工業發酵利用什麼

1. 請問什麼是發酵工業

工業生產上籠統地把一切依靠微生物的生命活動而實現的工業生產均稱為「發酵」。發酵工業就是利用微生物生命活動代謝產生的物質(酶,氨基酸等有機物)生產我們生活中需要的物質或原材料的一種工業.跟我們的生活息息相關.離我們生活比較近的比如我們炒菜用的味精,喝的啤酒,酸奶,調味的醋,糖尿病人吃的木糖醇等.其他如抗生素、維生素、激素、疫苗、抗腫瘤葯，生物農葯，酶制劑，生物膠，氨基酸，有機酸，啤酒；廣泛涉及醫葯，農葯，化工，能源，食品，飼料等諸多行業。

發酵其實有三中含義:微生物學上的發酵,工業發酵,和專業用語"發酵".

發酵工業在生物學上利用的是下游的技術.

2. 工業發酵的工業發酵的研究從典型的工業發酵開始

最常見的工業發酵一般符合以下三個條件：
① 使用的菌種屬於化能異養型微生物，
② 目的產物屬於初級代謝產物或能量代謝副產物，
③ 目的產物在細胞內生成後被分泌到細胞外。
符合以上條件的工業發酵叫做典型的工業發酵。
對工業發酵理論的研究從典型的工業發酵開始。
第一個台階，系統地研究化能異養型微生物的工業發酵的理論
第二個台階，系統地研究其他營養類型微生物的工業發酵的理論
第三個台階，系統地研究微生物利用碳以外元素工業發酵的理論

3. 實驗室和發酵工業中常用的天然提取物主要能為微生物生長提供哪些營養要素

一 碳源 (carbon source)
指一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養物。
總體上，微生物能利用的碳源的種類及形式極其廣泛多樣（參P83表），但不同微生物對碳源的利用因種不同而差異懸殊；
對於利用有機碳源的異養型微生物來說，其碳源往往同時又是能源。此時，可認為碳源是一種具有雙功能的營養物。還有一些種類較少的自養型微生物，則以CO2為主要碳源；
工業發酵生產中所供給的碳源，大多數來自植物體，如山芋粉、玉米粉、麩皮、米糠、糖蜜等，其成分以碳源為主，但也包含其他營養成分。實驗室中，常用於微生物培養基的碳源主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、澱粉、甘露醇、甘油和有機酸等。
二 氮源 (nitrogen source)
指一切能滿足微生物生長繁殖所需氮元素的營養物 (參P84表）。
工業發酵中利用的有機含氮化合物，主要來源於動物、植物及微生物體，例如魚粉、黃豆餅粉、酵母提取物、發酵廢液及廢物中的菌體等。銨鹽、硝酸鹽、蛋白腖和肉湯等則是實驗室培養微生物常用的氮源。
三 能源 (energy source)
指能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養物或輻射能。
能作為化能自養微生物的能源都是一些還原態無機物，如NH4+、NO2–、S、H2S、H2和Fe2+等。能氧化利用這些物質獲得能量的微生物都是細菌，如亞硝酸細菌、硝酸細菌、硫化細菌、硫細菌、氫細菌和鐵細菌等。由於化能自養微生物的存在，說明生物界的能源並非都是直接或間接的依靠太陽能。
四 生長因子（growth factor）
某些微生物生長所必需、其自身又不能合成或合成量不足以滿足自身生長，需要外源提供的微量有機物。狹義的生長因子一般僅指維生素；廣義的生長因子除維生素外，還包括氨基酸、鹼基、脂肪酸等。
根據各種微生物與生長因子的關系可分以下幾類（了解）：生長因子自養型微生物、生長因子異養型微生物、生長因子過量合成型微生物、生長因子缺陷型微生物。
通常由於對某些微生物所需的生長因子不了解，因此常在培養這些微生物的培養基里加入酵母膏、牛肉膏、玉米漿、肝浸液、麥芽汁或其他新鮮的動植物組織浸出液等物質以滿足它們對生長因子的需要。
五 無機鹽（inorganic salt，mineral salt）
無機鹽或礦質元素主要為微生物提供除C、N源以外的各種生物元素。
凡生長所需濃度在10-3～10-4mol/L范圍內的元素，稱為大量元素，如P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等；凡生長所需濃度在10-6～10-8mol/L范圍內的元素，則稱微量元素，如Mn、Zn 、Cu、Cl、Co、Mo、Ni、B、W、 Sn、Se等。不同微生物有時所需的無機鹽濃度有時差別很大，上述劃分只是使用上的方便。
無機鹽的生理功能（參P86表，了解）
在配製微生物培養基時，對於大量元素，可加入相關化學試劑，常用 K2HPO4 及 MgSO4 ，它們可提供 4 種需要量最大的元素。對於微量元素，由於水、化學試劑、玻璃器皿或其他天然成分的雜質中已含有可滿足微生物生長需要的各種微量元素，因此在配製普通培養基時一般不再另行添加。但如果要配製研究營養代謝等的精細培養基，所用的玻璃器皿應是硬質的，試劑是高純度的，此時就須根據需要加入必要的微量元素。
六 水（water）
微生物對水分的吸收或排出決定於水的活度。水活度用aw (activity of water)表示，即一定溫度和壓力下，溶液的蒸汽壓 ( p )和純水蒸汽壓( po ) 之比：aw=p／p o（參P93-94)
微生物生長所要求的aw值，一般在0.60~0.99之間，每一種微生物的生長都有一適應范圍及最適的aw值，且這個aw值是相對恆定的。如果微生物生長環境的aw值大於菌體生長的最適aw值，細胞就會吸水膨脹，甚至引起細胞破裂。
反之，如果環境aw值小於菌體生長的最適aw值，則細胞內的水分就會外滲，造成質壁分離，使細胞代謝活動受到抑制甚至引起死亡。為了抑制有害微生物生長，往往加入高濃度食鹽或蔗糖，降低環境中的aw值，使菌體不能正常生長，從而達到長久保存食品的目的。

4. 發酵工程的應用

發酵工程，是指採用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。

它是一級學科「輕工技術與工程」中的一個重要分支和重點發展的二級學科，在生物技術產業化過程中起著關鍵作用。

1）「發酵」有「微生物生理學嚴格定義的發酵」和「工業發酵」，詞條「發酵工程」中的「發酵」應該是「工業發酵」。

（2）工業生產上通過「工業發酵」來加工或製作產品，其對應的加工或製作工藝被稱為「發酵工藝」。為實現工業化生產，就必須解決實現這些工藝（發酵工藝）的工業生產環境、設備和過程式控制制的工程學的問題，因此，就有了「發酵工程」。

（3）發酵工程是用來解決按發酵工藝進行工業化生產的工程學問題的學科。發酵工程從工程學的角度把實現發酵工藝的發酵工業過程分為菌種、發酵和提煉（包括廢水處理）等三個階段，這三個階段都有各自的工程學問題，一般分別把它們稱為發酵工程的上游、中游和下游工程。

（4）微生物是發酵工程的靈魂。近年來，對於發酵工程的生物學屬性的認識愈益明朗化，發酵工程正在走近科學。

（5）發酵工程最基本的原理是發酵工程的生物學原理。

發酵工程是指採用工程技術手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產有用的生物產品，或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。人們熟知的利用酵母菌發酵製造啤酒、果酒、工業酒精，乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，並且已經進入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作為現代生物技術的一個重要組成部分，具有廣闊的應用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種並且提高其產量；利用微生物發酵生產葯品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
已經從過去簡單的生產酒精類飲料、生產醋酸和發酵麵包發展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬體工程的一個多學科工程。現代發酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和麵包，而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健葯物，生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料，在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。

5. 發酵工業常用的碳源和氮源有哪些

C/N中，C代表碳元素，N代表氮元素。

碳源有：落葉、鋸末、紙、棉織物、紙板等。

氮源有：果蔬皮、雞蛋殼、茶葉渣、植物剪枝、咖啡渣、草屑等。

碳素是堆肥微生物的基本能量來源，也是微生物細胞構成的基本原材料，堆肥微生物在分解含碳有機物的同時，利用部分氮元素來構建自身的細胞體，氮還是構成細胞中蛋白質、核酸、各種酶類的重要成分，一般情況下微生物每消耗25g有機碳，需要吸收1g氮素，微生物分解有機物比較適宜的碳氮比為25左右，C/N過高，微生物生長繁殖所需的氮元素受到限制，微生物繁殖速度低，有機物分解速度慢，發酵時間長，堆肥腐殖化系數低，堆肥發酵不好。C/N過低，微生物生長繁殖所需的能量來源受到限制，發酵溫度上升緩慢，氮過量並以氨氣的形式釋放，有機氮損失大，還會散發難聞的氣味。因此合理調節堆肥原料的碳氮比，是加速堆肥腐熟的有效途徑。

有機肥發酵過程中物料成分的調節很重要，其中最關鍵的影響因素是水分、透氣性、物料的碳氮比，水分要調節到50-60%，透氣性要良好，碳氮比最好在25-30之間。

豬糞含水量較大70%左右，C/N比20左右。
這類原料以豬糞為代表，含氮量較高但含水量大，含有較多的腐殖質，對提高土壤肥力有很好的作用；其水分含量和C/N取決於是否使用墊料、墊料的類型和數量、管理方式養殖方法以及氣候等，通常臭味重。

有機肥腐熟後碳氮比10-15左右。

6. 發酵工業中微生物常用的氮源，碳源和生長因子的來源

發酵工業中微生物利用的氮源分為有機氮和無機氮兩大類，有機氮一般有各種餅粉，蛋白腖等，無機氮有銨鹽和尿素等。碳源主要是各種澱粉和糖類。生長因子也分為有機和無機兩大類，有機的主要來源於酵母粉，要根據具體的菌種而定。

7. 為什麼發酵工業通常用酵母酒精發酵生產酒精不用細菌發酵生產酒精

第一，酵母就是一種單細胞真菌，所以你的問題回答了。
第二，酵母是人工選擇馴化最早的微生物，通過幾千年的選育，目前的工業酒精酵母是生產效率最高的發酵細菌。所以回答了你後半段問題。
簡單說，酵母是細菌，效率最高，所以用它們。

8. 工業發酵常用的微生物有哪些

工業生產上常用的微生物有細菌、放線菌、酵母菌和黴菌,由於發酵工程本身的發展以及遺傳工程的介入,藻類、病毒等也正在逐步成為工業生產的微生物.
1．細菌 工業生產中常用的細菌有：枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌、醋酸桿菌、棒狀桿菌、短桿菌、節桿菌、假單胞菌、小球菌等,用於生產乳酸、醋酸、氨基酸、核苷酸、澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、維生素、肌苷酸、丙酮丁醇等產品以及生物防治、細菌浸礦等.
2．放線菌 它的最大經濟價值在於能產生多種抗生素.從微生物中發現的抗生素,有60%以上是放線菌產生的,如鏈黴素、金黴素、紅黴素、慶大黴素等.常用的放線菌主要來自以下幾個屬：鏈黴菌屬、小單孢菌屬和諾卡氏菌屬等.近年來也用放線菌生產氨基酸、核苷酸、維生素和酶制劑等.
3．酵母菌 工業上常用的酵母菌有：啤酒酵母、假絲酵母、類酵母等,用於釀酒、製造麵包、製造低凝固點石油、生產酒精、脂肪酶,以及生產可食用、葯用和飼用的酵母菌體蛋白等.
4． 黴菌 工業上常用的黴菌有：藻狀菌綱的根霉、毛霉、犁頭霉、子囊菌綱的紅麴黴,半知菌類的麴黴、木霉、青黴等；它們可用於生產多種酶制劑、抗生素、有機酸、生長素及甾體激素等.

9. 工業發酵的介紹

工業發酵就是通過微生物的生命活動，把發酵原料轉化為人類所需要的微生物產品的工業過程。

10. 水對微生物的生命活動有什麼重要意義在工業發酵中如何利用這一性質

水是微生物細胞中良好的溶劑，為各種反應提供了條件；水是細胞的基本組成成分；水維持著細胞的滲透壓；增加微生物對環境變化的抗性等。
對與工業發酵最常見的是液態發酵，水可以進入細胞。一些溶質也通過水傳送到發酵罐的各個部位，尤其是氧的傳遞，在發酵過程中最突出的問題就是溶氧問題（涉及到攪拌、泡沫等問題），工業發酵利用水是良好的溶劑進行液體發酵，便於溶質的均勻傳遞。而且水的比熱高，可一定范圍內減少溫度的劇烈變化。