物发酵技术的研究及应用展望
生物发酵技术的研究及应用展望生物发酵技术是指利用微生物或细胞进行代谢反应来生产有用物质的技术。
生物发酵技术在食品工业、医药科学、环境保护等领域都有着广泛的应用，是现代产业和科学技术中不可或缺的一部分。
本文将从生物发酵技术基础、研究进展及应用展望三个角度探讨生物发酵技术的发展。
一、生物发酵技术基础生物发酵技术的基础是微生物代谢和细胞生物学知识。
微生物代谢是指微生物在生长和代谢过程中对所需能源的利用以及各种化学物质合成、代谢和分解的过程。
微生物代谢的许多细节和机理已被研究清楚，这为生物发酵技术的应用提供了坚实的基础。
细胞生物学知识则涉及到细胞的结构、功能和代谢过程，了解细胞生物学知识可以在生物发酵中更加精确地控制微生物的生长速度和代谢过程。
二、生物发酵技术研究进展生物发酵技术在各个领域都有了重要的应用。
在食品工业方面，酸奶、面包、啤酒、酱油等产品的制造中都应用了生物发酵技术。
医药科学领域，生物制药(如细胞因子类、单克隆抗体类等药物)在生产过程中都采用了生物发酵技术。
环境保护方面，通过生物发酵技术可以减少甚至消除有机废水、有机污染物、氨氮等。
此外，新型能源生产和化工领域也在尝试利用生物发酵技术。
近年来，生物发酵技术的研究重心主要集中在以下方面：1.微生物基因编辑技术：微生物的代谢能力和生长速度对于发酵的成功至关重要。
利用基因编辑技术对微生物基因进行编辑，可以优化微生物代谢路径和生长速度，从而提高产物输出量和发酵效率。
2.发酵过程在线控制技术：传统的发酵工艺往往不能满足当下高效、经济化的要求。
发酵过程在线控制技术可以实时对发酵过程进行监控和控制，使得发酵过程更加稳定和可控。
3.生物信号转导机理研究：生物信号转导机理是决定微生物交流、协同和代谢的决定性因素之一。
近年来，研究者关注于探究微生物信号转导机理，以帮助提高产品质量和降低产量变异性。
三、生物发酵技术应用展望未来，生物发酵技术仍将有着广阔的应用前景。
生物发酵技术在食品工业中的应用
生物发酵技术在食品工业中的应用生物发酵技术是利用微生物、植物或动物细胞或其代谢产物在特定条件下进行代谢反应的一项技术。
它在食品工业中的应用非常广泛，例如酒类、酸奶、酱油、味精等，不仅可以提高食品的营养价值，还可以改善口感、味道及延长食品的保质期。
1. 生物发酵技术在酒类中的应用发酵酿造酒类的历史可以追溯到几千年前，现代的酿酒业已经采用了大量高科技手段来提高生产效率和产品质量。
采用食品级微生物可让厂家进行精细控制，避免酿酒遇水或生灰的情况，从而保证产品的卫生质量。
同时，通过调整酒的成分比例，可以很好地控制颜色、香味、口感和酒精含量等多种参数，能大幅提高产品的品质及工艺上的准确性。
此外，现代酿酒已经采用了许多新型的技术，例如投料焕发技术、自动控制技术等等，使得酒的口感、营养价值和外观都得到了很好地改观。
2. 生物发酵技术在酱油中的应用酱油是中国传统的调味品之一，是由大豆、小麦、麸皮等原料经微生物发酵制成的。
在发酵的过程中，微生物会分解原料中的蛋白质，产生多种氨基酸和酶，提高酱油的营养价值和口感。
而且，发酵过程中产生的酶分解出来的异味物质渗入酱油内，形成了特殊的调味剂香，唯一无法复制的味道。
采用生物发酵技术可以使得酱油中的咸味、鲜味、香味更为突出，品质更高，也更好地保持了传统的味道和特色。
生物技术的应用不仅大大提高了酱油的质量还能保证了食品安全，同时还减少了对天然资源的过度消耗和污染。
3. 生物发酵技术在酸奶中的应用酸奶是一种含有活性乳酸菌的发酵乳制品，不仅有良好的口感和营养价值，还对维护人体健康起到了很好的作用。
通过发酵，在牛奶中添加益生菌能使乳酸菌在体内生长繁殖，从而保证了生命活力的存在。
酸奶含有丰富的蛋白质、乳酸等有益物质，对促进人体的钙吸收和肠道的健康非常有益。
利用生物技术可以更加精细地调配原料、控制发酵的温度和时间，制造出更加高品质和稳定性的酸奶产品。
比如目前市场主流的果汁酸奶，采用了果蔬与研发新品相结合的方式，用生物技术让酸奶拥有水果鲜香味道。
发酵技术在生物制造中的应用
发酵技术在生物制造中的应用发酵技术是一种广泛应用于生物制造的技术。
它利用微生物的代谢能力和生长特性，将生物合成扩大到工业规模，从而产生了大量的食品、饮料、药物、燃料等产品。
这种技术在过去几十年中得到了广泛的应用和发展，并在未来还有很大的潜力。
本文将探讨发酵技术在生物制造中的应用。
第一部分：发酵技术简介发酵是一种生物化学过程，其主要功能是利用微生物发酵代谢产生的酶、酸、酒精等物质，将有机物质转化为其他有用成分。
这种技术有着广泛的应用，包括食品、饮料、燃料、药品等领域。
为了发挥发酵技术的应用潜力，不断有新的技术和方法被开发出来。
第二部分：食品和饮料领域中的应用食品和饮料领域是发酵技术的最主要应用之一。
在制作酸奶、酸菜、豆腐、啤酒、葡萄酒等过程中，发酵技术都起到了至关重要的作用。
这些产品可以通过发酵变成不同的口味和质地，并且含有丰富的营养成分。
此外，在一些农村地区，还可以利用发酵技术制作米酒、鸡蛋酒等传统美食。
第三部分：药品领域中的应用药品中也有着广泛的发酵技术应用。
这种技术可以用于制造抗生素、维生素、酶、氨基酸等药品，其目的是生产出可控制品质、高效低成本的产品。
在制药行业中，使用发酵技术可以节省成本和减少废物排放，同时还可以制造出更纯净、更稳定的产品。
第四部分：燃料领域中的应用燃料领域是另一个发酵技术非常重要的应用领域。
生物质发酵可以将有机物质转化为生物燃料，包括生物柴油、生物乙醇等，这些产品可以作为替代石油的可再生能源。
利用生物燃料可以减少化石燃料的数量和环境污染，对环境产生较小的影响。
此外，生物质发酵还可以生产出生物氢等燃料，这些燃料可以开发成为未来的绿色能源。
第五部分：未来的展望发酵技术在生物制造中的应用仍有很大的潜力。
在食品、饮料、药品和燃料领域继续研究和发展生物制造技术，对未来的生产和消费模式有着深远的影响。
未来的发展趋势将是高效、可持续和绿色化的，除了开发更好、更优秀的微生物、优化发酵条件和生产过程之外，利用人工智能等技术，将可能使发酵技术更加高效、可控，甚至设计出更能适应市场需求的新产品。
生物发酵技术及其在食品加工中的应用研究
生物发酵技术及其在食品加工中的应用研究一、生物发酵技术的基本概念及分类生物发酵是利用微生物、酶、或细胞的代谢产物等进行的、分子水平上的化学反应，广泛应用于生物制药、食品加工、能源生产、环境保护等领域。
根据生产对象和生物发酵条件的不同，生物发酵技术可以分为固态发酵、液态发酵、气态发酵等。
其中，液态发酵是目前应用最广泛的发酵方法，因其在可控性、规模化程度、产量效率等方面的突出表现。
二、生物发酵技术在食品加工中的应用1.乳制品加工乳制品加工是生物发酵技术在食品加工领域中的一个重要应用。
牛奶、酸奶、乳酸钙等乳制品都是通过酶或菌群进行发酵得到的。
其中，酸奶是使用乳酸菌将牛奶中的乳糖转化成乳酸的过程，这种发酵能够提高人体对于乳糖的消化能力，同时也能够提高乳制品的营养价值。
2.酒类饮料酒类饮料是另一种重要的生物发酵技术应用领域。
啤酒、葡萄酒、白酒等都是通过微生物、菌群或酶对原料基质进行发酵得到的。
酒类饮料的营养成分、口感、酒精度数等都与微生物菌群和发酵条件有关系。
为了获得高质量的酒类饮料，生物发酵技术已经成为制作这些饮料的重要手段之一。
3.豆制品加工豆制品中的大豆、豆腐、腐竹等产品都是通过微生物发酵得到的。
其中，豆腐是通过将黄豆打碎，经过酶和酸的作用，使其凝固成豆腐的过程。
此外，豆制品制品过程中还有一些生物发酵技术的应用，例如肉制品等的添加剂中也有使用到大豆异黄酮等豆类成分。
4.醋及酱油等调味品醋和酱油等调味品也是利用生物发酵技术加工制作的，主要是通过将淀粉和糖等生物物质发酵得到。
例如，酱油是通过将大豆、小麦、盐等材料与酿造发酵及黄曲霉等菌种发酵混合，产生氨基酸及其他有机酸而制成的。
醋则是通过将谷物、水果等基质添加醋酸菌发酵得到的。
5.面食及发酵面包面食制品和发酵面包也是生物发酵技术的应用领域之一。
例如，酵母菌等微生物可以发酵生面团，增加其体积，提升其口感，使得得到的面包更为柔软有弹性。
此外，对于面食面条的制作也会使用到酵母菌发酵等技术。
生物发酵技术在现代工业中的应用
生物发酵技术在现代工业中的应用生物发酵技术是指利用微生物及其代谢产物，进行物质代谢的一种生物工艺。
它已成为现代工业领域的一个独特分支，其应用无处不在。
本文将介绍生物发酵技术在现代工业中的应用，分为以下几个方面。
一、食品工业生物发酵技术在食品工业中应用广泛，如面制品、发酵饮料、熟肉制品、酱油、腐乳、醋等。
其中发酵酒精的过程是最为广泛应用的发酵技术，主要用于酿造啤酒、葡萄酒等。
二、医药工业生物发酵技术在制药工业中应用广泛，如抗菌素、维生素、酶制剂、生物碱、激素、肝素等。
其中，抗菌素、维生素是生物制剂中常见且广泛应用的。
三、石油和化工工业生物发酵技术在石油和化工工业中的应用也越来越广泛，主要包括发酵醋酸菌、生产抗生素和有机酸、制备单质和糖醇。
四、日化工业生物发酵技术在日化工业中应用较为广泛，可以生产护肤品、口服清洁剂、口腔清洁液等品种。
其中，乳酸菌发酵技术在化妆品和护肤品制造中的应用相当广泛。
五、环境工程生物发酵技术在环境工程领域中也有广泛的应用，其中包括单亲发酵（SOFC）、BioXcelerator技术等。
这些工艺技术可以将废水、废料等生物质分解，减轻环境污染。
六、农业生物发酵技术在农业领域中也有很多的应用，如饲料发酵、微生物制剂、生物有机肥料等。
发酵饲料技术可以将农业废弃物转变为高蛋白饲料，以便畜牧业的发展。
七、其他生物发酵技术在其他领域中也有不少的应用，如发酵造纸、清洗污泥、固化废物等。
总的来说，生物发酵技术在现代工业中的应用范围广泛，主要包括食品工业、医药工业、石油和化工工业、日化工业、环境工程、农业和其他领域。
随着生物技术的不断发展，生物发酵技术的应用也越来越广泛，为现代工业领域的发展做出了重要的贡献。
生物酿酒技术的应用研究报告范文
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生物发酵工艺的原理和应用
生物发酵工艺的原理和应用生物发酵是一种利用微生物生长代谢产物的化学反应进行大规模生产的方法。
生物发酵广泛应用于食品、制药、化工等领域，是一种重要的工业生产方式。
本文将介绍生物发酵工艺的原理和应用。
一、生物发酵的原理生物发酵是一种利用微生物进行化学反应的生产技术。
最开始人们使用的是传统发酵技术，通过微生物进行酒、醋、豆腐等食品的制作。
随着科技的发展，人们开始使用微生物发酵制造抗生素、酶、氨基酸等化学品。
生物发酵的原料主要包括碳源、氮源、矿物质和水等。
微生物在此基础上进行代谢反应，产生有用的代谢产物。
其中，代谢产物的种类和产量取决于微生物的种类、培养条件和营养物质含量。
在生物发酵的过程中，微生物会分解代谢物质并将它们转换为生长所需的能量和原料。
微生物利用碳源进行重要的代谢反应，如糖的酵解和呼吸作用，产生ATP等生命所需的能量。
同时，微生物利用氮源和矿物质合成蛋白质、核酸等生物大分子，完成生长和繁殖。
二、生物发酵的应用1. 食品发酵食品发酵是人类使用生物发酵最久、最广泛的应用领域。
发酵食品包括酒、醋、奶酪、酸奶、味增酱、酱油、豆腐等。
发酵食品在营养成分和味道上有很大的好处。
例如，酸奶和酸牛奶含有丰富的乳酸菌和营养成分，可以增强免疫力，改善消化。
2. 制药发酵制药发酵是将微生物作为工业生产培养生产药物的生物工艺。
最常用的制药发酵有抗生素、激素、维生素等生物药的生产。
发酵工艺可以控制大量生产，提高产品纯度和质量。
近年来，基因工程技术和生物技术的发展为制药发酵带来了新的发展机遇。
3. 化工发酵化工发酵的应用主要包括醇的生产、生物柴油、生物质乙醇等。
生产工艺类似制药发酵，但每个过程中的生物化学能量绝非完全由生物生产。
现代化学工艺的研究和发展使生物转化之后的化学反应获得了更高的产物。
4. 环保发酵环保发酵主要应用于环境保护、污水处理、资源回收等。
例如，土壤生物修复通过植入微生物来修复受污染的土地；污水处理工艺可以通过微生物代谢对废水进行分解和净化。
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亳州师范高等专科学校 毕业论文 2013 届
2013年 4月27日 课题名称：在啤酒酿造中的发酵技术应用 系 别： 理化系 专业名称： 生物技术及应用 姓 名： 刘子川 学 号： 10309104 指导教师： 葛永斌 内容摘要 啤酒是人类最古老的酒精饮料，是排名在水和茶之后的世界上消耗量第三的饮料。啤酒是用部分发芽的谷物种子（麦芽）制造的非蒸馏酒精饮料。本文介绍了啤酒酿造发展状况及发酵技术在啤酒酿造中的应用现状、存在问题，以及对未来的展望。
关键词：发酵技术，啤酒的发酵技术、应用现状，发展趋势 目录 1、发酵与发酵技术概述 .......................................... 1 1.1 什么是发酵 ............................................. 1 1.2 什么是发酵技术 ......................................... 2 2、啤酒简介 .................................................. 2 2.1 啤酒的定义和特点、 ..................................... 2 2.2 主要营养成分价值 ....................................... 2 3、啤酒发酵技术的应用 .......................................... 3 3.1啤酒发酵的工艺流程 ..................................... 3 3.2操作步骤 ............................................... 3 3.3酵母的回收与排弃 ....................................... 4 3.4发酵罐的清洗 ........................................... 4 4、啤酒发酵技术研究发展方向 .................................... 4 参考文献 ....................................................... 5 致谢 ........................................................... 6在啤酒酿造中发酵技术的应用
- 1 - 在啤酒酿造中发酵技术的应用 一、发酵与发酵技术的概述 (一) 什么是发酵 发酵是指酵母作用于果汁或发芽谷物是产生的二氧化碳的现象。发酵是在厌氧条件下，原料糖经酵母等生物细胞的作用进行分解代谢、向菌体提供能量，从而得到原料分解产物酒精和二氧化碳的过程。然而，发酵对不同的对象具有不同的意义：对生物学家来说，它的意义就广泛得多。 从生物化学观点来说，发酵是指在无氧条件下一个有机化合物能同时作为电子供体和最终电子受体并产生能量的过程。以酵母菌的乙醇发酵过程为例，酵母菌在无氧条件下作用于果汁和麦芽汁中的糖，将糖分子分解并失去分子内电子，而电子的最终受体为糖的分解产物乙醛，乙醛接受电子后被还原为乙醇。此过程为生物化学意义上典型的“发酵”。 简而言之，生物化学家认为“发酵”是酵母菌在无氧状态下的呼吸过程，是生物获得能量的一种形式。现代发酵的定义则将利用微生物在有氧和无氧条件下的生命活动来制造产品的过程叫做发酵。
(二) 什么是发酵技术 发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的技术，称为发酵技术。 随着科学技术的发展，发酵技术也随之变化。例如基因工程菌的应用，就是通过生物工程技术所创造出的新型微生物进行发酵。利用基因工程发酵往往可以得到所需要的高附加值产品，发酵法生产胰岛素就是一个很好的实例。胰岛素是一种蛋白质激素，由51个氨基酸残基组成。由于胰岛素能够降低人体内血糖含量，因此医学上一直用胰岛素配合治疗糖尿病。传统的胰岛素生产方法是从牛和猪的胰脏中提取，每454kg牛胰脏，才能得到10g胰岛素，使用这种传统的胰岛素的生产加工方法，很难满足需求。现在人们可以通过基因工程的方法，把编码胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，创造出能够生产胰岛素的基因工程菌。再将在啤酒酿造中发酵技术的应用 - 2 - 带有人胰岛素基因的工程菌放到大型的发酵罐里，提供合适环境条件和营养物质，进行人工培养，就可以大量繁殖这种基因工程菌，从而生产出大量的人胰岛素。人们把这种大肠杆菌称为生产胰岛素的活工厂，用这种方法200升发酵液就可得到10g胰岛素，同时还大大缩短了生产周期。
二、啤酒发酵技术应用现状 (一) 啤酒的定义和特点 啤酒以大麦芽﹑酒花﹑水为主要原料，经酵母无氧发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒酒液呈浅黄色，清澈透明，味道纯正爽口，苦中带甜，具有明显的酒花和麦芽香味。它除了含有原料中的营养成分之外，原料经过糖化、发酵后，大大提高了营养价值，其中含人体必需的8种氨基酸。另外，据推算，1升啤酒所产生的热能相当于250克面包或800毫升牛奶所产生的热量，所以啤酒有“液体面包”的美称。此外，啤酒中的酒花浸出物和鲜啤酒中的酵母等都有健胃、助消化和利尿作用，酒液中的二氧化碳和酒花所产生的爽口的苦味相互配合，还有增进食欲的功效。啤酒作为一种好喝而又不贵的饮用酒，已被大众化所接受，它具有以下特点： 1．酒大致分为淡色﹑浓色和黑色3种，不管色泽深浅，均应清亮﹑透明无浑浊现象； 2．有一定量的二氧化碳，可以形成洁白细腻的泡沫； 3．独特的酒花香味和苦味，淡色啤酒较明显，且酒体爽而不淡，柔和适口，而浓色啤酒苦味较轻，具有浓郁的麦芽香味，酒体较醇厚； 4．较高的营养价值，即有较高的发热量和含有丰富的营养成分。 为了提高啤酒质量，改善啤酒的味道，国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的50％。国际上常用的辅助原料：玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦﹑淀粉﹑糖浆和糖类物质等。
(二) 主要成分和营养成分 啤酒是一种营养丰富的低酒精度的饮料酒。其化学成分比较复杂，也很难得出一个平均值，因为它随原料配比、酒花用量、麦芽汁浓度、糖化条件、酵母菌在啤酒酿造中发酵技术的应用 - 3 - 种、发酵条件以及糖化用水等诸多因素的变化而变化。但其主要成分，以120P啤酒为例：实际浓度为4.0～4.5%。其中：80%为糖类物质、8～10%为含氮物质、3～4%为矿物质。此外，还含有12种维生素(尤其是B1、B2等B族维生素含量较多)、有机酸、酒花油、苦味物质和CO2等。含有17种氨基酸(其中8种必需氨基酸分别为亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸)。还含有钙、磷、钾、钠、镁等无机盐，各种微量元素以及啤酒中的各种风味物质。此外，啤酒具有利尿、促进胃液分泌、缓解紧张及治疗结石的作用。适当饮用啤酒可以提高肝脏解毒作用，对冠心病、高血压、糖尿病和血脉不畅等均有一定效果。啤酒中丰富的二氧化碳和酸度、苦味，具有生津止渴、消暑、帮助消化、消除疲劳、增进食欲的功能。 啤酒的营养价值主要由能发热的糖类和蛋白质及其分解产物、维生素和无机盐等组成。由于原辅料组成、配比、水质、菌种及生产工艺的不同，在啤酒发酵时所产生的物质以及溶解在啤酒中的物质的数量均不相同。
三、啤酒发酵技术的应用 （一）啤酒发酵的工艺流程 生产工艺流程： 菌种和充氧冷麦汁→主酵控温→双乙酰还原→主酵降温→后酵保温→后酵降温→贮酒控温→鲜啤酒
（二）操作步骤 ①接种 选择已培养好的0代酵母或生产中发酵降糖正常，双乙酰还原快、微生物指标合格的发酵罐酵母作为种子，后者可采用罐－罐的方式进行串种。接种量以满罐后酵母数在（1.2～1.5）×10个/ml为准。 ②满罐时间 正常情况下，要求满罐时间不超过24h，扩培时可根据启发情况而定。满罐后每隔1天排放一次冷凝固物，共排3次。 ③主发酵 温度10℃，普通酒10±0.5℃,优质酒9±0.5℃，旺季可以升高0.5℃。当外观糖度降至3.8%～4.2%时可封罐升压。发酵罐压力控制在0.10～0.15MPa。 ④双乙酰还原 主发酵结束后，关闭冷媒升温至12℃进行双乙酰还原。双乙酰含量降至0.10mg/L以下时，开始降温。 ⑤降温 双乙酰还原结束后降温，24h内使温度由12℃降至5℃，停留1天进行酵母回收。亦可在12℃发酵过程中回收酵母，以保证更多的高活性酵母。旺季或酵母不够用时可在主发酵结束后直接回收酵母。 在啤酒酿造中发酵技术的应用 - 4 - ⑥贮酒 回收酵母后，锥形罐继续降温，24h内使温度降至-1℃～-1.5℃，并在此温度下贮酒。贮酒时间：淡季7天以上，旺季3天以上。
（三）酵母的回收与排弃 一般情况下，发酵结束温度降到6～7℃以下时应及时回收酵母。若酵母回收不及时，锥底的酵母将很快出现"自溶"。
通常采取缓慢回收，回收前要先排20分钟左右，而且在回收前高温高压给酵母储罐降温，回收是注意控制罐内压力，防止酵母在压力突然降低造成酵母细胞破裂。回收完毕后点上酵母储存。（注意，一般情况下使用4代以内的酵母）
如果有用不到的酵母，同样就要排到废酵母罐内，也是采取缓慢排弃，主要是为了防止啤酒击穿酵母层，造成酒损严重的后果.。
（四）发酵罐的清洗 清水-稀酸-清水-碱水-清水-杀菌剂-无菌水 此种方法被认为是比较理想的洗涤方法。通过对长期使用的大罐内壁的检查，可发现粘附有由草酸钙、磷酸钙和有机物组成的啤酒石，先用稀酸（磷酸、硝酸、硫酸）除去啤酒石，再进行洗涤和消毒杀菌，这样会对啤酒质量有利。
四、啤酒发酵技术研究发展方向 随着社会和经济的进步，我国发酵工业也将出现飞跃发展，但从目前来看，啤酒如下几个方面的研究趋势。 1.研究解决代粮节料的问题，探讨如何让将目前酒精生产所用的原料耗量减低，降低吨酒精的原料费用。 2.选育性能优良的新菌种。当前生产中所用的菌种，无论是糖化用的曲霉，还是发酵用的酵母菌，与世界先进国家比还有很大的差距，远未达到原料的理论产值，这就需要寻找和驯养新菌种，从而推动酒精发酵生产的向前发展。 3.随着“固定化增值细胞发酵”技术的发展，我国的酒精生产及发酵工业的工艺，将发生较大的变革。 4.研究新设备。目前各生产酒精的设备、生产方法和建厂时间都有所不同，