前言：我們精心挑選了數篇優質發酵技術論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，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

發酵工程優秀教材很多，像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發酵工藝原理與技術》、《生物工藝學》、《現代工業發酵調控學》、《發酵工藝學》等，我們在前些年的教學過程中也選用了多個版本的《微生物工程》，結合我校生物技術專業學生的知識體系和培養方向，目前我們選用全國高等學校發酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級規劃教材華南理工大學姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》，此書按照發酵工藝操作單元的先后順序排布各章，脈絡清晰，系統性好，該書在難易程度上很適合我們的學生，但是該書側重于發酵機制的講授，發酵工藝和設備沒有涉及。因此，在前期教學積累的基礎上，我們授課團隊正在努力編寫一本適合于我們自己的教材，增添發酵工藝及設備，以及基因工程產品的發酵工藝。同時為提高學習的廣度和深度，為學生推薦了《發酵工藝原理》、《發酵設備》、《發酵工程實驗技術》等參考書。

2開展發酵工程實驗，提高學生綜合素質

發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能，通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用于工業化生產的技術體系，是建立在發酵工業基礎上，與化學工程緊密結合的一門學科，它是連接生命科學研究與應用的橋梁[7]。在基因工程和細胞工程的應用中，要想把定向改造的物種轉化成產品，也需用到發酵工程技術。發酵工程實驗開展的場所是發酵罐，這是發酵工業獨有的特點，同時有一套嚴密的工藝流程讓發酵原料通過菌種吸收轉化成我們所需要的發酵產品，發酵周期長，步驟繁多。通過發酵工程實驗課程的學習，培養學生實際動手操作能力，讓學生親自動手操作發酵罐，開展發酵罐空消和實消操作，以及常規發酵產品如酒精、檸檬酸、青霉素的發酵，使學生真正的達到學以致用，同時又鍛煉了學生的自主性、創作性和責任心。師范院校的理科學生，普遍缺乏工藝概念，但他們又非常渴望了解真正的生產過程。我們針對發酵工程的主要內容，組織學生到啤酒廠、白酒廠、制藥企業開展生產實習，使學生親自到白酒、啤酒和藥物的生產線上了解工藝流程，切切實實的把課堂上學到的理論知識與生產工藝聯系起來，學生反映收獲很大。總之，發酵工程實驗集成度較高，牽涉到生物化學、微生物學、分析化學、有機化學、發酵工藝學、化學原理等學科的實驗內容，有別于普通實驗課程的是工廠生產實習，真正做到理論實踐相結合，最終達到學以致用的培養目的。

3改進教學方法，切實提高學生創新能力

教學方法的改革，首先取決于教師本身的學術水平和綜合素質的提高，教學方法改革服從人才素質培養，以大面積提高教學質量為目標，和教學內容的改革密不可分。生動、豐富的教材，有價值的有說服力的理論，以培養學生學習和實踐的態度、思維以及能力的開放式教學，無疑會激發學生的學習興趣。從某種意義上說教學的目的是教會學生“學會學習”，“授人以魚，不如授人以漁”。

3.1案例教學

發酵工程是一門實驗實踐極強的學科，知識的歸納和總結是建立于具體的發酵機制和工藝案例的基礎上。在授課過程中，典型的案例不僅使課堂生動形象，而且使學生容易理解和記憶，觸類旁通，達到知識遷移的目的。例如在講青霉素的發酵這部分內容時，通過詳細講解青霉素的發現，引出偉大的科學家弗萊明，進而講解青霉素發酵的發酵機制、過程控制、提取及純化相關內容，學生被激起興趣，學起來也容易接受。學習之后，可以引導學生進行討論，如抗生素的種類、我們生小病的時候用到了哪些抗生素、抗生素對能治療那些疾病、濫用抗生素有何危害等等問題，使學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以致用，進而影響身邊的人及下一代合理利用抗生素，為社會進步做出貢獻。

3.2啟發、討論式教學

講課的過程中首先講授難點、重點，善于提出問題，讓學生跟著老師的思路走，隨著一個又一個的問題啟發學生思考、歸納、總結。比如在講授發酵過程的控制這部分內容開始時，引入酸奶的發酵。酸奶在生活中很普遍，同學們也不陌生，有的同學家做過酸奶，因此對酸奶的發酵還有一點常識，接受起來更容易一些。首先提出問題，酸奶發酵的原料和菌種從哪里來？酸奶發酵是好氧發酵還是厭氧發酵？發酵多長時間合適，夏天和冬天發酵時間一樣嗎？通過這些問題，啟發學生思考討論，最終引出酸奶的發酵工藝及注意事項，隨后在實驗課時讓每位同學親自動手做一款自己喜歡的酸奶，鞏固和吸收理論學習。

3.3比較歸納教學法

比較式教學法通過對不同知識點的對比分析，找到其相同和不同處，在比較的過程中對知識點歸納概括，有助于從本質上理解和記憶知識。比如在講授培養基的制備過程中，讓學生比較種子培養基與發酵培養基的相同點和不同點，說出兩種培養基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在講培養基的滅菌時，在講述了分批滅菌和三種常見的連續滅菌流程連消塔——噴淋冷卻流程、噴射加熱——真空冷卻流程、薄板熱交換器連續滅菌流程之后，讓學生對分批滅菌和連續滅菌進行對比總結，學生就容易理清楚，弄懂復雜的內容。

4優化考試模式，重在平時學習的思考與探討

在發酵工程實驗及理論教學考核方法中，一是包括到課情況。在開課之前詳細向學生講述發酵工程課程在生物技術專業的應用及其重要性，課程的講授和考核方式，通過到課率來約束學生學習及實驗的自覺性。二是考核內容和考核方式多樣化，加強課堂考核、作業考核，平時考核與期末考核成績的比例由原來的3∶7加大到6∶4，綜合反映發酵工程課程實踐性強的特色。三是實踐教學實施“以考促訓，以賽促練”，強化技能培養，規定技能考試不過關，不允許參加理論考試。四是在教學中注重因材施教和個性化培養。

5小結

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）。儀器設備：Agilent7890N氣相色譜儀，美國Agilent公司；UV-5200紫外分光光度計，上海精密儀器有限公司；ENLOG-TMEX-T自動溫度記錄鈕扣系統；傅立葉近紅外光譜儀InfraxactLab。

1.2酵母菌培養基活化培養基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、瓊脂1.8g、自然pH值。富集培養基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。

1.3分析方法總酯測定：按GB/T10345—2007方法進行。乙酸乙酯測定：利用Agilent7890N氣相色譜儀進行檢測。色譜條件：進樣口溫度230℃，載氣He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50:1，進樣量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：按照標準感官分析方法GB10345-2007進行。

1.4實驗步驟在公司同一個實驗班組上進行，以保證實驗過程當中工藝操作的一致性。實驗分4組實驗進行，以正常大生產為對照。實驗組間除了FJ-5菌液（OD值為1.6～1.8,620nm處測定）用量不同外，其它因素全部相同。各組實驗配料、堆積時間、堆積規格等參數結果見表1。每個實驗組分別連續重復實驗5d，其他未涉及工藝參數參照汾酒傳統工藝執行。

2結果與分析

2.1發酵品溫變化規律白酒釀造過程酒醅品溫變化規律或是紊亂能夠直接反映材料發酵情況是否正常。而發酵材料當中酵母菌、細菌等功能微生物有序代謝、有序放熱正是酒醅品溫有規律變化的一種內在驅動。從圖1中各實驗組品溫的變化來看，堆積過程中，實驗4組的最高品溫變化可達到36℃，超過了酵母菌最適宜的生長溫度。而實驗1、實驗2、實驗3三組在堆積過程當中的最高品溫并未超過33℃。而且實驗3組的最高堆積品溫要比實驗1和實驗2組高出2℃～3℃。分析可能實驗3的酵母菌強化劑量與材料堆積規格的匹配對于提供酵母菌適宜的生長代謝溫度較其他3個實驗組更加合理所致。發酵進入地缸以后，除實驗4組明顯沒有遵循汾酒發酵“前緩、中挺、后緩落”的品溫變化規律外，其它實驗組均與正常大生產酒醅表現出相似的品溫變化趨勢。而且由于實驗組材料有前期堆積富集微生物的過程，所以整體上來說實驗組特別是實驗1和實驗3組材料的頂火時間要比正常大生產要長2～3d。

2.2堆積發酵過程中酵母菌數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有氧環境，使其進行數量的大量繁殖；另一方面，通過堆積，也可網羅一部分空氣當中的酵母菌[9]。通過微生物平板培養計數，結果如圖2所示。圖2結果表明，實驗4組由于堆積過程當中堆積溫度超出了酵母菌最適宜的生長溫度，導致在堆積過程當中，其酵母菌數量最高僅達4.15×106cfu/g，遠遠低于實驗1、實驗2、實驗3組中酵母菌的數量。其中，實驗3組當中酵母菌富集效果最好，達到了3.72×108cfu/g，結合圖1中的品溫情況，說明要保證后期發酵材料的較高的頂火溫度和較長的頂火時間，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對時）酒度、出酒數量對比清香型白酒釀造過程當中，7~15對時這個階段，是酒精發酵的主要階段，15對時之后，隨著酒醅中酒度、酸度的積累，對大多數酵母菌生長代謝造成負面影響，一般酒醅中酒精含量變化不是很大。所以15對時的酒精度可代表酒醅發酵過程當中整體酒精生成量的多寡。圖3中數據可以看到，實驗組15對時酒精度均低于正常大生產。通過t檢驗顯著性分析，其中實驗1、實驗2、實驗3組分別與正常大生產15對時酒度在0.05水平下p值（0.23、0.45、0.28）均＞0.05,差異性不顯著。而實驗4組酒醅15對時酒度與正常大生產顯著性分析p值（0.03）＜0.05,差異性顯著。分析實驗1、實驗2、實驗3組酒醅15對時酒精度略低于正常大生產的原因在于實驗組在堆積過程中散失了部分水分有直接關系。而實驗4組酒醅產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醇酵母菌所引起的[10]。出酒數量方面，各實驗組最終出酒數量多寡基本與15對時酒精度的對比情況一致，結果見圖4。

2.4原酒總酯、乙酯/乳酯比值及感官品評結果

2.4.1原酒總酯、乙酯/乳酯比值結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是否良好，此外，汾酒中乙酯與乳酯的比例對于保證清香風格有重要作用。目前清香白酒的生產實踐表明，適當提高乙酯與乳酯的比例對于酒體品質的改善有十分積極的作用。從圖5中數據可以看到，4個實驗組中實驗3組所產原酒總酯含量最高，可達8.3g/L，比正常大生產的4.7g/L高出76.6%。而實驗1和實驗2組總酯含量相當，分別是7.3g/L和7.5g/L。其中，實驗4組在四個實驗組中總酯含量最低，但比正常大生產也高出19.1%。這說明堆積發酵結合生物工程技術強化生香酵母的方法是一種切實可行的提高汾酒總酯含量的方法。從圖6中各實驗組及對照組乙酯/乳酯的比值數據可以看到，通過實驗組乙酯與乳酯的比值均有不同程度的提高，其中實驗3所產乙酯/乳酯比例提高最多，高達1.5。

2.4.2實驗組感官品評分析根據1.3方法對各實驗酒樣進行品評，結果見表7。結合表7描述，可以看到實驗原酒普遍較正常大生產原酒表現出更明顯的蘋果香，清香風格典型。而且實驗3所產原酒經品評放香、口感均比較理想。

3結論

3.1經中試實驗可知，采用將3‰的FJ-5酵母菌液強化到正常汾酒配料當中，堆積發酵2d之后再進行入缸發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76.6%，能夠很好地保證和提升汾酒品質。

3.2通過堆積發酵結合生物工程技術強化發酵體系中生香酵母數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，實現了“增乙降乳”的目的，可大大地提升了汾酒的放香和口感。

3.3通過實驗發現，由于大多數生香酵母具有好氧繁殖、厭氧代謝的特點，通過人工強化結合堆積自然網羅微生物的方法大大地豐富了汾酒發酵體系當中生香酵母的數量，進而為發酵后期提高汾酒總酯含量和產品品質打下基礎。

3.4該研究在堆積時間的選擇上沒有進行梯度實驗，堆積時間長短對于汾酒總酯含量的影響還有待進一步研究。

第3篇

關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程

現代生物技術的迅猛發展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經濟的發展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發展進程。現代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容,具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測,到2010～2020年,生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎,利用生物機體、生物系統創造新物種,并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術。現代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中,生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年,酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%。現代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景,本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。

一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用

基因工程技術是現代生物技術的核心內容,采用類似工程設計的方法,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行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速表達,產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。

發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外,還可與基因工程結合,進行改造生產菌種。

(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。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后,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,面包加工中產生二氧化碳氣體量提高,應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發酵,使生產流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產工藝。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,提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌發酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產生乳酸,降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH誘導系統和噬菌體衍生系統。相對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,但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子,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酵劑具有優良的發酵性能,產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用

細胞工程是生物工程主要組成之一,出現于20世紀70年代末至80年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間)細胞或原生質體相互接觸,從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合,使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優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,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、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域的新菌種。

三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用

酶是活細胞產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。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應技術,是在一定的生物反應器內,利用生物酶作為催化劑,使某些物質定向轉化的工藝技術,包括酶的研制與生產,酶和細胞或細胞器的固定化技術,酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面,一是用酶技術處理發酵原料,有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時,會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質降解不足,從而減慢發酵速度,影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物,縮短發酵過程,促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5～10d的時間。崔進梅等報道,發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發酵周期,減少雙乙酰含量。

四、小結

在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能,縮短發酵周期,豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值,生產出符合不同消費者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業的發展。隨著生化技術的日益發展,相信會開發出更多物美價廉的發酵制品,使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。

參考文獻

[1]趙志華,岳田利等.現代生物技術在乳品工業中的應用研究[J].生物技術通報.2006,04:78-80.

[2]王春榮,王興國等.現代生物技術與食品工業[J].山東食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶發酵劑和乳酸菌生物技術育種[J].中國生物工程雜志.2004,(7):27.