酵母菌在发酵工业中的应用
发酵工业中常用常见的酵母菌
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发酵工业中常用常见的酵母菌(一)酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)这是发酵工业上最常用的菌种之一(图2-84)。
按细胞长与宽的比例可将其分为三组。
1)细胞多为圆形或卵形,长与宽之比为1~2。
这类酵母除了用于酿造饮料酒和制作面包外,还用于乙醇发酵。
其中德国2号和12号(RasseII和RasseXII)最有名,但因其不能耐高浓度盐类,故只适用于以糖化的淀粉质为原料生产乙醇和白酒。
2)细胞形状以卵形和长卵形为主,也有些圆形或短卵形细胞,长与宽之比通常为2。
常形成假菌丝,但不发达也不典型。
这类酵母主要用于酿造葡萄酒和果酒,也可用于酿造啤酒、蒸馏酒和酵母生产。
葡萄酒酿造业称此为葡萄酒酵母(Sac.ellisoideus)。
3)大部分细胞长宽之比大于2,它以俗名为台湾396号酵母为代表。
我国南方常将其用于糖蜜原料生产乙醇。
其特点为耐高渗压,可忍受高浓度盐类。
该酵母原称魏氏酵母(Sac.willanus)。
在啤酒酿造中最早采用的酵母是卡尔斯伯啤酒厂的E.C.Hansen(1842~1909年)在1883年分离的卡尔斯伯酵母(Saccharomyces carlsbergensis),这是一种底面发酵酵母。
酿酒酵母也可用于啤酒酿造,但属上面发酵酵母,这两种酵母发酵的过程和啤酒风味都有所不同。
目前在分类上皆采用酿酒酵母的学名。
底面发酵酵母其细胞为圆形或卵圆形,直径为5~10μm。
它与酿酒酵母在外形上的区别是,卡氏酵母部分细胞的细胞壁有一平端。
另外,温度对这两类酵母的影响也不同。
在高温时,酿酒酵母比卡氏酵母生长得更快,但在低温时卡氏酵母生长较快。
酿酒酵母繁殖速度最高时的温度为33℃,而卡氏酵母需在36℃。
但在8℃时卡氏酵母较酿酒酵母繁殖速度几乎快一倍。
(二)异常汉逊酵母(Hansenula anomala)细胞为圆形,直径4~7μm,椭圆形成腊肠形,大小为(2.5~6)μm×(4.5~20)μm,甚至有长达30μm的长细胞,多边芽殖,发酵,液面有白色菌醭,培养液混浊,有菌体沉淀于管底(图2-85)。
酵母菌的应用原理是什么
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酵母菌的应用原理是什么1. 什么是酵母菌酵母菌属于真菌的一类,它们是单细胞的微生物,可以通过发酵作用转化碳水化合物为能量,并产生二氧化碳和酒精等物质。
2. 酵母菌的应用领域酵母菌在多个领域有着广泛的应用,包括食品工业、生物技术和医药领域等。
2.1 食品工业中的应用•酿酒:酵母菌可以发酵果汁或其他含有可被酵母菌转化为酒精的物质,生产各种酒类产品。
•面包制作:酵母菌可以发酵面团中的糖类,产生二氧化碳气泡,使面团膨胀,从而制作出松软的面包。
•发酵乳制品:酵母菌可以通过发酵牛奶或其他乳制品,制作出口感酸甜、具有益生菌作用的乳酸菌产品,如酸奶和酸牛奶等。
2.2 生物技术中的应用•酵母菌表达系统:酵母菌可以被用作一种表达外源蛋白的宿主生物,通过基因工程技术将目标基因导入酵母菌细胞中,使其表达并产生目标蛋白,用于生物制药和其他领域。
•基因组学研究:酵母菌的基因组较小且易于操作,因此成为基因组学研究的重要模式生物,为人们揭示了许多基本生命过程。
•酵母菌遗传工程:通过对酵母菌进行遗传改造,可以产生新的代谢途径和生物合成能力,为生物技术和生物制药的开发提供了新的工具和平台。
2.3 医药领域中的应用•疫苗生产:酵母菌被广泛用于疫苗生产,通过将疾病相关的抗原基因导入酵母菌细胞中,使其表达并产生抗原蛋白,从而用于疫苗的研发和生产。
•酵母菌抗真菌药物:酵母菌自身具有抗真菌能力,因此可以被用于开发针对真菌感染的抗菌药物。
3. 酵母菌的应用原理酵母菌的应用原理主要基于其发酵能力和遗传特性。
3.1 发酵能力酵母菌可以通过发酵作用将碳水化合物转化为能量和其他物质。
在食品工业中,酵母菌的发酵能力可以用于制作酒类和面包等产品。
在生物技术中,酵母菌的发酵能力可以用于表达外源蛋白或生产化合物。
在医药领域中,酵母菌的发酵能力可用于生产疫苗和抗菌药物。
3.2 遗传特性酵母菌的遗传特性使其成为重要的实验室模式生物和生物工程宿主。
酵母菌具有简单的基因组结构和易于操作的遗传机制,使得科学家可以轻松地对其进行遗传改造和研究。
酵母菌在酒发酵中的应用
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酵母菌在酒发酵中的应⽤酵母菌在酿酒⼯业中的应⽤2071454103 程瑜摘要:酵母最早⽤于⼯业⽣产就是⽤于酿酒业。
酵母菌在各种粮⾷酒、果酒的酿造中有⼴泛的应⽤。
酒的酿造原料⼤多采⽤各种⾕物,植物的块茎等原料,在酿制前期,各种原料中的淀粉发⽣糊化反应及在淀粉酶的作⽤下转化为糖,这时就要加⼊酵母菌种进⼊酒精发酵阶段了,在酵母菌的作⽤下,使发酵液中的糖类转化成⼄醇和其他代谢产物。
关键词:酵母菌啤酒果酒⽩酒发酵利⽤微⽣物的作⽤⽽制得的⾷品都可称之为发酵⾷品。
我国传统发酵⾷品历史悠久,曾影响着⽇本、朝鲜等国家。
近年来,我国发酵⾷品⼯业化⽔平逐年提⾼,⽩酒、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的⼯业化⽣产发展迅速,其它产品如腐乳、⾖豉、酱油、发酵肠等,⼯业化程度相对较低。
因此必须提⾼我国传统发酵⾷品⼯业化⽔平,参与国际竞争。
1.酵母菌的性质酵母是⼀种单细胞⽣物,有着天然丰富的营养体系。
酵母细胞中含有⼤量的有机物、矿物质和⽔分。
有机物占细胞⼲重的90%~94%,其中蛋⽩质的含量占细胞⼲重的35%~60%,碳⽔化合物的含量在35%~60%,脂类物质的含量在1%~5%。
酵母细胞中还富含多种维⽣素、矿物质和多种酶类,能促进其被消化吸收。
此外它还含有多种鲜为⼈知的活性物质,如麦⾓固醇、⾕胱⽢肽、超氧化物歧化酶、辅酶A等。
酵母由于具有很⾼的营养成分,不仅直接被开发为营养⾷品,还可进⼀步制成多种营养活性物质,作为营养⾷品的载体,进⼀步深加⼯则成为更具营养和保健价值的⾷品。
2.酵母菌在酒⼯业中的应⽤2.1(⼀)啤酒酿造啤酒酿造是以⼤麦、⽔为主要原料,以⼤⽶或其它未发芽的⾕物、酒花为辅助原料;⼤麦经过发芽产⽣多种⽔解酶类制成麦芽;借助麦芽本⾝多种⽔解酶类将淀粉和蛋⽩质等⼤分⼦物质分解为可溶性糖类、糊精以及氨基酸、肽、胨等低分⼦物质制成麦芽汁;麦芽汁通过酵母菌的发酵作⽤⽣成酒精和CO2以及多种营养和风味物质;最后经过过滤、包装、杀菌等⼯艺制成CO2含量丰富、酒精含量仅3%~4%、富含多种营养成份、酒花芳⾹、苦味爽⼝的饮料酒即成品啤酒。
发酵工程 2 发酵工业菌种应用
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包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、
霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。 常见的工业微生物: 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害细菌、放 线菌生长的噬菌体等 。
一、工业微生物常用菌种
1.细菌(bacteria )
发酵工业常用的细菌有枯草芽孢杆菌、醋酸 杆菌、乳酸菌、棒状杆菌、短杆菌等。用于生 产酶制剂、醋酸、乳酸、氨基酸、肌苷酸等 。
如产腺苷的芽孢杆菌黄嘌呤营养缺陷型菌
株,回复子的比例随传代次数的增加而增加, 腺苷产量也随之下降。 3)创造良好的培养条件 孢子能力的衰退。 在进行栖土曲霉培养
时,温度从28-30℃提高到33-34℃,可防止产
4)利用不易衰退的细胞传代 在放线菌和霉菌中,由于其菌丝细胞常含 有几个细胞核,若用菌丝接种就易出现衰退,而 孢子一般是单核的,用于接种,就不会发生这类
5.其它 担子菌:香菇、灵芝等。 藻类:螺旋藻、单胞藻等。 基因工程菌:基因工程菌在发酵工程已得到广泛 应用,如酶制剂、胰岛素、干扰素、生长激素、 乙型肝炎病苗等的生产。
二、工业生产对菌种的要求 ( 1 )能在廉价原料制成的培养基上生长,且 生成的目的产物产量高、易于回收; (2)生长较快,发酵周期短;
2、退化的原因
1)基因突变
那些控制生产性状的基因发生负突变。
2)分离现象 由于诱变获得的高产菌株本身不纯,
高产突变只发生在一个核(多核时)和一条DNA链
上(单核时),随着细胞分裂,核发生分离,突 变基因和未突变基因发生分离,出现了突变的高 产菌株和未突变的低产菌株。
3 )自发突变
培养环境营养不良、发酵时间过
变异有局限性,复合处理则可扩大突变的位点范
围,使获得正突变菌株的可能性增大,因此,诱
酵母菌在发酵工业中的应用
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酵母菌在发酵工业中的应用一、引言酵母菌是一种单细胞真菌,广泛存在于自然界中。
酵母菌在发酵工业中有着重要的应用价值,可以用于制造食品、饮料、药品等。
二、酵母菌的分类和特点1. 酵母菌的分类根据形态特征和生长习性,酵母菌可以分为真菌型酵母和放线菌型酵母两大类。
真菌型酵母包括啤酒酵母、面包酵母、葡萄酒酵母等;放线菌型酵母包括木霉属、链霉属等。
2. 酵母菌的特点(1)单细胞生物,直径约为5-10微米。
(2)能够进行无氧呼吸或有氧呼吸。
(3)能够利用多种碳源进行代谢。
(4)生长速度较快,繁殖方式为分裂繁殖。
三、食品工业中的应用1. 面包制作面包中的发面过程就是利用了面团中的糖分和水分以及添加剂与空气中的酵母菌共同发酵,产生二氧化碳,使面团膨胀发酵,从而使面包体积增大、口感松软。
2. 啤酒制作啤酒是利用大麦芽、啤酒花等原料,经过糖化、发酵等工艺制成的一种含有少量乙醇的碳酸氢钠型饮料。
啤酒发酵过程中主要利用了啤酒花中的苦味物质和添加的啤酒曲(啤酒用的专门培养出来的活性干燥菌),通过二氧化碳和乙醇生成,从而产生了啤酒所特有的香味和口感。
3. 葡萄酒制作葡萄汁经过压榨后,将其放置在桶内进行自然发酵。
在自然条件下,空气中存在着大量的野生型葡萄汁发酵所需的微生物群落,其中就包括了葡萄自身所携带的天然野生型果皮和果肉上存在着丰富多样的微生物群落。
这些微生物群落中,以酵母菌和乳酸菌为主,它们能够将葡萄汁中的糖分转化为乙醇和二氧化碳,从而产生了葡萄酒所特有的风味和口感。
四、药品工业中的应用1. 生产抗生素酵母菌在抗生素制造过程中起到了关键作用。
例如青霉素生产工艺就是利用青霉菌在发酵过程中产生的抗生素,通过提取、分离等工艺制成。
2. 生产维生素维生素B2是一种重要的维生素,也被称为核黄素。
它可以促进人体内代谢物质的正常运转,对人体健康有很大的益处。
而酵母菌就是维生素B2的重要来源之一。
五、其他应用领域除了食品和药品工业之外,酵母菌还有许多其他应用领域。
酵母发酵手册
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酵母发酵手册
摘要:
1.酵母发酵简介
2.酵母发酵的原理
3.酵母发酵的应用
4.酵母发酵的优缺点
5.酵母发酵的操作流程
6.酵母发酵的注意事项
7.总结
正文:
酵母发酵是一种利用酵母菌进行有机物质分解的过程,它在食品、饮料、生物技术等领域具有广泛的应用。
酵母发酵的原理是利用酵母菌在有氧和无氧条件下分解糖分,产生酒精和二氧化碳。
这种发酵过程具有高效、环保、节能等优点。
酵母发酵的应用非常广泛。
在食品工业中,酵母发酵被用于制作面包、馒头、酒类等食品。
在饮料工业中,酵母发酵被用于生产啤酒、葡萄酒、果酒等。
在生物技术领域,酵母发酵被用于生产胰岛素、抗生素、酶制剂等生物制品。
酵母发酵虽然具有很多优点,但也存在一些缺点。
例如,酵母发酵的温度和湿度要求较高,对环境条件有一定的限制。
此外,酵母发酵过程中可能产生异味和沉淀物,影响产品的品质。
酵母发酵的操作流程包括酵母菌种的选育、培养基的配制、发酵过程的控制、产品的分离提纯等步骤。
在操作过程中,需要注意保持无菌环境,防止污染。
此外,还需要定期检查发酵过程的指标,如pH 值、温度、酒精浓度等,以确保发酵过程的正常进行。
总之,酵母发酵在食品、饮料、生物技术等领域具有重要的应用价值。
酵母菌的应用及原理
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酵母菌的应用及原理1. 引言酵母菌是一种单细胞真菌,广泛存在于自然界中,包括空气、土壤和水体等环境中。
酵母菌具有许多重要的应用,尤其是在食品工业和医药领域。
本文将介绍酵母菌的应用范围及其背后的原理。
2. 食品工业中的应用酵母菌在食品工业中具有重要作用,主要应用有:•面包和面点制作酵母菌可以通过发酵作用使面团膨胀,增加面包和面点的松软度和口感。
在制作面包时,酵母菌会分解面团中的淀粉和糖类,产生二氧化碳气泡,使面包膨胀。
•啤酒酿造酵母菌是啤酒酿造过程中的重要微生物。
酵母菌在啤酒中进行糖类发酵,产生乙醇和二氧化碳,使啤酒发酵并具有独特的风味。
•葡萄酒酿造酵母菌在葡萄酒酿造中也扮演着重要角色。
通过葡萄的葡萄糖和果糖发酵,酵母菌可以将糖转化为乙醇,同时生成香气和风味物质,为葡萄酒增添独特的口感和香气。
3. 医药领域中的应用酵母菌在医药领域也有广泛的应用,具体应用包括:•药物生产酵母菌可以用于制造多种药物,例如抗生素、激素、维生素等。
酵母菌被用作生产药物的工具,通过将目标基因导入酵母菌中,使其产生特定的蛋白质药物。
•疫苗研发酵母菌在疫苗研发中也起到重要作用。
科学家可以将病毒或细菌的抗原基因导入酵母菌中,通过酵母菌表达并产生相关抗原蛋白,从而制备疫苗。
•基因研究酵母菌作为模式生物,在基因研究中被广泛应用。
酵母菌具有简单的基因组和易于操作的性质,使其成为研究基因功能和调控机制的理想工具。
4. 酵母菌的原理酵母菌实现应用的原理主要包括以下几个方面:•发酵作用酵母菌通过发酵作用将糖类转化为二氧化碳和乙醇等产物,从而实现酿造食品和药物的目的。
发酵作用是酵母菌应用的重要原理。
•基因表达酵母菌可以通过基因表达来产生特定的蛋白质,例如药物和抗原蛋白等。
科学家可以将目标基因导入酵母菌中,使其在生长过程中表达目标蛋白质。
•简单基因组酵母菌具有相对简单的基因组,使其成为研究基因功能和调控机制的理想模式生物。
酵母菌的基因组通过基因工程技术可以被修改和操控。
酵母菌在食品工业中的应用与发展
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酵母菌在食品工业中的应用与发展酵母菌是一类微生物,广泛存在于自然界中的土壤、水体和植物等环境中。
它们具有很高的生物活性和发酵能力,因此在食品工业中得到了广泛的应用。
本文将从酵母菌的特性、应用领域和发展前景等方面来探讨酵母菌在食品工业中的应用与发展。
首先,酵母菌具有较高的发酵能力和产酶能力。
酵母菌可以通过发酵过程将碳源转化为酒精和二氧化碳,从而实现食品的发酵和酿造。
例如,啤酒、葡萄酒和面包等食品都是通过酵母菌的发酵制成的。
此外,酵母菌还能产生多种酶,如葡萄糖氧化酶、乳酸酶和蛋白酶等,这些酶能够促进食品的降解和转化,提高食品的品质和口感。
其次,酵母菌在食品工业中的应用领域非常广泛。
除了常见的酿酒和烘焙领域外,酵母菌还被广泛应用于乳制品、肉制品和调味品等食品的生产过程中。
例如,在乳制品中,酵母菌可以发酵乳糖产生乳酸,从而制成酸奶和乳酸饮料。
在肉制品中,酵母菌可以通过发酵过程改善肉品的质地和风味。
在调味品中,酵母菌可以产生具有鲜味的核苷酸,从而增加食品的风味和口感。
此外,酵母菌还可以应用于食品添加剂的生产。
食品添加剂是为了改善食品的质量和稳定性而添加到食品中的物质。
酵母菌可以通过发酵过程产生多种添加剂,如酵母提取物、酵母蛋白和酵母多糖等。
这些添加剂具有抗氧化、保湿和增强免疫力等功能,可以提高食品的保鲜性和营养价值。
酵母菌在食品工业中的应用还有很大的发展潜力。
随着人们对食品品质和健康的要求越来越高,酵母菌的应用也将更加广泛和深入。
首先,酵母菌可以应用于功能性食品的开发和生产。
功能性食品是指通过添加特定的营养成分或生物活性物质,具有调节机体功能和预防疾病的食品。
酵母菌可以产生多种功能性物质,如抗氧化剂、益生菌和生物活性肽等,可以用于开发和生产具有特定功能的食品。
其次,酵母菌还可以应用于食品的改良和创新。
传统的食品加工技术往往无法满足人们对食品品质和口感的要求,而酵母菌的应用可以改善食品的质地、风味和口感。
例如,通过酵母菌的发酵作用,可以改善面包的口感和保湿性,提高乳制品的酸度和风味,增加肉制品的嫩度和鲜味。
酵母菌在食品工业中的应用及其发展前景
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酵母菌在食品工业中的应用及其发展前景酵母菌在食品工业中起着重要的作用,它们是生产酒、面包、奶酪、酸奶等众多食品的关键酶及微生物。
随着科技的发展与食品工业的不断进步,酵母菌在食品工业中的应用越来越广泛,其发展前景也十分广阔。
一、酵母菌在酿酒工业中的应用酵母菌在酿酒工业中有着非常重要的应用。
酵母菌通过发酵作用,将糖类等成分转化为乙醇和二氧化碳,从而使得酒得以成熟。
目前工业上主要用的两种酵母菌分别为面包酵母和啤酒酵母。
面包酵母在烘焙过程中发挥着非常重要的作用,通过其发酵作用,使面团发酵,膨胀,成为口感松软的面包。
而啤酒酵母则是酿造啤酒的必不可少的微生物之一。
二、酵母菌在乳制品工业中的应用酵母菌也被广泛应用于乳制品工业中,主要用于哺乳动物奶制品的制作,如酸奶、奶酪等。
酸奶制作过程中,酵母菌可以发挥发酵作用,使得牛奶中的乳糖转化为乳酸,从而促进奶酸菌的生长,使酸奶变得更加稳定和美味。
三、酵母菌在调味品工业中的应用酵母菌在调味品工业中也扮演着重要的角色。
酵母菌可以被用来制作酱油、味精等调味品。
在制作过程中,酵母菌可以释放出大量的酵母提取物,从而增强调味品的香味和味道。
四、酵母菌在生物工程和医药工业中的应用除了食品工业,酵母菌还被广泛地应用于生物工程和医药工业中。
目前许多重要药物和治疗工具的制备都依赖于酵母菌,包括人类胰岛素、白血球介素、丙肝治疗工具等。
此外,酵母菌还可以被用于生产抗生素等药品。
五、酵母菌在未来发展中的前景随着技术的不断进步和工业的不断发展,酵母菌在未来的应用前景将会更加广泛和深远。
未来,酵母菌的应用将不再局限于食品和医药工业,可能还会包括环境治理、纺织工业、食品安全等领域。
综上所述,酵母菌在食品工业中的应用已经非常广泛,并且酵母菌还在不断地发展着。
未来,在更广泛和更高层次的应用中,酵母菌的作用将会越来越重要,也将会在越来越多的领域中得到重视和应用。
酵母菌基因编辑技术及应用
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酵母菌基因编辑技术及应用酵母菌作为一种重要的微生物,具有广泛的应用价值,不仅可作为发酵工业中的菌种,也可用于细胞工程、基因治疗等领域。
随着基因编辑技术的发展,酵母菌基因编辑技术逐渐成为研究和应用的热点。
一、酵母菌基因编辑技术概述酵母菌基因编辑技术是通过基因编辑工具对酵母菌基因进行定点修改,以实现对其功能的操控和改善。
基因编辑工具一般包括ZFN、TALEN、CRISPR/Cas等系统,其基本原理是通过选择性识别DNA序列并切割获得目标基因的编辑和改写。
其中,CRISPR/Cas系统由于其高效性和低成本成为目前研究和应用领域中的首选工具。
二、酵母菌基因编辑技术应用1. 发酵工业在发酵工业中,酵母菌是重要的菌种之一,其中酿酒酵母、面包酵母、发酵乳等均是应用广泛的发酵菌种。
利用酵母菌基因编辑技术,可以对其代谢途径、物质分泌等方面进行改良优化,提升发酵产物的质量和产量。
2. 生物燃料酵母菌可以利用废弃物、植物生物质等转化为生物燃料,具有潜在的替代化石燃料的优势。
通过对酵母菌基因编辑,可以提高其对废弃物和生物质的转化效率和生物燃料产量。
3. 细胞工程酵母菌作为一种单细胞微生物,被广泛应用于细胞工程和合成生物学领域。
酵母菌基因编辑技术可以用于定点改变酵母菌代谢产物的性质和组成、增强其对环境的适应能力、提高酵母菌的蛋白表达水平等,为细胞工程和合成生物学研究提供了新的手段和思路。
4. 基因治疗酵母菌基因编辑技术还可应用于基因治疗领域。
通过选择性修改、删除或添加细胞内的目标基因,可实现疾病基因的修正和治疗。
例如,在肝脏恶性肿瘤患者中,酵母菌基因编辑技术可以选择性地靶向肿瘤细胞内的癌基因,达到治疗的效果。
三、酵母菌基因编辑技术面临的挑战和前景当前,酵母菌基因编辑技术面临着许多挑战。
首先,基因编辑技术的安全性、准确性和效率需得到全面验证,以保障其应用的质量和效果。
其次,基因编辑技术还需建立完善的伦理道德框架和法律法规,规范其应用和实践。
酵母菌的杀菌原理及在食品工业中的应用
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酵母菌的杀菌原理及在食品工业中的应用酵母菌的杀菌原理及在食品工业中的应用酵母菌是一类微生物,其在食品工业中起着重要的作用。
它不仅可以被用来制作面包、啤酒和葡萄酒等食品,还可以被用来进行食品的杀菌。
酵母菌的杀菌原理主要包括竞争性抑制、营养物竞争和酵母菌本身的抗菌物质等多个方面。
本文将围绕这些方面详细探讨酵母菌的杀菌原理及其在食品工业中的应用。
首先,竞争性抑制是酵母菌杀菌的一种重要手段。
酵母菌具有快速繁殖的特点,当其与其他菌种共生时,它可以通过迅速占据生长空间,抢夺营养物质,削弱或抑制其他菌种的生长,从而起到杀菌的作用。
这是因为酵母菌代谢产物中含有一些抑菌物质,可以抑制其他菌种的繁殖。
此外,酵母菌还可以利用其产生的气体将其他菌种排除出生长环境,从而杀菌。
其次,营养物竞争也是酵母菌杀菌的一种重要机制。
酵母菌需要一定的营养物质才能生长繁殖,例如糖类、氨基酸等。
当食品中的营养物质有限时,酵母菌通过高效利用食品中的营养物质,使其他微生物无法在这样的条件下生长繁殖,从而起到杀菌的作用。
同时,酵母菌还可以分解一些食品中的有害物质,转化为无害物质,从而保证食品的安全性。
此外,酵母菌本身也可以产生一些抗菌物质来杀菌。
在酵母菌的发酵过程中,一些酵母菌会产生抗菌蛋白质,这些蛋白质具有较强的抗菌活性,可以破坏其他微生物的细胞壁,抑制其生长繁殖,进而起到杀菌的作用。
此外,酵母菌还可以产生一些有机酸,例如乳酸、醋酸等,这些有机酸具有较强的抑菌作用,可以改变环境的酸碱度,从而抑制其他微生物的生长。
酵母菌在食品工业中有着广泛的应用。
首先,酵母菌可以用于面包的制作。
面包在发酵过程中需要酵母菌的参与,酵母菌通过代谢过程产生的二氧化碳使面团膨胀发酵,使面包产生松软的质地。
同时,酵母菌还可以抑制大肠杆菌等一些致病菌的生长,起到一定的杀菌作用。
其次,酵母菌还可以被用于啤酒和葡萄酒的制作。
在啤酒和葡萄酒发酵的过程中,酵母菌通过代谢过程产生的酒精杀死其他微生物,抑制了食品的腐败。
酵母菌在发酵工业中的应用
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酵母菌在发酵工业中的应用摘要:我国劳动人民在几千年前就利用酵母制酱酿酒等,酵母菌在人类的食品化工能源等方面有重大作用。
酵母菌发酵食品可改善其风味及提高营养价值。
随着生物技术的发展,基因工程在改造酵母方面获得了很多成功,使酵母获得了很多对人类有益的性状。
在能源匮乏的今天,利用酵母发酵生物质产酒精作为能源代替品已越来越引起重视。
但还需解决纤维素难利用等问题,因此亟需改造酵母,使其适应于纤维素等发酵。
关键词:酵母菌食品风味可再生能源基因工程The role of yeast in fermention industryAbstract:The people of our country make sauce and alcohol .Yeast play a important role in food chemeical-industry and energy and so on .Food ferment by yeast has a special taste and nutrient .Along the development of biotechnology ,gene engineer succeeds to change the characters of yeast and get many new properties of yeast to fit the fermentation .Because the short of energy , it is importanceto use yeast to ferment alcohol as a substitution . But yeast can't use fiber to ferment effecient . Gene engineer may solve this problem .Key words:yeast ,flavor of food ,renewable energy sources ,gene engineer .1 酵母在发酵中的历史回顾中国是世界上在食品生产中利用微生物发酵技术最早的文明古国,具有许多民族特色的发酵食品,如豆腐乳、豆豉、酱油、酱、醋和白酒等,这些食品的制造工艺属传统的发酵工业[1]。
生物发酵技术的应用
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生物发酵技术的应用生物发酵技术是一种利用微生物代谢产物的过程,广泛应用于生产工业、医药和食品等领域。
近年来,随着生物技术的不断发展和成熟,生物发酵技术在各个领域的应用越来越广泛,成为推动生产和经济发展的重要手段。
一、生物发酵技术在工业中的应用生物发酵技术在工业中的应用范围十分广泛。
例如,利用大肠杆菌或酿酒酵母等微生物,可以生产大量的生物质能源,如乙醇、丁醇等。
此外,生物发酵技术还可以用于制造酸奶、酸豆腐等食品、合成抗生素、酶及肽等生物制剂,并被广泛应用于生产生物柴油、环保酶、纤维素等。
二、生物发酵技术在医药中的应用生物发酵技术在医药领域的应用也十分广泛。
例如,许多生物制药就需要利用生物发酵技术来生产。
通过人工改造大肠杆菌、酵母菌等微生物,可以生产大量的人类蛋白质药物,如胰岛素、生长激素等。
此外,生物发酵技术还被广泛用于生产血液制品、疫苗等生物制品。
同时,生物技术还可以被应用于疾病的诊断,如利用聚合酶链反应(PCR)技术,可以快速检测出病毒和细菌感染。
三、生物发酵技术在食品中的应用生物发酵技术在食品领域的应用也十分广泛。
例如,利用大肠杆菌、乳酸菌等微生物,可以生产各种酸奶、酸豆奶、酵素、发酵剂等食品。
这些食品不仅美味可口,而且还富含营养成分,对人体健康有很好的保健作用。
此外,生物发酵技术还可以用于生产各种面包、饮料、酒类等食品,这些食品在制作过程中大量使用微生物发酵技术,可以更好地保存食品的新鲜度和口感,提高了这些食品的品质和产量。
四、生物发酵技术的未来发展生物发酵技术的未来发展方向主要包括三个方面:创新发酵技术、发展新型微生物和维持微生物群落平衡。
创新发酵技术是指利用现代化技术手段,如机器学习、人工智能等技术,优化发酵过程,提高发酵效率和产量。
发展新型微生物是指通过利用生物高新技术手段改良既有微生物,或开发新型微生物,实现对微生物的遗传改造,增强它们的特异功能,生产更加优质、高效、安全的产品。
维持微生物群落平衡是指通过维护微生物群落稳定性,保持微生物多样性和丰度,提高发酵过程中微生物的鲁棒性和适应性,降低风险和成本,从而实现更加可持续和环保的生产。
酵母菌的应用和原理有哪些
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酵母菌的应用和原理有哪些一、酵母菌的基本概述酵母菌是一类单细胞真核生物,属于真菌界中的一个门。
其细胞通常为球形或椭圆形,具有细胞壁和细胞膜。
酵母菌在自然界广泛存在,常见于土壤、水体和植物表面等环境中。
酵母菌主要繁殖方式是通过分裂生殖,但也可以进行性生殖。
二、酵母菌的应用领域酵母菌具有多种应用领域,下面列举了其中几个主要的应用领域:•食品工业:酵母菌在食品工业中被广泛应用于酿酒、烘焙、调味等方面。
在酿酒过程中,酵母菌通过发酵作用将葡萄糖转化成酒精和二氧化碳,从而制造出各种酒类产品。
在烘焙过程中,酵母菌参与发酵作用,使面团发酵膨胀,产生松软的面包、蛋糕等产品。
此外,酵母菌还可以用于调味品制备,例如味精的生产过程中需要使用到酵母菌。
•生物燃料生产:酵母菌在生物燃料生产中具有重要的应用价值。
酵母菌可以通过发酵作用将生物质转化为乙醇或氢气等可再生能源。
这种生物发酵技术可以替代传统的石油燃料,减少对化石能源的依赖,对环境更加友好。
•药物研发:酵母菌在药物研发领域中有着广泛的应用。
酵母菌是一种模式生物,在遗传学研究中起到了重要作用。
通过对酵母菌基因的研究,可以揭示人类基因功能和疾病机制。
此外,酵母菌还可以被用于生产药物的原料,例如世界上第一种合成胰岛素就是利用酵母菌进行生产的。
•环境保护:酵母菌在环境保护领域中也起到了一定的作用。
因为酵母菌具有吸附重金属的特性,因此可以被用于水体和土壤的污染物去除。
利用酵母菌可以将水中的重金属离子吸附,并沉淀下来,从而达到净化水体的目的。
三、酵母菌的作用原理酵母菌的应用离不开其作用原理,下面简要介绍几种常见的酵母菌作用原理:•发酵作用:酵母菌通过发酵作用将葡萄糖转化为乙醇和二氧化碳。
这种发酵作用被广泛应用于酿酒和烘焙等领域。
酵母菌在无氧环境下进行发酵作用,产生的乙醇可以用于生物燃料的生产,而产生的二氧化碳可以使面团膨胀,从而制造出松软的面包、蛋糕等产品。
•代谢作用:酵母菌具有丰富的代谢途径,在生物燃料、药物研发等方面有重要作用。
简述酵母菌的特点
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简述酵母菌的特点酵母菌是一类单细胞真菌,具有以下特点:1. 酵母菌广泛存在于自然界中,可以在各种环境中生存。
它们可以在水、土壤、植物和动物体内找到,并且能够适应不同的温度、酸碱度和营养条件。
2. 酵母菌主要以糖类为碳源,通过发酵过程将糖转化为乙醇和二氧化碳。
这种发酵作用在食品工业中被广泛应用,例如面包、啤酒和葡萄酒的制作。
3. 酵母菌具有较高的繁殖速度和短的生命周期。
它们可以通过分裂繁殖,每隔一定时间就会分裂成两个完全相同的细胞。
这种繁殖方式使得酵母菌在实验室中被广泛用于生物学研究。
4. 酵母菌具有较小的基因组,但其基因组结构和功能与人类的基因有许多相似之处。
因此,酵母菌被广泛用作研究人类基因功能和疾病机制的模型生物。
5. 酵母菌具有较高的耐受性和适应性。
它们能够抵抗各种外界压力,如高温、低温、酸碱度的变化以及各种化学物质的作用。
这种耐受性使得酵母菌在工业生产中被广泛应用。
6. 酵母菌具有多样的代谢途径和生物合成能力。
它们可以利用多种碳源和氮源进行生长,并能够合成多种有机物质,如氨基酸、脂肪酸和酶等。
这种代谢和生物合成能力使得酵母菌在食品、医药和化工等领域有着广泛的应用。
7. 酵母菌具有较高的遗传可操作性。
科学家可以通过基因工程技术对酵母菌进行基因的插入、删除或突变,从而研究和改造其功能。
这种遗传可操作性使得酵母菌成为了生物技术和生物工程领域的重要工具。
酵母菌具有广泛存在、高繁殖速度、适应性强、基因结构相似、耐受性强、代谢途径多样和遗传可操作性高等特点。
这些特点使得酵母菌成为了生物学研究、工业生产和生物工程领域中不可或缺的重要微生物。
酵母发酵加工中的菌株筛选及其应用
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酵母发酵加工中的菌株筛选及其应用酵母是一类重要的微生物,在发酵食品、工业酿酒等领域有着广泛的应用。
在酵母发酵加工中,菌株的筛选是十分关键的一步。
本文将探讨酵母发酵加工中的菌株筛选及其应用。
一、酵母发酵加工中的菌株筛选方法1. 直接法直接从自然环境中筛选出的酵母菌株称为野生菌株。
这种筛选方法比较简单,但菌株数量有限,且不易获得高产率的品种。
野生菌株中往往存在一些不良的特性,如发酵速度慢、成品质量差等。
因此,直接法筛选出的酵母菌株在应用上有一定的局限性。
2. 短时诱变法短时诱变法是指通过短时间的处理,使酵母发生一定的遗传变异,从中选出优良的变异菌株。
短时诱变法简单易行,且存在较大的变异可能性。
但也存在菌株失活或抗性提高等副作用。
3. 长时间诱变法长时间诱变法是指将酵母菌株在一定时间内持续暴露于某种特异的环境条件中(如放射线或化学药剂),从而引起基因突变,产生更多的变异菌株。
这种筛选方法具有较大的变异概率,可获得更多、更优的变异菌株。
但在实际应用中,长时间诱变法的成本和耗时较大,需要耐心和谨慎把握。
二、酵母发酵加工中的菌株应用1. 食品工业酵母在食品工业中有着广泛的应用,如面包、发酵乳、酱油、酱准、啤酒等。
在这些食品中,酵母可以发挥调味、发酵、膳食等功效,使成品质量更佳,更受消费者欢迎。
2. 生物材料工业酵母在生物材料工业中也有着重要的应用。
如酿酒产生的酵母菌体,可用于生产市场需求量大的酵母粉或酵母浸滤液。
此外,还可以用酵母发酵产生的多糖类物质具有良好的黏度和黏附性,可作为生物胶、食品添加剂等材料。
3. 药品工业鉴于酵母在发酵中的广泛应用,许多药物也使用酵母生产。
如原纤维蛋白溶液是大量生产生物结构材料的重要原料,经过酵母菌株的合成后,可得到较高性能的物质。
4. 废弃物资源化酵母的强大分子转化功能使其具有优异的废弃物资源化潜力。
将废微生物菌液或农副产品残渣等作为酵母的基质,可以通过发酵、脱色和纯化等方法,制成膳食纤维、单体蛋白质和多糖类等新型功能性食品原料。
酵母菌的杀菌原理及在食品工业中的应用
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酵母菌的杀菌原理及在食品工业中的应用酵母菌是一种单细胞真菌,常见于自然界中的土壤、水体和果实等环境中。
它们具有许多重要的生物学特性和应用价值,其中最引人注目的是它们在食品工业中的应用。
酵母菌在食品工业中的应用主要体现在两个方面:发酵和防腐。
首先,酵母菌通过发酵作用,将碳水化合物转化为乙醇、二氧化碳和其他有机酸等。
这个过程被广泛应用于酒类、面包、酸奶、奶酪等食品的生产中。
在这些过程中,酵母菌充当了重要的角色,不仅可以提高食品的口感、香味和质量,还可以增强其营养价值。
其次,酵母菌具有一定的防腐作用。
这与酵母菌杀菌的原理有关。
酵母菌产生的乙醇、二氧化碳和有机酸等可以抑制或杀死一些常见的食品腐败细菌,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌等,从而延长食品的保鲜期。
此外,酵母菌还能分解一些有害物质,如甲醛和致癌物质亚硝酰胺等,在食品加工过程中具有一定的净化作用。
酵母菌杀菌的原理主要有以下几个方面:首先,酵母菌产生乙醇。
酵母菌代谢碳水化合物的过程中,通过发酵作用将其转化为乙醇。
乙醇具有较强的杀菌作用,可以抑制或杀死一些常见的食品腐败菌。
其次,酵母菌产生二氧化碳。
发酵过程中产生的二氧化碳能够抑制一些厌氧菌的生长,从而起到一定的杀菌作用。
此外,酵母菌产生有机酸。
有机酸具有酸性,可以降低食品的pH值,抑制一些细菌的生长。
同时,有机酸还可以扰乱一些细菌的细胞膜结构,从而导致其死亡。
最后,酵母菌对一些有害物质具有降解作用。
如酵母菌可以降解食品中的甲醛,将其转化为无害的物质,减少对人体的伤害。
在食品工业中,酵母菌的应用非常广泛。
以酒类生产为例,酵母菌在酒精发酵过程中产生的乙醇和二氧化碳赋予了酒类独特的口感和香味。
此外,酵母菌还能够提高酒类的质量和浓度,增加其营养价值。
类似地,酵母菌也广泛应用于面包、酸奶、奶酪等食品的生产中,为其发酵过程提供动力,改善其质量。
在食品保鲜方面,酵母菌的防腐作用同样发挥了重要的作用。
通过具有杀菌作用的乙醇、二氧化碳和有机酸,酵母菌可以保持食品的新鲜度和口感,延长其货架期。
酵母菌应用的原理是什么
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酵母菌应用的原理是什么1. 什么是酵母菌酵母菌是一类单细胞真菌,广泛存在于自然界中的土壤、水体和植物表面等环境中。
酵母菌因其可以进行发酵作用而得名,是一种重要的微生物资源。
2. 酵母菌的应用领域酵母菌具有多样化的应用领域,以下是几个常见的应用领域:•食品工业:酵母菌可以用于制造面包、啤酒、葡萄酒等食品和饮料,发酵过程中产生的二氧化碳可以使面包蓬松,同时酒精也是酵母菌发酵的产物之一。
•生物燃料产业:酵母菌可以转化生物质为生物燃料,如生物乙醇。
通过酵母菌的发酵作用,可以将纤维素转化为乙醇,具有较好的可再生能源潜力。
•医药领域:酵母菌可以用于生产抗生素、疫苗等医药产品。
酵母菌作为生物反应器可以在大规模制药中进行工业生产,其生长快速、易于培养等特点使其在医药领域得到广泛应用。
3. 酵母菌应用原理酵母菌的应用原理主要涉及以下几个方面:•发酵作用:酵母菌能够通过发酵作用将有机物质分解为产生能量和新的有机物。
在发酵过程中,酵母菌通过产生酶将糖类等有机物质转化为酒精、二氧化碳等产物,从而发挥其在食品工业和生物燃料产业中的作用。
•糖酵解:酵母菌能够通过糖酵解将糖类分解为产生能量和有机酸。
在糖酵解过程中,酵母菌将葡萄糖等糖类通过一系列的酶催化反应转化为丙酮酸、乳酸、酒精等有机酸和产物,发挥其在食品工业和医药领域的应用。
•培养技术:酵母菌的培养技术包括培养基的设计、发酵条件的调控等。
合适的培养基能够提供养分和生长所需的条件,发酵过程中适宜的温度、氧气等因素的调控也对酵母菌的应用起到重要作用。
4. 酵母菌应用的问题和展望酵母菌的应用虽然广泛,但也存在一些问题和挑战:•菌株选择:不同的酵母菌菌株具有不同的特性和应用潜力,如何选择适合特定应用的酵母菌菌株是一个重要问题。
•发酵条件优化:发酵过程中,适宜的温度、pH值等条件对于酵母菌的生长和产物生成至关重要。
如何优化发酵条件,提高产量和质量是一个挑战。
•应用的扩展:目前酵母菌的应用主要集中在食品工业、生物燃料产业和医药领域,如何拓展更多领域的应用潜力值得进一步研究和探索。
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酵母菌在发酵工业中的应用摘要:我国劳动人民在几千年前就利用酵母制酱酿酒等,酵母菌在人类的食品化工能源等方面有重大作用。
酵母菌发酵食品可改善其风味及提高营养价值。
随着生物技术的发展,基因工程在改造酵母方面获得了很多成功,使酵母获得了很多对人类有益的性状。
在能源匮乏的今天,利用酵母发酵生物质产酒精作为能源代替品已越来越引起重视。
但还需解决纤维素难利用等问题,因此亟需改造酵母,使其适应于纤维素等发酵。
关键词:酵母菌食品风味可再生能源基因工程The role of yeast in fermention industryAbstract:The people of our country make sauce and alcohol .Yeast play a important role in food chemeical-industry and energy and so on .Food ferment by yeast has a special taste and nutrient .Along the development of biotechnology ,gene engineer succeeds to change the characters of yeast and get many new properties of yeast to fit the fermentation .Because the short of energy , it is importanceto use yeast to ferment alcohol as a substitution . But yeast can't use fiber to ferment effecient . Gene engineer may solve this problem .Key words:yeast ,flavor of food ,renewable energy sources ,gene engineer .1 酵母在发酵中的历史回顾中国是世界上在食品生产中利用微生物发酵技术最早的文明古国,具有许多民族特色的发酵食品,如豆腐乳、豆豉、酱油、酱、醋和白酒等,这些食品的制造工艺属传统的发酵工业[1]。
利用酵母对肉制品进行发酵,如腊肉,可以提高肉制品的消化吸收率及营养价值[2]。
酵母菌与人类生活密切相关,除了发面做馒头、面包和酿造各种饮料酒外,还能生产酒精、甘油、甘露醇、有机酸、维生素等等。
酵母以通气方式培养可产生大量菌体,其蛋白质含最可达千酵母之50%。
食用酵母多以糖蜜为原料,生产饲料酵母则以酒精工业、淀粉工业、制糖工业、啤酒工业、千酪工业、造纸工业(亚硫酸盐纸浆废液)等废液以及石腊油、木材水解液为原料生产。
生产设备向着大型化和自动化方向发展[3]。
使用化学超声波等方法使酵母细胞破碎入醪液发酵,可以缩短发酵周期,提高酱油质量[4]。
2 酵母抽提物的呈味作用原理一般用酵母菌分为啤酒酵母和卡尔酵母,啤酒酵母属于上面酵母,而卡尔酵母属于下面酵母。
酵母的发酵产物可以改善食品风味,能使人增强食欲。
例如天然调味料——酵母抽提物(也称“酵母精”) 是以酵母发酵液为原料经自溶等工序而制得[5], 它不同于味精只含单一谷氨酸钠, 除了谷氨酸钠外, 还含丰富的其它10 多种氨基酸、肽以及多肽类、呈味核苷酸、维生素及微量元素等, 多种成分形成一种复杂的复合效应, 不仅具有味精的鲜味, 而且还具有浓郁的肉香味,添加到许多食品中, 具有强烈的增鲜和增香作用, 可达到理想的调味效果[6]。
因而在欧美、日本等发达国家早已大量使用。
归纳起来, 酵母精可用在如下多种食品的调味中: 家用调味品、肉类食品加工、水产品加工、快餐食品、方便面汤料及其它汤料、膨化食品、腌渍类佐料、素食食品以及营养滋补品等[7]。
酵母源生物饲料作为天然绿色生物添加剂,在改善动物消化健康、提高动物产品质量等有很好的效果[8]。
酵母中约有31%的编码基因与哺乳动物的一些重要功能基因具有很高的同源性[9],使其应用价值。
目前比较流行的食品酵母活性干酵母,应用价值十分的高。
活性干酵母有两个基本特征:一是常温下长期贮存而不失去活性,二是将活性干酵母在一定条件下复水活化后,即恢复成自然状态并具有正常酵母活性的细胞。
其中,细胞含量超过200亿cfu/g,含水量小于6%的活性干酵母被称为高活性干酵母。
高活性干酵母具有含水量低、复水快、贮藏时间长、使用方便等优点。
在食品酿酒工业中都有很广泛的应用[10]。
3 酵母在生物能源中的作用随着石油资源匮乏、价格飞速增长以及全球气候变暖、环境恶化等问题的日益严重, 各国政府、企业和科学界均致力于推动传统石油化工制造行业的产业升级[11]。
工业生物制造技术是一种可再生的、环境友好、节能减排的先进技术, 微生物发酵则是其中的重中之重。
代谢工程的发展虽然只有短短的20 年, 却极大地推动了微生物发酵工业的发展, 既降低了微生物发酵的生产成本, 又拓展了发酵产品的多样性, 使其在和石油化工制造技术的竞争中在局部占据了上风。
2006 年全球的化学市场销售中5%来自于工业生物技术。
麦肯锡咨询公司预测在2010年工业生物技术的产值将达到560 亿美元, 占化学市场的20%。
随着系统生物学和合成生物学等新技术的迅速发展, 代谢工程和微生物发酵工业在不久的将来会取得新一轮的辉煌[12]。
燃料酒精是一种潜力巨大的生物能源,纤维质原料具有来源广泛、成本低廉、可再生等优点,因此,用纤维质原料制燃料酒精具有其他淀粉原料不可比拟的优势。
目前,燃料酒精的生产占世界酒精总产量的66﹪,并且还有进一步增加趋势[13]。
但是,转化过程中纤维素酶的成本降低问题、发酵工艺的优化问题以及酒精废糟的综合利用问题尚未得到完善,值得我们深入的研究解决。
生物柴油主要以植物油脂、动物油酯、废餐饮油等原料通过酯交换法来生产,但成本过高,且与其他产业竞争原料[14]。
将纤维素、半纤维素等糖化发酵培养高含油脂的酵母、霉菌、藻类可获得更多的生物柴油原料。
如果能够大规模培养获得可以在湖泊、海洋生长的绿藻、螺旋藻、微藻、小球藻等,替代动植物油酯作为生物柴油的原料,将彻底解决人类的能源问题。
各种海洋、湖泊高产油脂的藻类菌种筛选培养,油料树种的大面积种植,纤维素、半纤维素糖化后高产油脂的酵母、霉菌、藻类的发酵培养,均是好的发展方向[15]。
微生物以单糖为碳源发酵产油脂以纤维素裂解产生的单糖、寡糖等裂解液为碳源,经高产油脂的霉菌,酵母菌,藻类发酵生产油脂,生产生物柴油[16]。
目前已发现能代谢木糖的微生物百余种,包括细菌、真菌和酵母菌,但是细菌发酵木糖产乙醇的浓度和产率较低,产物复杂,耐乙醇能力较差,真菌产乙醇速度较慢[17],所以,大量的研究集中在发酵性能相对较好的酵母菌上。
木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,其中半纤维素占到11%~37%[18],而半纤维素水解产物主要为木糖,所以通过酵母充分利用木质纤维素水解液中的木糖发酵生产乙醇是木质纤维素乙醇产业技术成熟的关键[19]。
4 酵母发酵工业面临的困难和问题根据絮凝特性和糖抑制类型,啤酒酵母的絮凝可分为FLO1型(甘露糖专一型)和New FLO1型(受甘露糖,麦芽糖,葡萄糖,蔗糖等抑制)[20]。
发酵啤酒过程中,使啤酒酵母啤酒凝集可以减轻过滤压力,增加啤酒清纯口味[21]。
如果酵母能够分泌β-内切葡聚糖酶,就可以使啤酒中的大麦β-葡聚糖在发酵中降解,从而防止了由β-葡聚糖可能引起的混浊,去除β-葡聚糖也有利于含高β-葡聚糖的啤酒的过滤[22]。
在生产过程中,选用性能优良、稳定的酵母菌菌株并不断优化酵母菌的营养与环境,尽量不要让酵母菌通过调节自身的功能去适应环境,而是要不断优化营养与环境,去满足酵母菌生理活动的需求,保证酵母菌发酵正常,从而保证发酵产品的质量稳定性[23]。
发酵过程中对于保障纯种发酵和质量稳定,酵母菌株的稳定性至关重要,因此,遗传改良的酵母必须保持其新获得的性状。
目前,将目的基因整合进酵母染色体一般比在质粒载体中更稳定。
但是,随着遗传学的高速发展,质粒载体会更稳定[24]。
最近几年,利用酵母遗传学改良,构建更好的酵母菌株已经取得了长足的进步。
相信不久的将来,经遗传改良的啤酒酵母将广泛地应用于啤酒酿造工业,显示出其巨大的价值。
5.展望酵母对人类贡献很多,但随着人类社会的发展,酵母目前的产品不足以满足人类日益增长的需求,亟需选着具有新性状的酵母来适应发酵工业的需要。
目前有三种方法:从自然界选择自发突变菌株、诱变和使用基因工程改造[25]。
获得自发突变株或诱变株是较简单的直接改良酵母菌株的方法。
自发突变菌株通常无外源遗传损伤,不需要再通过回交方法去除或抑制之。
自发突变株通常较稳定。
但自发突变也具有突变频率低,需富集等缺陷[26]。
对酵母进行诱变剂(EMS、NTG、紫外线)处理也是一种很有效的筛选目的菌株的方法[27]。
基因工程改造酵母。
酵母具有比大肠杆菌更完备的基因表达调控机制及对表达产物的加工修饰和分泌能力,并且不会产生内毒素,是基因工程中良好的真核基因受体菌[28]。
采用基因工程方法将多种纤维素酶在酿酒酵母中高效共表达,就可直接降解纤维素,应用于环境和生物质能等领域[29]。
pScIKP载体能成功用于多个外源基因共表达和产物协同作用的研究[30],为构建能直接降解纤维素的酿酒酵母菌株,实现纤维素可再生能源的生物利用奠定了基础[31]。
Ingram 研究小组分析了生产乙醇的大肠杆菌代谢网络, 确定丙酮酸和NADH 供给是乙醇合成的关键节点; 通过扩增表达运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)的丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶, 将碳代谢通量几乎全部转入乙醇合成, 从而使乙醇发酵产率达到95%以上[32]。
酵母生产企业每吨产品产生的发酵残液较多。
因此在发酵生产的同时,要加强对度水的治理,做到达标排放,将企业建成环境友好企业。
许多工厂是将酵母工厂废水蒸发浓缩,制成颗粒状的物质,作为牛饲料。
有的工厂直接将含氮量高的发酵液排放到种草的农场,作为补充肥料。
发酵工业与国民经济和人民生活关系密切,对支援农业、繁荣市场、扩大出口、换取外汇、以及三废治理、环境保护等方面,起着重要的作用。
随着生物技术的研究和应用,发酵工业必将给人类带来更大的益处。
而酵母发酵则是发酵工业中的重中之重,一定要重视。
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