微生物發(fā)酵及其應(yīng)用

1、微生物微生物 原核生物界原核生物界 原生生物界原生生物界真菌界真菌界病毒界病毒界(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻)(酵母菌霉菌大型真菌酵母菌霉菌大型真菌)(草履蟲變形蟲衣藻草履蟲變形蟲衣藻)(噬菌體、艾滋病毒噬菌體、艾滋病毒)種類種類:特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)都相當(dāng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)都相當(dāng)簡單簡單, ,個(gè)體多數(shù)十分個(gè)體多數(shù)十分微小微小. .通常要用通常要用光學(xué)光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡顯微鏡或電子顯微鏡才能看到，有的甚至沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能看到，有的甚至沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu). .病毒的形態(tài)病毒的形態(tài)細(xì)菌的種類細(xì)菌的種類球菌球菌桿菌桿菌螺旋菌螺旋菌細(xì)菌細(xì)菌氣氣生生菌菌絲絲孢孢子子絲絲孢子孢子基內(nèi)菌絲基內(nèi)菌絲培養(yǎng)基培養(yǎng)基抗生素、

2、氨基酸、酶制劑等產(chǎn)品為什么能通過微抗生素、氨基酸、酶制劑等產(chǎn)品為什么能通過微生物發(fā)酵來生產(chǎn)？這與微生物的生長和代謝特點(diǎn)生物發(fā)酵來生產(chǎn)？這與微生物的生長和代謝特點(diǎn)有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？1、某些微生物因爭奪生存環(huán)境或營養(yǎng)物，會產(chǎn)生抗生素將其他種類的微生物殺死。2、微生物會產(chǎn)生蛋白酶、纖維素酶和淀粉酶，將營養(yǎng)物質(zhì)水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖 。3、微生物細(xì)胞會通過合成或分解代謝生產(chǎn)它必需的一些物質(zhì)，包括氨基酸、核苷酸等。微生物繁殖非常迅速微生物繁殖非常迅速微生物培養(yǎng)易于控制微生物培養(yǎng)易于控制微生物本身也容易改造微生物本身也容易改造利用微生物，在適宜的條件下，利用微生物，在適宜的條件下

3、，將原料經(jīng)過特定的代謝途徑轉(zhuǎn)化將原料經(jīng)過特定的代謝途徑轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。為人類所需要的產(chǎn)物的過程。采用現(xiàn)代化工程技術(shù)手段，利用微生物采用現(xiàn)代化工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。程的一種新技術(shù)。原始發(fā)展階段（原始發(fā)展階段（發(fā)酵技術(shù)原始，頂多是家庭小制作，技術(shù)進(jìn)步發(fā)酵技術(shù)原始，頂多是家庭小制作，技術(shù)進(jìn)步緩慢，完全是經(jīng)驗(yàn)式的，并不知道其中的原理緩慢，完全是經(jīng)驗(yàn)式的，并不知道其中的原理 。） 傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)階段（傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)階段（人們才開始了解發(fā)酵現(xiàn)象

4、的本質(zhì)人們才開始了解發(fā)酵現(xiàn)象的本質(zhì) ，采用，采用開放式的發(fā)酵方式，生產(chǎn)過程較為簡單，對生產(chǎn)設(shè)備要求不高，規(guī)開放式的發(fā)酵方式，生產(chǎn)過程較為簡單，對生產(chǎn)設(shè)備要求不高，規(guī)模一般不大模一般不大 。）現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段（現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段（生產(chǎn)技術(shù)要求高；生產(chǎn)規(guī)模大；技術(shù)發(fā)生產(chǎn)技術(shù)要求高；生產(chǎn)規(guī)模大；技術(shù)發(fā)展速度快；菌種的生產(chǎn)能力大幅度提高，新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備展速度快；菌種的生產(chǎn)能力大幅度提高，新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用達(dá)到前所未有的程度的應(yīng)用達(dá)到前所未有的程度。 ）生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)階段生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)階段 （利用構(gòu)建的基因工程菌生產(chǎn)利用構(gòu)建的基因工程菌生產(chǎn) ）發(fā)酵工程生產(chǎn)實(shí)例 谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑

5、 nh4發(fā)酵工程生產(chǎn)實(shí)例1. 菌種的選擇發(fā)酵工程生產(chǎn)實(shí)例2.培養(yǎng)基的選擇成 分酸堿度發(fā)酵工程生產(chǎn)實(shí)例3. 發(fā)酵罐示意圖發(fā)酵工程的內(nèi)容發(fā)酵工程的內(nèi)容包括了以下的基本步驟：1、菌種的選育1. 選育的方法：2、培養(yǎng)基的配置1. 培養(yǎng)基配置的原則：3、滅菌 滅菌的原因： 在發(fā)酵過程中如混入其他微生物，將與菌在發(fā)酵過程中如混入其他微生物，將與菌種形成競爭關(guān)系，對發(fā)酵過程造成不良影種形成競爭關(guān)系，對發(fā)酵過程造成不良影響響 。4、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種 擴(kuò)大培養(yǎng)： 擴(kuò)大培養(yǎng)是將培養(yǎng)到對數(shù)期的菌體分開，擴(kuò)大培養(yǎng)是將培養(yǎng)到對數(shù)期的菌體分開，分頭進(jìn)行培養(yǎng)，以促使菌體數(shù)量快速增加，分頭進(jìn)行培養(yǎng)，以促使菌體數(shù)量快速增加，能在

6、短時(shí)間里得到大量的菌體能在短時(shí)間里得到大量的菌體 5、發(fā)酵過程 1. 發(fā)酵產(chǎn)物：6、分離提純 發(fā)酵產(chǎn)物不同，分離提純的方法會有所不同，產(chǎn)物分離、提純的一般方法是：啤酒制造工藝流程啤酒制造工藝流程啤酒制造工藝流程啤酒制造工藝流程發(fā)酵類型根據(jù)是否需要氧氣：厭氧發(fā)酵（靜置發(fā)酵）和好氧發(fā)酵（通氣發(fā)酵）；根據(jù)發(fā)酵培養(yǎng)基的性質(zhì)：固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵；根據(jù)發(fā)酵方式的不同：分批發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵及連續(xù)發(fā)酵等。 根據(jù)產(chǎn)物的不同1. 乳酸發(fā)酵 糖+乳酸菌 乳酸 2. 酒精發(fā)酵 糖+ 酵母 酒精+ co2 3. 醋酸發(fā)酵 酒精+醋酸菌+o2 醋酸+ h2o 4. 丁酸發(fā)酵 乳酸或糖+ 酪酸梭狀芽孢桿菌丁酸+副產(chǎn)物5.

7、 產(chǎn)氣發(fā)酵 糖+大腸桿菌等co2+h2四、發(fā)酵工程的應(yīng)用2. 在食品工業(yè)方面：酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在厭氧條件下進(jìn)行發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)化酒酵母，在厭氧條件下進(jìn)行發(fā)酵，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精生產(chǎn)的。白酒經(jīng)過蒸餾，因此酒的主要成為酒精生產(chǎn)的。白酒經(jīng)過蒸餾，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加熱后易揮發(fā)物質(zhì)，如分是水和酒精，以及一些加熱后易揮發(fā)物質(zhì)，如各種酯類、其他醇類和少量低碳醛酮類化合物。各種酯類、其他醇類和少量低碳醛酮類化合物。果酒和啤酒是非蒸餾酒，發(fā)酵時(shí)酵母將果汁中或果酒和啤酒是非蒸餾酒，發(fā)酵時(shí)酵母將果汁中或發(fā)酵液中的葡萄

8、糖，轉(zhuǎn)化為酒精，而其他營養(yǎng)成發(fā)酵液中的葡萄糖，轉(zhuǎn)化為酒精，而其他營養(yǎng)成分會部分被酵母利用，產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物，如氨分會部分被酵母利用，產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物，如氨基酸、維生素等，也會進(jìn)入發(fā)酵的酒液中。因此，基酸、維生素等，也會進(jìn)入發(fā)酵的酒液中。因此，果酒和啤酒營養(yǎng)價(jià)值較高。果酒和啤酒營養(yǎng)價(jià)值較高。 醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學(xué)醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學(xué)合成的食品級醋酸勾兌的外，其他的則是由合成的食品級醋酸勾兌的外，其他的則是由醋酸醋酸桿菌桿菌在好氧條件下發(fā)酵，將固體發(fā)酵產(chǎn)生的酒精在好氧條件下發(fā)酵，將固體發(fā)酵產(chǎn)生的酒精轉(zhuǎn)化為醋酸生產(chǎn)的。由于使用的微生物菌種或曲轉(zhuǎn)化為醋酸

9、生產(chǎn)的。由于使用的微生物菌種或曲種的差異，在葡萄糖發(fā)酵過程中會產(chǎn)生乳酸或其種的差異，在葡萄糖發(fā)酵過程中會產(chǎn)生乳酸或其他有機(jī)酸，因而使醋有不同的風(fēng)味。他有機(jī)酸，因而使醋有不同的風(fēng)味。 醬油：醬油生產(chǎn)以大豆為主要原料，其他有麥麩、醬油：醬油生產(chǎn)以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經(jīng)粉碎制成固體培養(yǎng)小麥、玉米等，將上述原料經(jīng)粉碎制成固體培養(yǎng)基，在好氧條件下，利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌，如基，在好氧條件下，利用產(chǎn)生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉黑曲霉進(jìn)行發(fā)酵。微生物在生長過程中會產(chǎn)生大進(jìn)行發(fā)酵。微生物在生長過程中會產(chǎn)生大量的蛋白酶，將培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)水解成小分子量的蛋白酶，將培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)水解成

10、小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、調(diào)制成醬油產(chǎn)品。醬的肽和氨基酸，然后淋洗、調(diào)制成醬油產(chǎn)品。醬油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。 醬：以大豆和少量面粉為原料，蒸煮后在空氣中自醬：以大豆和少量面粉為原料，蒸煮后在空氣中自然發(fā)酵。發(fā)酵過程主要是能夠產(chǎn)生蛋白酶、脂肪然發(fā)酵。發(fā)酵過程主要是能夠產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的酶和淀粉酶的霉菌霉菌，將大豆中的蛋白質(zhì)、脂肪、，將大豆中的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉分解，產(chǎn)生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸淀粉分解，產(chǎn)生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多種物質(zhì)。這些物質(zhì)使醬具有獨(dú)特的醬香味。等多種物質(zhì)。這些物質(zhì)使醬具有獨(dú)特的醬香味。酸奶：牛奶在厭氧條件

11、下，由酸奶：牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌乳酸菌發(fā)酵，將乳發(fā)酵，將乳糖分解，并進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和其他有機(jī)酸，糖分解，并進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和其他有機(jī)酸，以及一些芳香物質(zhì)和維生素等；同時(shí)蛋白質(zhì)也部以及一些芳香物質(zhì)和維生素等；同時(shí)蛋白質(zhì)也部分水解。因此，酸奶是營養(yǎng)豐富、易消化，少含分水解。因此，酸奶是營養(yǎng)豐富、易消化，少含乳糖，是適合于有乳糖不適應(yīng)癥者的優(yōu)良食品。乳糖，是適合于有乳糖不適應(yīng)癥者的優(yōu)良食品。 醪糟：又稱酒釀，是大米經(jīng)蒸煮后，接種醪糟：又稱酒釀，是大米經(jīng)蒸煮后，接種根霉根霉，在，在好氧條件下，發(fā)酵生產(chǎn)的含低濃度酒精和不同糖好氧條件下，發(fā)酵生產(chǎn)的含低濃度酒精和不同糖分的食品。根霉在生長時(shí)會產(chǎn)

12、生大量的淀粉酶，分的食品。根霉在生長時(shí)會產(chǎn)生大量的淀粉酶，將大米中的淀粉水解成葡萄糖，同時(shí)利用部分葡將大米中的淀粉水解成葡萄糖，同時(shí)利用部分葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精。由于使用的根霉菌種不同，萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精。由于使用的根霉菌種不同，可以生產(chǎn)不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪可以生產(chǎn)不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。糟。 面包：現(xiàn)在的面包均是利用面包：現(xiàn)在的面包均是利用活性干酵母活性干酵母（面包酵母）（面包酵母）經(jīng)活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入各種添加劑，經(jīng)活化后，與面粉混合發(fā)酵，再加入各種添加劑，經(jīng)烤制生產(chǎn)的。面粉發(fā)酵后淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，經(jīng)烤制生產(chǎn)的。面粉發(fā)酵后淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，變得易于消化、營

13、養(yǎng)易于吸收。變得易于消化、營養(yǎng)易于吸收。饅頭：以前做饅頭的面粉是經(jīng)自然發(fā)酵后蒸制的，饅頭：以前做饅頭的面粉是經(jīng)自然發(fā)酵后蒸制的，如果連續(xù)使用面肥發(fā)酵，經(jīng)幾代發(fā)酵，微生物會如果連續(xù)使用面肥發(fā)酵，經(jīng)幾代發(fā)酵，微生物會因生長優(yōu)勢而單一化。發(fā)酵的菌種一般多為因生長優(yōu)勢而單一化。發(fā)酵的菌種一般多為乳酸乳酸菌菌。因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)酸，在蒸制前要用堿中和酸，制。因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)酸，在蒸制前要用堿中和酸，制得的饅頭才松軟適口、帶有特殊香味?，F(xiàn)在，大得的饅頭才松軟適口、帶有特殊香味?，F(xiàn)在，大批量生產(chǎn)是采用批量生產(chǎn)是采用干酵母干酵母發(fā)酵，所以不產(chǎn)酸，不需發(fā)酵，所以不產(chǎn)酸，不需要再用堿中和即可蒸制。要再用堿中和即可蒸制。泡菜：請

14、參看泡菜：請參看生物技術(shù)實(shí)踐生物技術(shù)實(shí)踐的專題的專題1 1的課題的課題3 3（乳酸菌乳酸菌）腐乳：請參看腐乳：請參看生物技術(shù)實(shí)踐生物技術(shù)實(shí)踐的專題的專題1 1的課題的課題2 2（毛霉毛霉、青霉、酵母、曲霉等）、青霉、酵母、曲霉等）酸菜：與泡菜類似。酸菜：與泡菜類似。糖果、餅干、果凍等添加了糖果、餅干、果凍等添加了紅曲色素紅曲色素，以調(diào)節(jié)色澤；，以調(diào)節(jié)色澤；果汁、餅干、面包、點(diǎn)心、方便面等添加了果汁、餅干、面包、點(diǎn)心、方便面等添加了黃原膠黃原膠，起懸，起懸浮、穩(wěn)定、增稠、改善口感、防止粘牙、延長儲存期等作浮、穩(wěn)定、增稠、改善口感、防止粘牙、延長儲存期等作用；用；各類罐頭，包括蔬菜、水果、蘑菇、魚

15、類、肉類、蛋類罐各類罐頭，包括蔬菜、水果、蘑菇、魚類、肉類、蛋類罐頭，香腸，包裝奶等添加了頭，香腸，包裝奶等添加了乳鏈桿菌肽乳鏈桿菌肽，以保鮮、防腐，以保鮮、防腐，保存營養(yǎng)和改善口感等；保存營養(yǎng)和改善口感等；各種果汁、啤酒和飲料中均需使用各種果汁、啤酒和飲料中均需使用檸檬酸或乳酸檸檬酸或乳酸作為酸味作為酸味劑調(diào)節(jié)口味、口感；劑調(diào)節(jié)口味、口感；飯店、食堂和家庭制作的菜肴中常加飯店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷味精或肌苷，以增加，以增加鮮味。鮮味?？梢哉f市場上出售的各類食品均加有各種食品添加劑，其可以說市場上出售的各類食品均加有各種食品添加劑，其中約中約70%70%80%80%的食品添加劑

16、是用發(fā)酵法的食品添加劑是用發(fā)酵法，或發(fā)酵產(chǎn)生的酶，或發(fā)酵產(chǎn)生的酶，加工生產(chǎn)的。加工生產(chǎn)的。 制藥業(yè)：抗生素、氨基酸、維生素的生產(chǎn)廠家；制藥業(yè)：抗生素、氨基酸、維生素的生產(chǎn)廠家；食品業(yè)：醋、醬油、醬、酒等的生產(chǎn)廠家；食品業(yè)：醋、醬油、醬、酒等的生產(chǎn)廠家；輕工業(yè)：檸檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干酵母、輕工業(yè)：檸檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干酵母、色素、黃原膠、甘油等的生產(chǎn)廠家；色素、黃原膠、甘油等的生產(chǎn)廠家；化工業(yè)：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯酰胺化工業(yè)：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯酰胺和聚丙烯酰胺等的生產(chǎn)廠家；和聚丙烯酰胺等的生產(chǎn)廠家；飼料業(yè)：飼料添加劑的生產(chǎn)廠家；飼料業(yè)：飼料添加劑的生產(chǎn)廠家；

17、農(nóng)藥業(yè)：農(nóng)用抗生素、微生物肥料、微生物農(nóng)藥農(nóng)藥業(yè)：農(nóng)用抗生素、微生物肥料、微生物農(nóng)藥等的生產(chǎn)廠家。等的生產(chǎn)廠家。酒類酒類：如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等；：如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等；有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑：如乙醇、丙酮、丁醇、甘油；：如乙醇、丙酮、丁醇、甘油；有機(jī)酸有機(jī)酸：如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、檸檬酸、酒石酸、衣康酸、長鏈二：如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、檸檬酸、酒石酸、衣康酸、長鏈二元酸（以十三到十八碳的直鏈烷烴為原料的發(fā)酵產(chǎn)品）；元酸（以十三到十八碳的直鏈烷烴為原料的發(fā)酵產(chǎn)品）；氨基酸氨基酸：如谷氨酸（單谷氨酸鈉又稱味精）、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨：如谷氨酸（單谷氨酸鈉又稱味精）、賴氨酸、亮

18、氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨酸、絲氨酸、丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸、苯酸、纈氨酸、精氨酸、絲氨酸、丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等；丙氨酸、脯氨酸等；核苷酸及其類似物核苷酸及其類似物：如鳥嘌呤核苷酸（：如鳥嘌呤核苷酸（5-gmp5-gmp）、肌苷酸（）、肌苷酸（5-imp5-imp）、）、腺嘌呤核苷酸（腺嘌呤核苷酸（5-amp5-amp）、黃嘌呤核苷酸（）、黃嘌呤核苷酸（5-xmp5-xmp）等；）等；抗生素抗生素：包括疾病治療的藥用抗生素，農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)用于防病抗病的抗：包括疾病治療的藥用抗生素，農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)用于防病抗病的抗生素，如青霉素、頭孢霉素、鏈霉素、四環(huán)素、土霉素

19、、紅霉素、稻瘟生素，如青霉素、頭孢霉素、鏈霉素、四環(huán)素、土霉素、紅霉素、稻瘟素、井崗霉素、春日霉素等等；素、井崗霉素、春日霉素等等；多糖多糖：如黃原膠、普魯蘭等；：如黃原膠、普魯蘭等；酶酶：如堿性蛋白酶（洗滌劑）、中性蛋白酶（洗滌劑等）、脂肪酶（洗：如堿性蛋白酶（洗滌劑）、中性蛋白酶（洗滌劑等）、脂肪酶（洗滌劑）、滌劑）、-淀粉酶（淀粉水解）、葡萄糖淀粉酶（葡萄糖生產(chǎn)）、葡萄淀粉酶（淀粉水解）、葡萄糖淀粉酶（葡萄糖生產(chǎn)）、葡萄糖異構(gòu)酶（高果糖糖漿生產(chǎn)）、纖維素酶（纖維素水解、紡織品加工）、糖異構(gòu)酶（高果糖糖漿生產(chǎn)）、纖維素酶（纖維素水解、紡織品加工）、果膠酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（奶酪制

20、造）、青霉素?；腹z酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（奶酪制造）、青霉素?；福ㄇ嗝顾啬负松a(chǎn)）、天冬氨酸酶（青霉素母核生產(chǎn)）、天冬氨酸酶（l l天冬氨酸制造）、延胡索酸酶天冬氨酸制造）、延胡索酸酶（l l蘋果酸制造）、葡萄糖氧化酶（檢驗(yàn)葡萄糖）、乳酸脫氫酶（臨床蘋果酸制造）、葡萄糖氧化酶（檢驗(yàn)葡萄糖）、乳酸脫氫酶（臨床檢驗(yàn)）、鏈激酶（治療血栓）等等，目前世界上有檢驗(yàn)）、鏈激酶（治療血栓）等等，目前世界上有100100多種酶用微生物發(fā)多種酶用微生物發(fā)酵生產(chǎn)，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。酵生產(chǎn)，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)有六大類要素，即水、碳源、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)有六大類要素，即水、碳源、氮源、無機(jī)鹽

21、、生長因子和能源。氮源、無機(jī)鹽、生長因子和能源。生長因子：某些微生物本身不能從普通的碳源、生長因子：某些微生物本身不能從普通的碳源、氮源合成，需要額外少量加入才能滿足需要的有氮源合成，需要額外少量加入才能滿足需要的有機(jī)物質(zhì)，包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其機(jī)物質(zhì)，包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有時(shí)也包括一些脂肪酸及其他膜成分衍生物，有時(shí)也包括一些脂肪酸及其他膜成分 營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)滿足微生物的需要。不同營養(yǎng)類型的微生營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)滿足微生物的需要。不同營養(yǎng)類型的微生物對營養(yǎng)的需求差異很大，應(yīng)根據(jù)菌種對各營養(yǎng)要素的物對營養(yǎng)的需求差異很大，應(yīng)根據(jù)菌種對各營養(yǎng)要素的不同要求進(jìn)行配制。不同要求進(jìn)行

22、配制。 營養(yǎng)物的濃度及配比應(yīng)恰當(dāng)。營養(yǎng)物濃度太低，不能營養(yǎng)物的濃度及配比應(yīng)恰當(dāng)。營養(yǎng)物濃度太低，不能滿足微生物生長的需要；濃度太高，又會抑制微生物生滿足微生物生長的需要；濃度太高，又會抑制微生物生長。長。物理、化學(xué)條件適宜。（物理、化學(xué)條件適宜。（phph、水活度、滲透壓、水活度、滲透壓 ）在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí)，必須考慮是要培養(yǎng)菌體，還是要積在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí)，必須考慮是要培養(yǎng)菌體，還是要積累菌體代謝產(chǎn)物；是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，還是大規(guī)模發(fā)酵等問累菌體代謝產(chǎn)物；是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，還是大規(guī)模發(fā)酵等問題。題。 利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時(shí)，投放的最適原料和利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時(shí)，投放的最適原料和產(chǎn)生酒精的階段要控制的必要

23、條件是（產(chǎn)生酒精的階段要控制的必要條件是（ ）a a玉米粉和有氧玉米粉和有氧b b大豆粉和有氧大豆粉和有氧c c玉米粉和無氧玉米粉和無氧d d大豆粉和無氧大豆粉和無氧關(guān)于單細(xì)胞蛋白敘述正確的是（關(guān)于單細(xì)胞蛋白敘述正確的是（ ）a a是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)b b通過發(fā)酵生產(chǎn)的微生物菌體通過發(fā)酵生產(chǎn)的微生物菌體c c是微生物細(xì)胞分泌的抗生素是微生物細(xì)胞分泌的抗生素d d單細(xì)胞蛋白不能作為食品單細(xì)胞蛋白不能作為食品 單細(xì)胞蛋白是利用淀粉或維生素的水解液，制糖工業(yè)的單細(xì)胞蛋白是利用淀粉或維生素的水解液，制糖工業(yè)的廢液，石化產(chǎn)品等為原料，通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，廢

24、液，石化產(chǎn)品等為原料，通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，所以不是特指微生物的某種蛋白質(zhì)或抗生素；單細(xì)胞蛋白含所以不是特指微生物的某種蛋白質(zhì)或抗生素；單細(xì)胞蛋白含有豐富的蛋白質(zhì)，如真菌蛋白可作為食品。有豐富的蛋白質(zhì)，如真菌蛋白可作為食品。 谷氨酸棒狀桿菌的培養(yǎng)液常采用的滅菌方谷氨酸棒狀桿菌的培養(yǎng)液常采用的滅菌方法是（法是（ ）a a高壓蒸汽滅菌高壓蒸汽滅菌b b高溫滅菌高溫滅菌c c加入抗生素滅菌加入抗生素滅菌d d酒精滅菌酒精滅菌 單細(xì)胞蛋白是利用淀粉或維生素的水解液，制糖工業(yè)的單細(xì)胞蛋白是利用淀粉或維生素的水解液，制糖工業(yè)的廢液，石化產(chǎn)品等為原料，通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，廢液，石化產(chǎn)品等為

25、原料，通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，所以不是特指微生物的某種蛋白質(zhì)或抗生素；單細(xì)胞蛋白含所以不是特指微生物的某種蛋白質(zhì)或抗生素；單細(xì)胞蛋白含有豐富的蛋白質(zhì)，如真菌蛋白可作為食品。有豐富的蛋白質(zhì)，如真菌蛋白可作為食品。 工業(yè)上利用谷氨酸棒狀桿菌大量積累谷氨酸，應(yīng)工業(yè)上利用谷氨酸棒狀桿菌大量積累谷氨酸，應(yīng)采用的最好方法是（采用的最好方法是（ ）a a加大菌種密度加大菌種密度b b改變碳源和氮源比例改變碳源和氮源比例c c改變菌體細(xì)胞膜通透性改變菌體細(xì)胞膜通透性d d加大葡萄糖釋放量加大葡萄糖釋放量 谷氨酸棒狀桿菌能夠利用谷氨酸棒狀桿菌能夠利用c6h12o6c6h12o6，經(jīng)過復(fù)雜的代謝過程，經(jīng)過復(fù)

26、雜的代謝過程形成谷氨酸；谷氨酸合成過量，使合成途徑中斷，要提高谷形成谷氨酸；谷氨酸合成過量，使合成途徑中斷，要提高谷氨酸產(chǎn)量的最好方法是改變菌體細(xì)胞膜的通透性，使谷氨酸氨酸產(chǎn)量的最好方法是改變菌體細(xì)胞膜的通透性，使谷氨酸能迅速排放到外面，避免因過量引起合成途徑中斷。能迅速排放到外面，避免因過量引起合成途徑中斷。 關(guān)于滅菌和消毒的不正確的理解是（關(guān)于滅菌和消毒的不正確的理解是（ ）a a滅菌是指殺滅環(huán)境中的一切微生物的細(xì)胞、滅菌是指殺滅環(huán)境中的一切微生物的細(xì)胞、芽孢和孢子芽孢和孢子b b消毒和滅菌實(shí)質(zhì)上是相同的消毒和滅菌實(shí)質(zhì)上是相同的c c接種環(huán)用灼燒法滅菌接種環(huán)用灼燒法滅菌d d常用滅菌的方法

27、有加熱法、過濾法、紫外線常用滅菌的方法有加熱法、過濾法、紫外線法、化學(xué)藥品法法、化學(xué)藥品法 1 1滅菌是指采用強(qiáng)烈的理化因素殺死一定環(huán)境中所有微生物的細(xì)胞、滅菌是指采用強(qiáng)烈的理化因素殺死一定環(huán)境中所有微生物的細(xì)胞、芽孢和孢子的措施，是徹底殺死。消毒是一種采用較溫和的理化因素，殺芽孢和孢子的措施，是徹底殺死。消毒是一種采用較溫和的理化因素，殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌，而對被消毒物體基本無害死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌，而對被消毒物體基本無害的措施，是部分殺滅。的措施，是部分殺滅。2 2常用滅菌方法：物理殺菌的常用方法：高溫、常用滅菌方法：物理殺菌的常用方法：高溫、輻射

28、、超聲波和激光等；化學(xué)殺菌常用方法：表面消毒劑和化學(xué)治療劑，輻射、超聲波和激光等；化學(xué)殺菌常用方法：表面消毒劑和化學(xué)治療劑，如抗生素，中草藥有效成分。如抗生素，中草藥有效成分。 為研究微生物群體生長規(guī)律，常將少量的某種細(xì)為研究微生物群體生長規(guī)律，常將少量的某種細(xì)菌接種到培養(yǎng)基中，取樣測定培養(yǎng)基里的細(xì)菌數(shù)菌接種到培養(yǎng)基中，取樣測定培養(yǎng)基里的細(xì)菌數(shù)目，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)為縱坐目，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)為縱坐標(biāo)，得到生長曲線圖，對培養(yǎng)基的要求是（標(biāo)，得到生長曲線圖，對培養(yǎng)基的要求是（ ）a a恒定容積的液體培養(yǎng)基恒定容積的液體培養(yǎng)基b b任意容積的液體培養(yǎng)基任意容積的液體培養(yǎng)

29、基c c恒定容積的半固體培養(yǎng)基恒定容積的半固體培養(yǎng)基d d任意容積的半固體培養(yǎng)基任意容積的半固體培養(yǎng)基在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸人發(fā)酵罐。初期，過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸人發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧逐漸耗盡。酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧逐漸耗盡。隨后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降解，酒精濃度漸漸隨后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降解，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降到一定程度后，

30、結(jié)束發(fā)酵。上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。根據(jù)上述過程，回答以下問題：最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。根據(jù)上述過程，回答以下問題：（1 1）該過程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)是）該過程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)是 。（2 2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。（3 3）經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中，）經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中，98.598.5形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余物，其余1.51.5則是用于則是用于 。（4 4）請寫出由麥芽糖）請寫出由麥芽糖葡萄糖葡萄糖酒精的反應(yīng)方程式。酒精的反應(yīng)方程式

31、。（5 5）如果酵母菌消耗的糖（沒有麥芽糖，相對分子質(zhì)量為）如果酵母菌消耗的糖（沒有麥芽糖，相對分子質(zhì)量為342342）有有98.598.5（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）形成酒精（相對分子質(zhì)量為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）形成酒精（相對分子質(zhì)量為46.046.0）和其他）和其他發(fā)酵產(chǎn)物。設(shè)有發(fā)酵產(chǎn)物。設(shè)有500t500t麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.008.00，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為3.203.20（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的啤酒多少噸？（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的啤酒多少噸？答案答案（1）既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸）既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸（2）出芽生殖）出芽生殖（3）酵母

32、菌自身的生長和繁殖）酵母菌自身的生長和繁殖（4）c12h22o11+h2o2 c6h12o6 c6h12o6 2c2h5oh+2co2（5）c2h5oh的相對分子質(zhì)量為的相對分子質(zhì)量為46.0（500t8.00%98.5% 46 4/342）/ 0.032=662t盡管微生物發(fā)酵有各種各樣的產(chǎn)物，但通常它們盡管微生物發(fā)酵有各種各樣的產(chǎn)物，但通常它們的生產(chǎn)能力小而且單一，不能勝任大批量的工業(yè)的生產(chǎn)能力小而且單一，不能勝任大批量的工業(yè)生產(chǎn)，于是，科學(xué)家們想方設(shè)法使它們的生產(chǎn)，于是，科學(xué)家們想方設(shè)法使它們的“功力功力”增長幾十倍到上百倍，從而成為本領(lǐng)高強(qiáng)的增長幾十倍到上百倍，從而成為本領(lǐng)高強(qiáng)的“高高級工人級工人”。第一種方法是用人工辦法讓微生物的。第一種方法是用人工辦法讓微生物的dnadna發(fā)生突變。比如在發(fā)生突變。比如在dnadna分子的長鏈中插入或刪分子的長鏈中插入或刪除堿基，或者把某一堿基換成另外一種。然后在除堿基，或者把某一堿基換成另外一種。然后在這些動過這些動過“小手術(shù)小手術(shù)”的菌種中篩選出符合我們要的菌種中篩選出符合我們要求的，能增加產(chǎn)量的個(gè)體。求的，能增加產(chǎn)量的個(gè)體。（1 1）發(fā)酵