1.发酵技术的内容简介
本书为高职高专生物技术类“十一五”规划教材。本教材按“技术路线”组织核心内容。以“必需、够用”为度,精选工业微生物菌种的选育与保藏、发酵工艺条件优化、发酵机制、发酵工程动力学、发酵工程单元操作、发酵生产设备、发酵中试比拟放大、发酵工程各论中所必需的基础理论知识。在发酵工程各论中,重点介绍了酒精、氨基酸、抗生素、酶制剂等产品生产以及污水生化处理技术,各部分内容相对独立,教师可根据各学校的专业方向和特色选讲。
在实验部分还特别编写了小提示,以方便使用。
伴随着生命科学与生物技术研究的迅猛发展,发酵技术及相关应用领域的研究也越来越活跃。发酵技术不仅是工业生物技术的重要部分,更是生物技术产业化的关键,发酵技术在中国未来科技发展战略中将具有不可替代的重要位置。
发酵技术是高职高专生物技术及应用专业、微生物技术专业等的一门重要的专业核心课程。,重点介绍了酒精、氨基酸、抗生素、微生物酶制剂等产品生产工艺以及污水生化处理技术,各部分内容相对独立,教师可根据各学校的专业方向和特色选讲。
为满足高职高专教学需要,培养学生的实践能力,本书特别编写了发酵实验技术内容,并减少了单纯理论验证型实验,增加了实用性基本功型实验。实验内容由浅入深、由简单到复杂、由被动模仿到主动设计以及综合运用,符合认识规律和教学规律。在实验部分还特别编写了实验小提示,以方便使用。
本书每章均编写有学习目标、本章小结及思考题。各章之间既相互联系又相对独立,在教学过程中可以针对每章进行独立的教学评估。
本书由谢梅英(北京电子科技职业学院)和别智鑫(杨凌职业技术学院)主编,全书共分十章。第一章由谢梅英编写,第二章由刘俊英(北京电子科技职业学院)编写,第三章、第四章由徐安书(重庆工贸职业技术学院)编写,第五章由廖威(广西职业技术学院)编写,第六章由别智鑫编写,第七章、第八章由张素霞(漯河职业技术学院)编写,第九章由黄蓓蓓(三门峡职业技术学院)编写,第十章由别智鑫、徐安书、廖威、张素霞、黄蓓蓓编写。
本书适用于高职高专生物技术、微生物技术、生物制药技术、食品类及农林类专业学生作为教材使用,也可供相关专业的中初级技术人员和教师参考。
在本书的编写过程中得到了各编委所在院校及化学工业出版社的大力支持,在此一并表示衷心的感谢。全体编者向本书引用为参考文献的各位专家、同行表示衷心感谢并致以崇高敬意。
由于编者水平和能力的局限,疏漏之处恳切希望读者提出宝贵意见,以便及时做出更正。
2.发酵工业的一般生产过程包括哪些环节
1、菌种制备 菌种是发酵工业之母,没有菌种,就谈不上微生物发酵。
菌种一般分保藏菌种、摇瓶(茄子瓶等)菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种,一般放在低温干燥状态下保存。
保藏菌种进入生产接种之前,首先接入斜面进行活化,使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。 用于活化的培养基一般营养丰富、易于吸收,有利于菌种的生长繁殖。
活化后的菌种再进行扩大,将其接人摇瓶(茄子瓶等)中进行培养,此时所用的培养基 比保藏菌种用培养基更粗放,更经济。摇瓶种子进一步扩大,接人种子罐进行培养。
种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分,目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。 种子罐种子培养好以后可适时进行大罐(通风 曲室)接种。
2、原料处理 发酵原料来源丰富,成分粗放,状态不一,通常不能直接为微生物所利用,因而要进行预处理,才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后,再加上其他有关物质配制成发酵培养基。
3、接种培养 发酵培养基配制好以后,进行灭菌。待其冷却后,适时进行接种。
接种要保证在无菌条件下进行,以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。
4、发酵控制 菌种接好后,提供必要的生长条件,菌体开始生长繁殖,进行新陈代谢,发酵累积代谢产物。 必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。
所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进,以保证发酵生产正常进行。在发酵过程中,还要经常观察菌体的形态变化,测定代谢产物的积累情况,以决定放罐的最佳时间,进行收获。
5、产品提取 发酵过程一旦完成,及时进行产品提取。 根据不同的产品,采取不同的方法进行分离纯化,以求获得最高的产量和最好的质量。
提取的方法一般有物理法(如过滤、离心、干燥等)、化学法(吸附、蒸馏、层析、离子交换等)和生物法等。
3.发酵是什么
发酵 拼音:Fā Jiào 英文:ferment;zymolysis;zymosis;leaven 广义的发酵是是指利用生物体(包括微生物、植物细胞、酵母菌等)的代谢功能,使有机物分解的生物化学反应过程。
比如酿酒、酿醋、面团的发酵、沼气的产生、垃圾的腐败…… 狭义的发酵概念:微生物通过无氧氧化将糖类转变成乙醇的过程。 发酵分为有氧发酵和无氧(厌氧)发酵。
比如:酒是在无氧条件下发酵的,醋则是在有氧条件下发酵的。 发酵工程就是给微生物一个最适合生长的条件,利用微生物的代谢功能,通过现代化技术手段生产出人类所需要的产品。
也有人称之为微生物工程。说简单一点,就是人类有目的的发酵生产过程。
(1)发酵的目的:酵母的大量繁殖,产生大量的二氧化碳气体,促进面团体积的膨胀;面团发酵的过程是一系列物理、化学变化的过程,它使面团变得柔软、延展性好,发酵所产生的气体均匀分布在面团中,使面包的组织结构疏松多孔;面包发酵的过程中,产生各种生成物,使面包具有诱人的芳香风味。 (2)发酵的原理:在各种生物酶的作用下,面团中的双糖和多糖转化成糖,在适宜的温度、水分、pH值以及必要的矿物元素环境下,酵母直接利用单糖进行新陈代谢,产生二氧化碳,并进行繁殖,使面团中的酵母数量愈来愈多,产生大量的气体,最终使面团膨胀成类似海绵的组织结构;酵母发酵的过程伴随产生的各种复杂化学芳香物质,以及对面团分子结构的改变,都使面团在烘焙过程中体积膨胀、口味芳香创造了有利的条件。
(3)发酵的控制: – 丸温度的控制:面团的发酵温度一般控制在26’C~28~C之间,最高不超过30’C。温度越高,酵母的产气量越高,发酵的速度越快。
实践证明26℃一28~C时,酵母的产气能力大,发酵耐力强,产气量比较均匀,面团的持气能力比较大;当温度超过30℃时,酵母的量大,产气的速度过快,不利于面团的持气和充分膨胀,也容易引起面团中其他杂菌的繁殖而影响面包的品质。 B.湿度的控制:湿度在85%左右最为适宜。
巳时间的控制:发酵时间随面包的品种和加工的工艺有关,时间从1小时到五六个小时不等,通常发酵时间的控制以面团充分发酵达到标准的时间为准。发酵的标准的程度就是发酵成熟,反之为发酵不足和发酵过度。
(4)发酵的结果:发酵的结果有发酵不足、发酵成熟、发酵过度,发酵的程度是否适宜对面包的品质影响很大。 A.发酵成熟的面团制成的面包体积大,内部组织均匀,气孔壁薄呈半透 明,具有酒香和酯香,口感松软、富有弹性; B.发酵不足的面团制成的面包体积小,内部组织粗糙,风味平淡、香气不 足,口感不佳、面包表皮色深; C. 发酵过度的面团制成的面包烘焙弹性好,炉中起发大,但出炉后易陷、收缩变形,表皮颜色浅、有皱纹、无光泽,内部组织有大气孔,不均匀、酸味大甚至有异味。
因此,生产加工中,要正确地控制和掌握发酵的成熟程度,面团的发酵达到最佳状态。