發(fā)酵技術(shù)論文范文
前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)發(fā)酵技術(shù)論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。
第1篇
1選取合適的教材
發(fā)酵工程優(yōu)秀教材很多，像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發(fā)酵工藝原理與技術(shù)》、《生物工藝學(xué)》、《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》、《發(fā)酵工藝學(xué)》等，我們?cè)谇靶┠甑慕虒W(xué)過程中也選用了多個(gè)版本的《微生物工程》，結(jié)合我校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系和培養(yǎng)方向，目前我們選用全國高等學(xué)校發(fā)酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材華南理工大學(xué)姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》，此書按照發(fā)酵工藝操作單元的先后順序排布各章，脈絡(luò)清晰，系統(tǒng)性好，該書在難易程度上很適合我們的學(xué)生，但是該書側(cè)重于發(fā)酵機(jī)制的講授，發(fā)酵工藝和設(shè)備沒有涉及。因此，在前期教學(xué)積累的基礎(chǔ)上，我們授課團(tuán)隊(duì)正在努力編寫一本適合于我們自己的教材，增添發(fā)酵工藝及設(shè)備，以及基因工程產(chǎn)品的發(fā)酵工藝。同時(shí)為提高學(xué)習(xí)的廣度和深度，為學(xué)生推薦了《發(fā)酵工藝原理》、《發(fā)酵設(shè)備》、《發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)》等參考書。
2開展發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)
發(fā)酵工程是利用工業(yè)微生物的特定性狀和功能，通過發(fā)酵過程來生產(chǎn)目的產(chǎn)物或?qū)⑸镏苯佑糜诠I(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是建立在發(fā)酵工業(yè)基礎(chǔ)上，與化學(xué)工程緊密結(jié)合的一門學(xué)科，它是連接生命科學(xué)研究與應(yīng)用的橋梁[7]。在基因工程和細(xì)胞工程的應(yīng)用中，要想把定向改造的物種轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，也需用到發(fā)酵工程技術(shù)。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)開展的場(chǎng)所是發(fā)酵罐，這是發(fā)酵工業(yè)獨(dú)有的特點(diǎn)，同時(shí)有一套嚴(yán)密的工藝流程讓發(fā)酵原料通過菌種吸收轉(zhuǎn)化成我們所需要的發(fā)酵產(chǎn)品，發(fā)酵周期長，步驟繁多。通過發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作發(fā)酵罐，開展發(fā)酵罐空消和實(shí)消操作，以及常規(guī)發(fā)酵產(chǎn)品如酒精、檸檬酸、青霉素的發(fā)酵，使學(xué)生真正的達(dá)到學(xué)以致用，同時(shí)又鍛煉了學(xué)生的自主性、創(chuàng)作性和責(zé)任心。師范院校的理科學(xué)生，普遍缺乏工藝概念，但他們又非?？释私庹嬲纳a(chǎn)過程。我們針對(duì)發(fā)酵工程的主要內(nèi)容，組織學(xué)生到啤酒廠、白酒廠、制藥企業(yè)開展生產(chǎn)實(shí)習(xí)，使學(xué)生親自到白酒、啤酒和藥物的生產(chǎn)線上了解工藝流程，切切實(shí)實(shí)的把課堂上學(xué)到的理論知識(shí)與生產(chǎn)工藝聯(lián)系起來，學(xué)生反映收獲很大?？傊?，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)集成度較高，牽涉到生物化學(xué)、微生物學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、發(fā)酵工藝學(xué)、化學(xué)原理等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有別于普通實(shí)驗(yàn)課程的是工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)，真正做到理論實(shí)踐相結(jié)合，最終達(dá)到學(xué)以致用的培養(yǎng)目的。
3改進(jìn)教學(xué)方法，切實(shí)提高學(xué)生創(chuàng)新能力
教學(xué)方法的改革，首先取決于教師本身的學(xué)術(shù)水平和綜合素質(zhì)的提高，教學(xué)方法改革服從人才素質(zhì)培養(yǎng)，以大面積提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，和教學(xué)內(nèi)容的改革密不可分。生動(dòng)、豐富的教材，有價(jià)值的有說服力的理論，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的態(tài)度、思維以及能力的開放式教學(xué)，無疑會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從某種意義上說教學(xué)的目的是教會(huì)學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”，“授人以魚，不如授人以漁”。
3.1案例教學(xué)
發(fā)酵工程是一門實(shí)驗(yàn)實(shí)踐極強(qiáng)的學(xué)科，知識(shí)的歸納和總結(jié)是建立于具體的發(fā)酵機(jī)制和工藝案例的基礎(chǔ)上。在授課過程中，典型的案例不僅使課堂生動(dòng)形象，而且使學(xué)生容易理解和記憶，觸類旁通，達(dá)到知識(shí)遷移的目的。例如在講青霉素的發(fā)酵這部分內(nèi)容時(shí)，通過詳細(xì)講解青霉素的發(fā)現(xiàn)，引出偉大的科學(xué)家弗萊明，進(jìn)而講解青霉素發(fā)酵的發(fā)酵機(jī)制、過程控制、提取及純化相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生被激起興趣，學(xué)起來也容易接受。學(xué)習(xí)之后，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，如抗生素的種類、我們生小病的時(shí)候用到了哪些抗生素、抗生素對(duì)能治療那些疾病、濫用抗生素有何危害等等問題，使學(xué)生從思想上真正理解“抗生素是一把雙刃劍”，從而在以后的生活中學(xué)以致用，進(jìn)而影響身邊的人及下一代合理利用抗生素，為社會(huì)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。
3.2啟發(fā)、討論式教學(xué)
講課的過程中首先講授難點(diǎn)、重點(diǎn)，善于提出問題，讓學(xué)生跟著老師的思路走，隨著一個(gè)又一個(gè)的問題啟發(fā)學(xué)生思考、歸納、總結(jié)。比如在講授發(fā)酵過程的控制這部分內(nèi)容開始時(shí)，引入酸奶的發(fā)酵。酸奶在生活中很普遍，同學(xué)們也不陌生，有的同學(xué)家做過酸奶，因此對(duì)酸奶的發(fā)酵還有一點(diǎn)常識(shí)，接受起來更容易一些。首先提出問題，酸奶發(fā)酵的原料和菌種從哪里來？酸奶發(fā)酵是好氧發(fā)酵還是厭氧發(fā)酵？發(fā)酵多長時(shí)間合適，夏天和冬天發(fā)酵時(shí)間一樣嗎？通過這些問題，啟發(fā)學(xué)生思考討論，最終引出酸奶的發(fā)酵工藝及注意事項(xiàng)，隨后在實(shí)驗(yàn)課時(shí)讓每位同學(xué)親自動(dòng)手做一款自己喜歡的酸奶，鞏固和吸收理論學(xué)習(xí)。
3.3比較歸納教學(xué)法
比較式教學(xué)法通過對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的對(duì)比分析，找到其相同和不同處，在比較的過程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)歸納概括，有助于從本質(zhì)上理解和記憶知識(shí)。比如在講授培養(yǎng)基的制備過程中，讓學(xué)生比較種子培養(yǎng)基與發(fā)酵培養(yǎng)基的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，說出兩種培養(yǎng)基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在講培養(yǎng)基的滅菌時(shí)，在講述了分批滅菌和三種常見的連續(xù)滅菌流程連消塔——噴淋冷卻流程、噴射加熱——真空冷卻流程、薄板熱交換器連續(xù)滅菌流程之后，讓學(xué)生對(duì)分批滅菌和連續(xù)滅菌進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，學(xué)生就容易理清楚，弄懂復(fù)雜的內(nèi)容。
4優(yōu)化考試模式，重在平時(shí)學(xué)習(xí)的思考與探討
在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)及理論教學(xué)考核方法中，一是包括到課情況。在開課之前詳細(xì)向?qū)W生講述發(fā)酵工程課程在生物技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用及其重要性，課程的講授和考核方式，通過到課率來約束學(xué)生學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)的自覺性。二是考核內(nèi)容和考核方式多樣化，加強(qiáng)課堂考核、作業(yè)考核，平時(shí)考核與期末考核成績的比例由原來的3∶7加大到6∶4，綜合反映發(fā)酵工程課程實(shí)踐性強(qiáng)的特色。三是實(shí)踐教學(xué)實(shí)施“以考促訓(xùn)，以賽促練”，強(qiáng)化技能培養(yǎng)，規(guī)定技能考試不過關(guān)，不允許參加理論考試。四是在教學(xué)中注重因材施教和個(gè)性化培養(yǎng)。
5小結(jié)
第2篇
1.1材料及儀器原材料：紅糝、汾酒大曲、FJ-5酵母菌（生香酵母）。儀器設(shè)備：Agilent7890N氣相色譜儀，美國Agilent公司；UV-5200紫外分光光度計(jì)，上海精密儀器有限公司；ENLOG-TMEX-T自動(dòng)溫度記錄鈕扣系統(tǒng)；傅立葉近紅外光譜儀InfraxactLab。
1.2酵母菌培養(yǎng)基活化培養(yǎng)基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、瓊脂1.8g、自然pH值。富集培養(yǎng)基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。
1.3分析方法總酯測(cè)定：按GB/T10345—2007方法進(jìn)行。乙酸乙酯測(cè)定：利用Agilent7890N氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。色譜條件：進(jìn)樣口溫度230℃，載氣He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50:1，進(jìn)樣量1uL；程序升溫，初始溫度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至180℃，保持10min。感官品評(píng)：按照標(biāo)準(zhǔn)感官分析方法GB10345-2007進(jìn)行。
1.4實(shí)驗(yàn)步驟在公司同一個(gè)實(shí)驗(yàn)班組上進(jìn)行，以保證實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中工藝操作的一致性。實(shí)驗(yàn)分4組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，以正常大生產(chǎn)為對(duì)照。實(shí)驗(yàn)組間除了FJ-5菌液（OD值為1.6～1.8,620nm處測(cè)定）用量不同外，其它因素全部相同。各組實(shí)驗(yàn)配料、堆積時(shí)間、堆積規(guī)格等參數(shù)結(jié)果見表1。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別連續(xù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)5d，其他未涉及工藝參數(shù)參照汾酒傳統(tǒng)工藝執(zhí)行。
2結(jié)果與分析
2.1發(fā)酵品溫變化規(guī)律白酒釀造過程酒醅品溫變化規(guī)律或是紊亂能夠直接反映材料發(fā)酵情況是否正常。而發(fā)酵材料當(dāng)中酵母菌、細(xì)菌等功能微生物有序代謝、有序放熱正是酒醅品溫有規(guī)律變化的一種內(nèi)在驅(qū)動(dòng)。從圖1中各實(shí)驗(yàn)組品溫的變化來看，堆積過程中，實(shí)驗(yàn)4組的最高品溫變化可達(dá)到36℃，超過了酵母菌最適宜的生長溫度。而實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3三組在堆積過程當(dāng)中的最高品溫并未超過33℃。而且實(shí)驗(yàn)3組的最高堆積品溫要比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2組高出2℃～3℃。分析可能實(shí)驗(yàn)3的酵母菌強(qiáng)化劑量與材料堆積規(guī)格的匹配對(duì)于提供酵母菌適宜的生長代謝溫度較其他3個(gè)實(shí)驗(yàn)組更加合理所致。發(fā)酵進(jìn)入地缸以后，除實(shí)驗(yàn)4組明顯沒有遵循汾酒發(fā)酵“前緩、中挺、后緩落”的品溫變化規(guī)律外，其它實(shí)驗(yàn)組均與正常大生產(chǎn)酒醅表現(xiàn)出相似的品溫變化趨勢(shì)。而且由于實(shí)驗(yàn)組材料有前期堆積富集微生物的過程，所以整體上來說實(shí)驗(yàn)組特別是實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3組材料的頂火時(shí)間要比正常大生產(chǎn)要長2～3d。
2.2堆積發(fā)酵過程中酵母菌數(shù)量分析材料堆積過程中一方面可以提供酒醅本身攜帶的酵母菌一個(gè)有氧環(huán)境，使其進(jìn)行數(shù)量的大量繁殖；另一方面，通過堆積，也可網(wǎng)羅一部分空氣當(dāng)中的酵母菌[9]。通過微生物平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)，結(jié)果如圖2所示。圖2結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)4組由于堆積過程當(dāng)中堆積溫度超出了酵母菌最適宜的生長溫度，導(dǎo)致在堆積過程當(dāng)中，其酵母菌數(shù)量最高僅達(dá)4.15×106cfu/g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3組中酵母菌的數(shù)量。其中，實(shí)驗(yàn)3組當(dāng)中酵母菌富集效果最好，達(dá)到了3.72×108cfu/g，結(jié)合圖1中的品溫情況，說明要保證后期發(fā)酵材料的較高的頂火溫度和較長的頂火時(shí)間，前期的堆積過程必須控制好堆積溫度，堆積溫度最好不要超過酵母菌等微生物的最適生長溫度。
2.3在制品（15對(duì)時(shí)）酒度、出酒數(shù)量對(duì)比清香型白酒釀造過程當(dāng)中，7~15對(duì)時(shí)這個(gè)階段，是酒精發(fā)酵的主要階段，15對(duì)時(shí)之后，隨著酒醅中酒度、酸度的積累，對(duì)大多數(shù)酵母菌生長代謝造成負(fù)面影響，一般酒醅中酒精含量變化不是很大。所以15對(duì)時(shí)的酒精度可代表酒醅發(fā)酵過程當(dāng)中整體酒精生成量的多寡。圖3中數(shù)據(jù)可以看到，實(shí)驗(yàn)組15對(duì)時(shí)酒精度均低于正常大生產(chǎn)。通過t檢驗(yàn)顯著性分析，其中實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3組分別與正常大生產(chǎn)15對(duì)時(shí)酒度在0.05水平下p值（0.23、0.45、0.28）均＞0.05,差異性不顯著。而實(shí)驗(yàn)4組酒醅15對(duì)時(shí)酒度與正常大生產(chǎn)顯著性分析p值（0.03）＜0.05,差異性顯著。分析實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3組酒醅15對(duì)時(shí)酒精度略低于正常大生產(chǎn)的原因在于實(shí)驗(yàn)組在堆積過程中散失了部分水分有直接關(guān)系。而實(shí)驗(yàn)4組酒醅產(chǎn)酒精量較少可能是由堆積過程中過高的堆積溫度殺死了一部分產(chǎn)醇酵母菌所引起的[10]。出酒數(shù)量方面，各實(shí)驗(yàn)組最終出酒數(shù)量多寡基本與15對(duì)時(shí)酒精度的對(duì)比情況一致，結(jié)果見圖4。
2.4原酒總酯、乙酯/乳酯比值及感官品評(píng)結(jié)果
2.4.1原酒總酯、乙酯/乳酯比值結(jié)果分析原酒中總酯含量的高低在很大程度上決定了酒液放香特點(diǎn)是否良好，此外，汾酒中乙酯與乳酯的比例對(duì)于保證清香風(fēng)格有重要作用。目前清香白酒的生產(chǎn)實(shí)踐表明，適當(dāng)提高乙酯與乳酯的比例對(duì)于酒體品質(zhì)的改善有十分積極的作用。從圖5中數(shù)據(jù)可以看到，4個(gè)實(shí)驗(yàn)組中實(shí)驗(yàn)3組所產(chǎn)原酒總酯含量最高，可達(dá)8.3g/L，比正常大生產(chǎn)的4.7g/L高出76.6%。而實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2組總酯含量相當(dāng)，分別是7.3g/L和7.5g/L。其中，實(shí)驗(yàn)4組在四個(gè)實(shí)驗(yàn)組中總酯含量最低，但比正常大生產(chǎn)也高出19.1%。這說明堆積發(fā)酵結(jié)合生物工程技術(shù)強(qiáng)化生香酵母的方法是一種切實(shí)可行的提高汾酒總酯含量的方法。從圖6中各實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組乙酯/乳酯的比值數(shù)據(jù)可以看到，通過實(shí)驗(yàn)組乙酯與乳酯的比值均有不同程度的提高，其中實(shí)驗(yàn)3所產(chǎn)乙酯/乳酯比例提高最多，高達(dá)1.5。
2.4.2實(shí)驗(yàn)組感官品評(píng)分析根據(jù)1.3方法對(duì)各實(shí)驗(yàn)酒樣進(jìn)行品評(píng)，結(jié)果見表7。結(jié)合表7描述，可以看到實(shí)驗(yàn)原酒普遍較正常大生產(chǎn)原酒表現(xiàn)出更明顯的蘋果香，清香風(fēng)格典型。而且實(shí)驗(yàn)3所產(chǎn)原酒經(jīng)品評(píng)放香、口感均比較理想。
3結(jié)論
3.1經(jīng)中試實(shí)驗(yàn)可知，采用將3‰的FJ-5酵母菌液強(qiáng)化到正常汾酒配料當(dāng)中，堆積發(fā)酵2d之后再進(jìn)行入缸發(fā)酵的方法可較大程度地提高汾酒的總酯含量，提高幅度高達(dá)76.6%，能夠很好地保證和提升汾酒品質(zhì)。
3.2通過堆積發(fā)酵結(jié)合生物工程技術(shù)強(qiáng)化發(fā)酵體系中生香酵母數(shù)量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值，最高可提高至1.5，在提高總酯的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了“增乙降乳”的目的，可大大地提升了汾酒的放香和口感。
3.3通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于大多數(shù)生香酵母具有好氧繁殖、厭氧代謝的特點(diǎn)，通過人工強(qiáng)化結(jié)合堆積自然網(wǎng)羅微生物的方法大大地豐富了汾酒發(fā)酵體系當(dāng)中生香酵母的數(shù)量，進(jìn)而為發(fā)酵后期提高汾酒總酯含量和產(chǎn)品品質(zhì)打下基礎(chǔ)。
3.4該研究在堆積時(shí)間的選擇上沒有進(jìn)行梯度實(shí)驗(yàn)，堆積時(shí)間長短對(duì)于汾酒總酯含量的影響還有待進(jìn)一步研究。
第3篇
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);基因工程;細(xì)胞工程
現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,成就非凡,推動(dòng)著科學(xué)的進(jìn)步,促進(jìn)著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程?，F(xiàn)代生物技術(shù)的成果越來越廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、能源、化工、輕工和環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域。生物技術(shù)是21世紀(jì)高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預(yù)測(cè),到2010～2020年,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟(jì)體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ),利用生物機(jī)體、生物系統(tǒng)創(chuàng)造新物種,并與工程原理相結(jié)合加工生產(chǎn)生物制品的綜合性科學(xué)技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)則包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等領(lǐng)域。在我國的食品工業(yè)中,生物技術(shù)工業(yè)化產(chǎn)品占有相當(dāng)大的比重;近年,酒類和新型發(fā)酵產(chǎn)品以及釀造產(chǎn)品的產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值的17%?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵領(lǐng)域中有廣闊市場(chǎng)和發(fā)展前景,本文主要闡述現(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。
一、基因工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容,采用類似工程設(shè)計(jì)的方法,按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進(jìn)行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,進(jìn)行無性繁殖,并使目的基因在受體細(xì)胞中高速表達(dá),產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型。
發(fā)酵工業(yè)的關(guān)鍵是優(yōu)良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質(zhì)體融合等傳統(tǒng)方法外,還可與基因工程結(jié)合,進(jìn)行改造生產(chǎn)菌種。
(一)改良面包酵母菌的性能
面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母菌中后,其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高,面包加工中產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w量提高,應(yīng)用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤松軟的面包。
(二)改良釀酒酵母菌的性能
利用基因工程技術(shù)培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進(jìn)傳統(tǒng)的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術(shù)將大麥中的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發(fā)酵,使生產(chǎn)流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產(chǎn)工藝。目前,已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株,提高生香物質(zhì)含量的啤酒酵母菌株。
(三)改良乳酸菌發(fā)酵劑的性能
乳酸菌是一類能代謝產(chǎn)生乳酸,降低發(fā)酵產(chǎn)品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達(dá)系統(tǒng)分為組成型表達(dá)和受控表達(dá)兩種類型,其中受控表達(dá)系統(tǒng)包括糖誘導(dǎo)系統(tǒng)、Nisin誘導(dǎo)系統(tǒng)、pH誘導(dǎo)系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對(duì)于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言,德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏,但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒pN42和PJBL2用于構(gòu)建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨(dú)立復(fù)制的轉(zhuǎn)座子,第二種方法是依賴于克隆的基因組DN斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發(fā)酵劑具有優(yōu)良的發(fā)酵性能,產(chǎn)雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強(qiáng)。
二、細(xì)胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
細(xì)胞工程是生物工程主要組成之一,出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末至80年代初,是在細(xì)胞水平上改變細(xì)胞的遺傳特性或通過大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術(shù)過程。細(xì)胞工程主要有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合及細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)等。細(xì)胞融合是在外力(誘導(dǎo)劑或促融劑)作用下,使兩個(gè)或兩個(gè)以上的異源(種、屬間)細(xì)胞或原生質(zhì)體相互接觸,從而發(fā)生膜融合、胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細(xì)胞的現(xiàn)象。細(xì)胞融合技術(shù)是一種改良微生物發(fā)酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、使菌種獲得新的性狀、合成新產(chǎn)物等。與基因工程技術(shù)結(jié)合,使對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù)使產(chǎn)生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產(chǎn)量高3倍的賴氨酸產(chǎn)生菌和蘇氨酸高產(chǎn)新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個(gè)別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗(yàn)所用該技術(shù)獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細(xì)胞融合的對(duì)象已擴(kuò)展到酵母、霉菌、細(xì)菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領(lǐng)域的新菌種。
三、酶工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,酶工程又稱酶反應(yīng)技術(shù),是在一定的生物反應(yīng)器內(nèi),利用生物酶作為催化劑,使某些物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化的工藝技術(shù),包括酶的研制與生產(chǎn),酶和細(xì)胞或細(xì)胞器的固定化技術(shù),酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術(shù)在發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個(gè)方面,一是用酶技術(shù)處理發(fā)酵原料,有利于發(fā)酵過程的進(jìn)行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質(zhì)量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時(shí),會(huì)造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質(zhì)降解不足,從而減慢發(fā)酵速度,影響啤酒的風(fēng)味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補(bǔ)充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發(fā)酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時(shí)間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物,縮短發(fā)酵過程,促進(jìn)發(fā)酵風(fēng)味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風(fēng)味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標(biāo)。當(dāng)啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時(shí)生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發(fā)酵后期還原雙乙酰需要約5～10d的時(shí)間。崔進(jìn)梅等報(bào)道,發(fā)酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發(fā)酵周期,減少雙乙酰含量。
四、小結(jié)
在食品發(fā)酵生產(chǎn)中應(yīng)用生物技術(shù)可以提高發(fā)酵劑的性能,縮短發(fā)酵周期,豐富發(fā)酵制品的種類。不僅提高了產(chǎn)品檔次和附加值,生產(chǎn)出符合不同消費(fèi)者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業(yè)的發(fā)展。隨著生化技術(shù)的日益發(fā)展,相信會(huì)開發(fā)出更多物美價(jià)廉的發(fā)酵制品,使生物加工技術(shù)在食品發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛。
參考文獻(xiàn)
[1]趙志華,岳田利等.現(xiàn)代生物技術(shù)在乳品工業(yè)中的應(yīng)用研究[J].生物技術(shù)通報(bào).2006,04:78-80.
[2]王春榮,王興國等.現(xiàn)代生物技術(shù)與食品工業(yè)[J].山東食品科技.2004,07:31.
[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶發(fā)酵劑和乳酸菌生物技術(shù)育種[J].中國生物工程雜志.2004,(7):27.
