概念:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。涉及:菌种选育和培养、产物分离和提纯等。
地位:食品工业是微生物最早开发和应用的领域。
发酵工程在生产传统发酵食品中的意义:使产品产量和质量明显提高。
b.生产各种各样的食品添加剂 如柠檬酸(黑曲霉)、味精(谷氨酸棒状杆菌)
c.生产酶制剂 如α淀粉酶、β淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶等。
酶制剂少数由动植物生产,绝大多数通过发酵工程生产。
主发酵:酵母菌的繁殖、大部分糖的分解、代谢物的生成,一般5~10天。
后发酵:低温、密闭环境下储存,一般1~2个月。
发芽过程可以用赤霉素处理代替。糖化过程是淀粉在淀粉酶的作用下分解形成糖浆
发酵工程逐步扩展到生产抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。
a.采用基因工程的方法,将基因转入微生物中,获得具有某种药物生 产能力的微生物。
b.直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品。
c.利用基因工程生产疫苗:将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物可以作为疫苗使用。
大规模生产青霉素等抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等
自然界优良菌株,经发酵工程大规模发酵生产制成的活菌或其代谢物产品等应用于农牧业很多方面
生产微生物肥料 a.如可利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力(根瘤菌肥、固氮菌肥);
b.有的微生物可抑制土壤中病原微生物的生长,减少病害发生。
微生物农药 a.利用微生物防治病虫害(苏云金杆菌—防80多种农业虫害、白僵菌—防治玉米螟、松毛虫等),
b.或其代谢物来防治病虫害( 放线菌产生井岗霉素—防治水稻纹枯病)。
生物防治
微生物饲料 a.微生物含有丰富的蛋白质,生长繁殖速度快。
b.微生物菌体=单细胞蛋白
c.青贮饲料添加乳酸菌,提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力。
解决资源短缺与环境污染问题:用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
极端微生物的应用:嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂,嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。
“异想天开”:单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得的大量的微生物菌体。其不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等物质。
条件:生产条件温和
原料:原料来源丰富且价格低廉
产物:产物专一
废弃物:废弃物对环境的污染小和容易处理