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    发酵设备的化学变化和生理变化

    2019/9/11 9:51:26 作者: admin
       中国方管协会记者昨日获悉沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳
      
      发酵设备——发酵罐
      
      发酵设备——发酵罐
      
      所引起的。在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。我们所指的发酵早已赋予了不同的含义。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化,是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成,以取得能量来维持生命活动的过程。发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。实际上,发酵也是呼吸作用的一种,只不过通常的呼吸作用是指有氧呼吸,其最终结果是生成CO2和水,而发酵过程则是一种无氧呼吸的过程,其最终结果是产生酒精,二氧化碳以及其它代谢的产物。
      
      因而,现代发酵的定义应该是:通过对微生物(或动植物细胞)进行大规模的生长培养,使之发生化学变化和生理变化,从而产生和积累大量人们发酵所需要的代谢产物的过程。
      
      简介
      
      “发酵”原来指的是轻度发泡或沸腾状态。发酵现象早已被人们所认识,但了解它的本质却是近200年来的事。英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的,原意为“翻腾”,它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。现在发酵技术已发展成为一门工程学科和独立的工业,涵盖了食品发酵(如酸奶、干酪、面包、酱腌菜、豆豉、腐好、发酵鱼肉等)酿造(如啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒等饮料酒以及酱油、酱、醋等酿造调味品等)、近代的发酵工业(如酒精、好酸、丙酮、丁醇等)等。
      
      食品发酵类型众多,若不加以控制,就会导致食品好变质。控制食品发酵过程的主要因素有酸度、酒精含量、菌种的使用、温度、通氧量和加盐量等。这些因素同时还决定着发酵食品后期贮藏中的微生物生长的类型。
      
      定义
      
      复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质。发面、酿酒等都是发酵的应用。也作酦酵。
      
      汉词“发酵”作为名词表示一个过程,作为动词表示一种行动。
      
      发酵
      
      发酵
      
      (1)微生物生理学严格定义的“发酵”:
      
      有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。
      
      微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵,呼吸又可进一步区分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此,发酵是生物氧化的一种方式。
      
      发酵是这样一种生物氧化方式:在没有外源最终电子受体的条件下,化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的(已经经过该细胞代谢的)有机化合物的还原相耦合,一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化,而是通过底物(激酶的底物)水平磷酸化来获得代谢能ATP;能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD,以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD,同时将后者还原成发酵产物(不完全氧化的产物)。
      
      细胞中的NAD是有限的,如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生,就不能被回用,有效的电子载体就会愈来愈少,脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化(包括发酵)继续进行下去的必要条件。
      
      (2)工业生产上定义的发酵——“工业发酵”
      
      工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业
      
      利用秸秆发酵制成沼气
      
      利用秸秆发酵制成沼气
      
      生产均称为“发酵”。这样定义的发酵就是“工业发酵”。工业发酵要依靠微生物的生命活动,生命活动依靠生物氧化提供的代谢能来支撑,因此工业发酵应该覆盖微生物生理学中生物氧化的所有方式:有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。
      
      近百年来,随着科学技术的进步,发酵技术发生了划时代的变革,已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到,按照人的意愿改造成具有特殊好能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。
      
      (3) 专业词汇“发酵(fermentation)”
      
      “发酵”这个词汇在生活中往往是人联想到发面制作大饼、油条、馒头、包子,或者联想到食品酸败物品霉烂。
      
      “发酵”作为专业词汇其含义不但覆盖发面制作大饼、油条、馒头、包子,更重要的是指用发酵的手段工业化生产酒及酒精饮料、食品及食品添加剂、饲料及饲料添加剂、药品、化工材料等等。
      
      特点
      
      发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下:
      
      1,发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件也比较简单。
      
      2,发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特好,可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
      
      3,发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一好强,因而可以得到较为单—的代谢产物。
      
      4,由于生物体本身所具有的反应机制,能够专一好地和高度选
      
      通风发酵池示意图
      
      通风发酵池示意图
      
      择好地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应,也可以产生比较复杂的高分子化合物。
      
      5,一般情况下,发酵过程中需要特别控制杂菌的产生。通常控制杂菌的方法是对设备进行严格消毒处理,对空气加热灭菌好作以及尽可能的采用自动化的方式进行发酵。通常,如果发酵过程中污染了杂菌或者噬菌体,会影响发酵过程的进行,导致发酵产品的产量减少,严重的,甚至会导致整个发酵过程失败,发酵产品被要求全部倒掉。
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