發(fā)酵學總結(發(fā)酵)

名詞解釋1.發(fā)酵：原料中的有效成份經(jīng)微生物和微生物酶的作用轉變?yōu)榫凭�、酒類產(chǎn)品、有機酸、氨基酸、抑制劑、抗菌素等物質的過程。2.啤酒：以優(yōu)質大麥有主要原料，大米和啤酒花為輔料，經(jīng)過制麥、糖化、啤酒酵母發(fā)酵等工序制成的富含營養(yǎng)物質和二氧化碳的低度酒精飲料。3.葡糖酒：以新鮮葡萄或葡萄汁為原料，經(jīng)全部或部分發(fā)酵釀制而成的，酒精度等于或大于7.0%（Vol）的發(fā)酵酒。干葡萄酒：葡萄酒釀造后，葡萄汁中的糖完全轉化為酒精，殘?zhí)橇啃∮诨虻扔?.0g|L的紅葡萄酒。4.白酒：又名燒酒，它是以曲類、酒母等為糖化發(fā)酵劑，利用糧谷或代用料，經(jīng)蒸煮、糖化發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾兌而成的蒸餾酒。麩曲白酒：以高粱、玉米、薯干及高粱糠等含淀粉的物質為原料，采用純種培養(yǎng)的麩曲為糖化劑，純種培養(yǎng)的酵母為發(fā)酵劑所生產(chǎn)的蒸餾酒。5.發(fā)芽力：三天內(nèi)發(fā)芽的百分數(shù)，要求不低于90%。發(fā)芽率：五天內(nèi)發(fā)芽的百分數(shù)，要求不低于96%。6.浸麥度：大麥浸漬后所含水分的百分數(shù)。7.露點率：露出根芽的麥粒所含的百分比。8.水敏性：大麥吸收水分到一定程度后，抑制發(fā)芽的現(xiàn)象。9.庫爾巴哈值：用標準協(xié)定糖化法制得協(xié)定麥汁后制定的總可溶性氮與麥汁總氮之比。10.糖化：利用麥芽中所含的各種水解酶在適宜的條件下將麥芽和輔料中的不溶性大分子物質逐步分解為可溶性的低分子物質的分解過程。11.料水比：100kg原料中用水的升數(shù)。12.糊化：在一定溫度下，淀粉顆粒吸水膨脹，細胞壁破裂，淀粉分子溶出，呈膠體狀態(tài)分布于水中，形成糊狀物的過程。13.大麥整齊度：分級大麥中，同一腹徑或厚度麥粒所占的質量百分數(shù)。14.食醋：以糧食、果實、酒精等含有淀粉、糖類、酒精的中物質為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵釀制而成的一種酸性調味品。15.醬醪：將成曲拌入多量鹽水，成為濃稠的半流動狀態(tài)的混合物。16.啤酒的生物穩(wěn)定性：由于微生物的原因而造成啤酒穩(wěn)定性變化的現(xiàn)象。啤酒的非生物性穩(wěn)定性：指啤酒在生產(chǎn)、運輸、貯存的過程中，有外界非生物原因引起的渾濁沉淀。17.煮沸強度：每小時內(nèi)蒸發(fā)出水分的百分數(shù)。18.生抽：是以優(yōu)質的黃豆和面粉為原料，經(jīng)發(fā)酵成熟后提取而成，并按提取次數(shù)的多少分為一級、二和三級。老抽：是在生抽中加入焦糖，經(jīng)特別工藝制成的濃色醬油，適合肉類增色用。19.AF（酒精發(fā)酵）：酵母菌將葡萄漿果中的糖分解為酒精、二氧化碳、其他副產(chǎn)物的過程。20.巴斯德效應：酵母細胞先通過無氧的EMP酵解途徑產(chǎn)生丙酮酸，因為氧的存在，丙酮酸進入TCA循環(huán)，進行有氧分解產(chǎn)生更多的生物能，從而使無氧分解途徑受到抑制的現(xiàn)象。反巴斯德效應：在發(fā)酵基質（麥芽汁）中含有較高的葡萄糖（包括果糖）濃度（0.4%1.0%以上）時，分子氧存在不能抑制發(fā)酵，有氧呼吸反而受到抑制。21.葡萄糖阻遏效應：麥汁中的葡萄糖濃度高于0.2%0.5%時，葡萄糖會抑制酵母分泌麥芽糖滲透酶，從而抑制麥芽糖的發(fā)酵，當葡萄糖濃度低于0.2%時，抑制才會解除，麥芽糖才能被利用的現(xiàn)象。

簡答：1.SO2作用：①殺菌作用②增酸作用③溶解作用④澄清作用⑤抗氧化作用。2.葡萄酒的保健作用：3.啤酒花的成分及其作用：①酒花油②酒花樹脂③多酚類物質。作用：①賦予啤酒香味和爽口苦味②提高啤酒泡沫的持久性③促進蛋白質沉淀，有利于啤酒澄清④酒花有抑菌作用。4.啤酒生產(chǎn)為什么要選用大麥為原料：①大麥便于發(fā)芽，且發(fā)芽后產(chǎn)生大量的水解酶類②大麥種植遍及全球，原料易得③大麥的化學成分適合釀造啤酒④大麥不是人類食用的主糧，故啤酒釀造者一直沿襲使用大麥釀造啤酒。5.二棱大麥與六棱大麥的特點差異：二是六的變種，麥穗扁形，延髓軸只有成對的兩行籽粒，籽粒均勻整齊，比較大。供職麥芽，釀造啤酒。二顆粒飽滿，內(nèi)容物較多，表皮較少。則淀粉含量相對較高，蛋白質含量相對較低。多酚物質和苦味物質較少，大麥的浸出物含量相對高。六大麥的原始形態(tài)，麥穗斷面呈六角形，六行麥粒圍繞一根穗軸而生，其中只有中間對稱兩行籽粒發(fā)育正常，其左右四行籽粒發(fā)育遲緩，粒行不正。因此六籽粒不夠整齊，麥�；�座彎曲，多用以制麥曲。麥皮比二厚，淀粉含量相對較低，蛋白質含量相對高。6.糖化輔料的作用：①降低生產(chǎn)成本②降低麥汁總氮③調整啤酒發(fā)酵度④改善啤酒的泡沫性⑤調整原料和輔料的比例。7.發(fā)芽的目的：①形成各種酶類，并使原來存在于大麥中的非活化酶得到活化和增長②使麥粒中的高分子物質得到

部分溶解，以利于糖化。8.浸麥的作用：①提高大麥的含水量，達到發(fā)芽的水分要求②通過洗滌，出去麥粒表面的灰塵、雜質和微生物③加速表皮中有害物質的浸出。9.干燥的目的：①除去綠麥芽多余的水分，防止腐敗變質，便于貯藏②終止綠麥芽的生長和酶的分解作用③除去綠麥芽的生腥味，使麥芽產(chǎn)生特有的色、香、味④便于干燥后除去麥根。10.糖化的方法及其特點：①浸出糖化法：糖化醪液至始至終不經(jīng)過煮沸，單純依靠酶的作用浸出各種物質，原料只使用麥芽不用輔料，全部醪液從一定的溫度開始緩慢分階段升溫到糖化終了溫度②煮出糖化法：兼用生化作用和物理作用進行糖化的方法。將糖化醪液的一部分取出，放到糖化鍋里，逐步升溫加熱至沸騰，維持一段時間，然后與其余未煮沸的醪液混合，使溫度升到不同酶分解所需要的溫度，最終達到糖化終了溫度。11.冷卻的目的：①回潮②沉淀有害物質③增加麥汁的溶解氧，利于酵母的生長繁殖。12.優(yōu)良酵母的主要生理特性要求：①凝聚性②發(fā)酵度③酵母死滅溫度④產(chǎn)孢能力⑤雙乙酰峰值和還原速度⑥耐壓性⑦酵母的風味和泡沫的穩(wěn)定性。13.主發(fā)酵與后發(fā)酵的作用：溫度較低，發(fā)酵緩慢，酒味醇厚，泡沫細膩，酒澄清完全，對縮短成熟期有利，還能延長酵母使用代數(shù)，減慢酵母的衰老。后發(fā)酵的目的：殘?zhí)抢^續(xù)發(fā)酵，促進啤酒風味成熟，增加CO2的溶解量，促進啤酒的澄清。14.影響啤酒非生物穩(wěn)定性的因素及其控制方法：⑴影響因素：①高分子蛋白質、多酚物質渾濁；②重金屬的影響；③氧化作用的影響。⑵控制方法：①啤酒原輔料的控制②糖化控制③麥汁過濾④麥汁煮沸⑤沉淀冷卻⑥發(fā)酵⑦過濾⑧灌裝⑨儲存與銷售。15.影響啤酒生物穩(wěn)定性的因素及其方法：⑴影響因素：①酵母渾濁②細菌渾濁③醋酸菌④足球菌。⑵解決方法：巴氏殺菌法或無菌過濾法。16.雙乙酰的消除與控制：①菌種②麥汁成分有足夠的α氨基氮③釀造用水：殘余堿度

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1．發(fā)酵工程的定義

發(fā)酵工程是利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品的工程技術，它將微生物學、生物化學和化學工程學的基本原理有機地結合起來，是生物技術的重要組成部分，是生物技術產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。2．發(fā)酵工程的應用

醫(yī)藥工業(yè)食品工業(yè)能源工業(yè)化學工業(yè)冶金工業(yè)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護3。發(fā)酵的一般工藝過程

（1）培養(yǎng)基的選擇，制備（2）培養(yǎng)基，發(fā)酵罐以及附屬設備滅菌(3)菌種擴大培養(yǎng)(4)控制最適發(fā)酵的條件，使微生物生長并產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物（5）產(chǎn)品提取和精制4．培養(yǎng)基配制要求

A.培養(yǎng)基應滿足微生物的需要；B.適宜的濃度、配比、pH值；

C.培養(yǎng)基原料發(fā)酵率高，發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少；D.培養(yǎng)基原料質量高，價格低廉；且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于采購運輸，適合大規(guī)模儲藏，能保證生產(chǎn)上的供應；

E.所選用的培養(yǎng)基應能滿足總體工藝的要求，如不應該影響通氣、提取、純化及廢物處理等。5．培養(yǎng)基的成分

碳源、氮源、無機鹽、微量元素、水、前體6。種子的擴大培養(yǎng)

種子擴大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng),最終獲得一定數(shù)量和質量的純種過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。7．發(fā)酵動力學：

它以化學熱力學(研究反應的方向)和化學動力學(研究反應的速度)為基礎，研究發(fā)酵過程中變量在活細胞作用下變化的規(guī)律，以及各種發(fā)酵條件對這些變量變化速度的影響。8．發(fā)酵動力學研究目的：

有助于我們更加深入地認識和掌握發(fā)酵過程，為工業(yè)發(fā)酵的模擬、優(yōu)化和控制訂下良好的理論基礎。

9．發(fā)酵動力學研究內(nèi)容

細胞生長和死亡動力學基質消耗動力學氧消耗動力學

二氧化碳生成動力學產(chǎn)物合成和降解動力學代謝熱生成動力學10．分批發(fā)酵動力學生物反應模式1）.停滯期

停滯期是微生物細胞適應新環(huán)境的過程。2）.對數(shù)生長期

處于對數(shù)生長期的微生物細胞的生長速率大大加快單位時間內(nèi)細胞的數(shù)目或質量的增加維持穩(wěn)定，并達到最大值。3）.穩(wěn)定期

在細胞生長代謝過程中，培養(yǎng)基中的底物不斷被消耗，一些對微生物生長代謝有害的物質在不斷積累。受此影響，微生物的生長速率和比生長速率就會逐漸下降，直至完全停止，這時就進入穩(wěn)定期。4）.死亡期

在死亡期，細胞的營養(yǎng)物質和能源儲備已消耗殆盡，不能再維持細胞的生長和代謝，因而細胞開始死亡。

11．連續(xù)發(fā)酵動力學

所謂連續(xù)培養(yǎng)，就是在發(fā)酵過程中一邊補入新鮮料液，一邊以相近的流速放料，維持發(fā)酵液原來的體積。

分批補料發(fā)酵動力學

所謂分批補料培養(yǎng)技術，是指在分批培養(yǎng)過程中，間歇或連續(xù)的添加新鮮培養(yǎng)基的方法。

補料分批培養(yǎng)的優(yōu)點及應用

12．發(fā)酵控制

收集能反映發(fā)酵過程變化的各種理化參數(shù)

將各種參數(shù)變化和發(fā)酵代謝規(guī)律聯(lián)系起來各種參數(shù)生物學意義建立各種數(shù)學模型以描述各參數(shù)之間隨時間變化的關系發(fā)酵控制

13．種齡：是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。

接種量：是指移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。接種量的確定

移入種子的體積接種量＝接種后培養(yǎng)液的體積

在抗生素工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)抗生素發(fā)酵的最適接種量為7％一15％，有時可增加到20％一28％。接種量的大小決定于生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中生長繁殖的速度。采用較大的接種量可以縮短發(fā)酵罐中菌絲繁殖到達高峰的時間，使產(chǎn)物的形成提前到來。14．在線檢測參數(shù)和離線檢測參數(shù)

在線檢測參數(shù)指不經(jīng)取樣直接從發(fā)酵罐上安裝的儀表上得到的參數(shù)，如溫度、pH、攪拌轉速；

離線檢測參數(shù)指取出樣后測定得到的參數(shù)，如殘?zhí)�、NH2-N、菌體濃度。

15．重要參數(shù)

溫度溶解氧濃度pHCO2碳源氮源前體濃度補料控制泡沫16．種子質量的判斷

由于菌種在種子罐中的培養(yǎng)時間較短，可供分析的參數(shù)較少，使種子的內(nèi)在質量難以控制，為了保證各級種子移種前的質量，除了保證規(guī)定的培養(yǎng)條件外，在過程中還要定期取樣測定一些參數(shù)以觀察基質的代謝變化及菌絲形態(tài)是否正常。在生產(chǎn)中通常測定的參數(shù)為1）pH；

2）培養(yǎng)基滅菌后磷、糖、氨基氮的含量；

3）菌絲形態(tài)、菌絲濃度和培養(yǎng)液外觀（色素、顆粒等）；4）其他參數(shù)，如接前抗生素含量、某種酶活力等17。菌種改良目的

提高產(chǎn)量、提高產(chǎn)物的純度，減少副產(chǎn)物;提高有效組分,減少色素等雜質、改變菌種性狀，改善發(fā)酵過程、菌種的遺傳性狀，特別是生產(chǎn)性狀穩(wěn)定、開發(fā)新品種18．發(fā)酵工業(yè)菌種的要求

培養(yǎng)基原料廉價，生成的目的產(chǎn)物產(chǎn)量高、易于回收、生長較快，發(fā)酵周期短、培養(yǎng)條件易于控制、抗噬菌體及雜菌污染能力強、菌種不易變異退化、對放大設備的適應性強、菌種不是病原菌。

19．菌種保藏方法

斜面低溫保藏法砂土管保藏法冰凍真空干燥法液氮超低溫保藏20．發(fā)酵熱

所謂發(fā)酵熱就是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌+Q通氣－Q蒸發(fā)－Q顯－Q輻射21．參數(shù)分類

代謝參數(shù)按性質分可分三類：

物理參數(shù)：溫度、攪拌轉速、空氣壓力、空氣流量、溶解氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等

化學參數(shù)：基質濃度（包括糖、氮、磷）、pH、產(chǎn)物濃度、、核酸量等

生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌濃度、菌體比生長速率、呼吸強度、基質消耗速率、關鍵酶活力等從檢測手段分可分為：直接參數(shù)、間接參數(shù)

直接參數(shù)：通過儀器或其它分析手段可以測得的參數(shù)，如溫度、pH、殘?zhí)堑乳g接參數(shù)：將直接參數(shù)經(jīng)過計算得到的參數(shù)，如攝氧率等22,生物熱：

在發(fā)酵過程中，菌體不斷利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質，將其分解氧化而產(chǎn)生的能量，其中一部分用于合成高能化合物（如ATP）提供細胞合成和代謝產(chǎn)物合成需要的能量，其余一部分以熱的形式散發(fā)出來，這散發(fā)出來的熱就叫生物熱。23溫度對發(fā)酵的影響：

（1）酶學方面：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度升高，反應速率加大，有利于菌體生長和產(chǎn)物

積累，但菌體的衰退也加快，菌體對氧的消耗相應加快，而溫度升高時，氧的溶解度下降，所以應綜合考慮

（2）產(chǎn)物方面：溫度能影響菌體分泌的產(chǎn)物種類及酶系

（3）菌體特性方面：同種菌體在生長和產(chǎn)物積累階段所要求的溫度往往有差別，多數(shù)情況下是最適生長溫度比產(chǎn)物積累的最適溫度要略高些。

24溶解氧的控制方法：氣體的成分、攪拌的速度、擋板、通氣速率、罐壓、基質濃度、表面活性劑、溫度

25．發(fā)酵過程pH變化的原因：

1、基質代謝：（1）糖代謝（2）氮代謝（3）生理酸堿性物質利用后pH會上升或下降2、產(chǎn)物形成

3、菌體自溶，pH上升，發(fā)酵后期，pH上升。26．pH對發(fā)酵的影響（1）pH影響酶的活性。

（2）pH值影響微生物細胞膜所帶電荷的改變，從而改變細胞膜的透性，影響微生物對營養(yǎng)

物質的吸收及代謝物的排泄，因此影響新陳代謝的進行

（3）pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離，從而影響微生物對這些物質的利用（4）pH影響代謝方向27．pH的控制：1、調節(jié)好基礎料的pH

2、在基礎料中加入維持pH的物質3、通過補料調節(jié)pH

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