農(nóng)業(yè)微生物應(yīng)用技術(shù)

內(nèi)容概要

本書(shū)是為“農(nóng)業(yè)高新技術(shù)與管理”等專業(yè)組編的教材之一種。這本教材是根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和考試大綱，從培養(yǎng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化人才的需要出發(fā)，按照本科（專升本）人才規(guī)格的要求，結(jié)合終身教育的特點(diǎn)，組織我校專家學(xué)者集體編寫(xiě)而成的。    本書(shū)在加強(qiáng)微生物學(xué)基礎(chǔ)理論的同時(shí)，突出微生物學(xué)應(yīng)用技術(shù)，密切理論聯(lián)系實(shí)際，以激發(fā)讀者學(xué)習(xí)興起，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和動(dòng)手能力，為21世紀(jì)的微生物學(xué)教學(xué)提供新教材。本書(shū)內(nèi)容豐富，選材新穎，觀點(diǎn)明確，闡述清楚，匯聚了編者們多年來(lái)從事微生物學(xué)教學(xué)、研究及開(kāi)發(fā)應(yīng)用所積累的新知識(shí)、新技術(shù)、新成果，反映了微生物學(xué)科現(xiàn)代發(fā)展水平，適合高等農(nóng)業(yè)院校成人教育農(nóng)業(yè)高新技術(shù)與管理專業(yè)、生物工程專業(yè)和農(nóng)學(xué)類其他專業(yè)作為教材之用，也可供農(nóng)業(yè)科技人員參考。本書(shū)是供學(xué)生自學(xué)、教師輔導(dǎo)和國(guó)家考試使用的教材。經(jīng)專家審定并由四川大學(xué)出版社出版發(fā)行。

書(shū)籍目錄

第一章 微生物學(xué)基礎(chǔ)  第一節(jié) 結(jié)論   一、微生物   二、微生物學(xué)及其分科   三、微生物與人類的關(guān)系   第二節(jié) 微生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)   一、原核微生物   二、真核微生物   三、病毒  第三節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)   一、微生物需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)   二、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型   三、培養(yǎng)基  第四節(jié) 微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件   一、純培微生物的群體生長(zhǎng)   二、環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響   三、微生物間及微生物與其他生物間的相互關(guān)系第二章 微生物發(fā)酵  第一節(jié) 概述    一、發(fā)酵工程   二、微生物發(fā)酵生產(chǎn)的方式   三、微生物發(fā)酵產(chǎn)物類型   四、發(fā)酵生產(chǎn)中的閉關(guān)微生物的設(shè)備  第二節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的工藝過(guò)程   一、發(fā)酵原料的選擇及預(yù)處理   二、微生物菌種的選擇及發(fā)酵條件的控制    三、發(fā)酵設(shè)備的選擇及發(fā)酵條件的控制     四、發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取   五、發(fā)酵廢棄物的回收利用   第三節(jié) 種子擴(kuò)大培養(yǎng)   一、種子培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件   二、種子制備工藝   三、種子質(zhì)量的控制措施  第四節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基及其滅菌  第五節(jié) 空氣除菌  第六節(jié) 菌種退化及其防治  第七節(jié) 雜菌與噬菌體的防治第三章 微生物肥料  第一節(jié) 根瘤菌肥料  第二節(jié) 固氮菌肥料   第三節(jié) 鉀細(xì)菌肥料  第四節(jié) 磷細(xì)菌肥料  第五節(jié) 菌根菌肥料  第六節(jié) 復(fù)合微生物肥料第四章 微生物農(nóng)藥第五章 微生物飼料第六章 發(fā)酵食品第七章 食（藥）用菌栽培第八章 微生物與環(huán)境保護(hù)主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　四、發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取　　發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取過(guò)程，又稱后處理過(guò)程或下游加工過(guò)程，是發(fā)酵工程的一個(gè)組成部分，亦是一個(gè)復(fù)雜而耗資的工藝過(guò)程。他由一些化學(xué)工程的單元操作組成，但因生物物質(zhì)的特性而有其特殊要求，其中某些單元操作在一般化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用較少?！　‘?dāng)發(fā)酵進(jìn)行到一定階段，發(fā)酵罐內(nèi)積累了相當(dāng)量的代謝產(chǎn)物或生長(zhǎng)旺盛的微生物細(xì)胞時(shí)，應(yīng)適時(shí)終止發(fā)酵過(guò)程，將產(chǎn)物從發(fā)酵液(醪)中分離提取出來(lái)。由于發(fā)酵代謝產(chǎn)物的多樣性和每一種代謝產(chǎn)物性質(zhì)的多樣性．因而分離提取與精制其產(chǎn)物的方法也是多種多樣的。所以要根據(jù)產(chǎn)物的特性不同而選擇不同的方法。獲得的產(chǎn)物都要按照國(guó)家有關(guān)部門制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和性能測(cè)定，符合要求才稱為合格產(chǎn)品?！　∥?、發(fā)酵廢棄物的回收利用　　在工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中，經(jīng)常排放大量廢水和下腳料，對(duì)環(huán)境造成污染和危害，因而開(kāi)展工業(yè)“三廢”處理和綜合利用也是發(fā)酵生產(chǎn)中不可忽視的一環(huán)。如酒精廠、啤酒廠、釀造廠、味精廠、食品廠的主要原料為農(nóng)副產(chǎn)品。他們的廢水、廢渣和廢氣的處理一般是：廢渣可作為畜禽的飼料利用；廢氣，如酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳可以經(jīng)壓縮制液態(tài)二氧化碳和干冰。又如丙酮丁醇發(fā)酵中產(chǎn)生的氫氣經(jīng)處理后可用作燃料；廢水只有一部分才可綜合利用，如用酒精蒸餾廢液、味精廢水生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白(SCP)，其余的廢水處理最合適的是生物學(xué)處理法(見(jiàn)第八章)。又如檸檬酸發(fā)酵后菌絲體粗制果膠酶，谷氨酸發(fā)酵后通過(guò)細(xì)菌自溶可提取5’一肌苷酸等。　　第三節(jié)　種子擴(kuò)大培養(yǎng)　　種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接人試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子?！　∧壳肮I(yè)規(guī)模的發(fā)酵罐容積已達(dá)幾十、幾百甚至上千立方米。如按10%左右的種子量計(jì)算，就要投入幾立方米或幾十立方米的種子。要從保藏在試管中的微生物菌種逐級(jí)擴(kuò)大為生產(chǎn)用種子是一個(gè)由實(shí)驗(yàn)室制備到車間生產(chǎn)的過(guò)程。其生產(chǎn)方法與條件隨不同的生產(chǎn)品種和菌種種類而異。如細(xì)菌、酵母菌、放線菌或霉菌生長(zhǎng)的快慢、產(chǎn)孢子能力的大小以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)、溫度、需氧等條件的要求均有不同。因此，種子擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)根據(jù)菌種的生理特性，選擇合適的培養(yǎng)條件來(lái)獲得代謝旺盛、數(shù)量足夠的種子。這種種子接入發(fā)酵罐后，將使發(fā)酵周期縮短，設(shè)備利用率提高。種子液質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)起著關(guān)鍵性作用?！　∽鳛榉N子的準(zhǔn)則是：①菌種細(xì)胞的生長(zhǎng)活力強(qiáng)。移種至發(fā)酵罐后能迅速生長(zhǎng)，延滯期短；②生理性狀穩(wěn)定；③菌體總量及濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求；④無(wú)雜菌污染；⑤保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力?！　　　　　　　?shū)摘1　　二、固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)　　固態(tài)發(fā)酵法是我國(guó)傳統(tǒng)的白酒生產(chǎn)工藝，這種工藝可說(shuō)是世界上獨(dú)特的釀酒工藝。其特點(diǎn)是：糖化和發(fā)酵的溫度較低，二者的作用是同時(shí)進(jìn)行；續(xù)渣發(fā)酵或配醅發(fā)酵；甑桶固態(tài)蒸餾；多菌敞口發(fā)酵等。　　(一)原料和輔料　　白酒生產(chǎn)的原料包括制曲、釀酒的原料?！　?．制曲原料　　制大曲以小麥、大麥、豌豆為主要原料，經(jīng)過(guò)磨碎，摻水壓成磚塊后，放在曲房里采用自然繁殖微生物的方法制得的。麩曲制曲原料以麩皮為主，并添加適量的鮮酒糟。小曲種類繁多。所用原料有大米、米糠、小米中草藥等。西南地區(qū)，為降低成本，推廣無(wú)藥糠曲。貴州省用麩皮制成散曲，應(yīng)用于小曲酒生產(chǎn)．獲得良好效果?！　?．釀酒原料和輔料　　1)原料　　釀酒的主要原料有高粱、玉米、小麥、大米、薯干等?！　「吡唬菏轻勚魄频闹饕稀８吡唤?jīng)蒸煮后，疏松適度，粘而不糊，有利于固態(tài)發(fā)酵。小曲法生產(chǎn)糯高粱酒時(shí)，淀粉利用率可達(dá)85％以上。釀酒用高粱要求顆粒飽滿，無(wú)雜質(zhì)，不霉?fàn)€?！　⌒←湥盒←?zhǔn)侵魄闹饕?。同時(shí)又是釀酒的原料之一。一般要求麥粒完整、顆粒飽滿、無(wú)蟲(chóng)蛀、不霉?fàn)€、不發(fā)芽、干燥適宜、無(wú)泥砂無(wú)其他雜物?！　∮衩祝菏且环N營(yíng)養(yǎng)豐富的谷物，是釀酒的理想原料。玉米經(jīng)蒸煮后，較疏松也不粘．有利于固態(tài)發(fā)酵。玉米中含有較多的植酸，在發(fā)酵過(guò)程中分解為環(huán)己六醇和磷酸，前者為酒中的醇甜物質(zhì)，后者在酒中可促進(jìn)甘油的生成。因此，玉米釀成的酒比較醇甜。玉米的胚芽在發(fā)酵過(guò)程中給酒帶來(lái)異味，所以，用玉米釀酒應(yīng)去掉胚芽為好。目前已有用脫胚玉米生產(chǎn)曲酒的先例?！　〈竺祝嘿|(zhì)地純凈，無(wú)皮殼，蛋白質(zhì)、脂肪含量也較少，有利于緩慢的低溫發(fā)酵，同時(shí)成品酒的品質(zhì)較純凈，并帶有特殊的米香。但大米因無(wú)皮殼，蒸煮后軟而發(fā)粘，如發(fā)酵溫度控制不當(dāng)，反而易使酒的雜味突出?！　?)輔料　　輔料是白酒生產(chǎn)的疏松劑、填充料。稻殼是釀制白酒的主要輔料，是一種優(yōu)良的填充劑。他可以調(diào)整人窖淀粉濃度，沖淡酸度，吸收水分，在蒸酒蒸糧時(shí)，稻殼可以減少原料相互粘結(jié)，避免塌氣，在酒醅中起疏松作用，保持糧糟柔熟不膩。稻殼要求新鮮、干燥、無(wú)霉?fàn)€、呈金黃色，使用前必須經(jīng)過(guò)清蒸除雜，以提高酒的質(zhì)量?！　膹V義講，凡有關(guān)糧谷的穎殼、糠皮以及其他農(nóng)作物的果殼、秸稈等粉碎料均可作為白酒　　生產(chǎn)的填充料。所以常用的輔料還有高粱殼、玉米芯、酒糟、花生殼、麩皮、玉米皮等?！　?)水　　在白酒生產(chǎn)過(guò)程中水是制曲、釀酒、洗滌工具和原度酒加漿等必需的原料。因此，要求水中不含對(duì)發(fā)酵、酒質(zhì)有影響的成分。特別是工藝用水質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到出酒率的高低和成品酒的風(fēng)味。工藝用水的感官標(biāo)準(zhǔn)是：無(wú)色、透明、無(wú)邪雜腥臭味，不苦不澀，清爽、微甜可口。衛(wèi)生指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定的生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。　　俗話說(shuō)“名酒必有佳泉”。為了釀制名優(yōu)酒，對(duì)釀造用水應(yīng)引起足夠的重視?！　?二)大曲酒的生產(chǎn)　　用大曲作糖化發(fā)酵劑，在窖內(nèi)進(jìn)行邊糖化邊發(fā)酵，成熟后固態(tài)蒸餾而制成的酒稱為大曲酒。所謂大曲又稱塊曲、磚曲、陳曲等，形如大塊磚。根據(jù)制曲過(guò)程中控制曲坯最高溫度的不同分為中溫曲(品溫不超過(guò)50℃)及高溫曲(品溫最高達(dá)60℃以上)兩種類型。　　1．大曲申的微生物　　大曲中的微生物，經(jīng)一定時(shí)間在曲坯培養(yǎng)基上培養(yǎng)之后，許多個(gè)富集成菌落，才可以根據(jù)菌落的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小、色澤、粘稠度、透明度等情況進(jìn)行分類。有關(guān)大曲中微生物的作用機(jī)理、類別、特征等，都正在繼續(xù)探索。大曲中的微生物主要可分為三個(gè)類型?！　?)霉菌　　大曲中的霉菌分為曲霉(黑曲霉、紅曲霉、黃曲霉、米曲霉)、根霉、毛霉、頭霉、青霉等。霉菌菌落最初生長(zhǎng)時(shí)往往是白色、灰白色、待菌絲上長(zhǎng)出孢子，便變成各種顏色：綠、黃、青、棕、橙等，人們把曲坯中的各種顏色叫做“五色衣”，并說(shuō)“五色衣不成，則難收好曲”?！　∏购透故侵饕腔?，其中黑曲霉的糖化力較高，根霉也具有較高的糖化力，米曲霉及黃曲霉的糖化力較低，而且不耐酸，但液化力及蛋白質(zhì)分解力較強(qiáng)，一般用于制米曲汁的米曲培養(yǎng)，在許多名優(yōu)酒大曲中，能分離出紅曲霉和擬內(nèi)孢霉，他們均具產(chǎn)糖化酶的能力?！　?)酵母菌　　大曲中酵母菌種類較多，其中發(fā)酵力較強(qiáng)的為卡氏酵母、產(chǎn)酯力強(qiáng)的為異常漢遜酵母。清香型白酒大曲中的酵母菌數(shù)量比濃香型、醬香型大曲中的多。目前大曲中已發(fā)現(xiàn)的酵母菌　　類有10余種?！　?)細(xì)菌　　大曲中的細(xì)菌主要有醋酸菌、乳酸菌、芽孢桿菌等。高溫曲的細(xì)菌中多數(shù)屬于芽孢桿菌，尤以嗜熱芽孢桿菌較多。在大曲中存在少量的乳酸細(xì)菌和醋酸菌，對(duì)大曲酒中酯的形成是有利的。但他們?cè)谝话惆拙粕a(chǎn)中均作為主要有害菌。當(dāng)前白酒生產(chǎn)中不是乳酸、醋酸不足，而是過(guò)剩，特別是濃香型白酒提出“增已降乳”的課題。　　2．大曲的生產(chǎn)　　1)大曲的特點(diǎn)　　大曲作為釀造大曲酒用的糖化發(fā)酵劑，在制造過(guò)程中依靠自然界帶人的各種野生菌，在淀粉質(zhì)原料中進(jìn)行富集、擴(kuò)大培養(yǎng)，并保存了各種釀酒用的有益微生物。再經(jīng)過(guò)風(fēng)干、貯藏就可作為大曲。一般要求貯存三個(gè)月以上算陳曲，才予使用。那么，他的特點(diǎn)是什么呢?　　制曲原料：要求含有豐富的碳水化合物(主要是淀粉)、蛋白質(zhì)以及適量的無(wú)機(jī)鹽等，能夠供給釀酒有益微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。釀制白酒用的大曲是以淀粉質(zhì)原料為主的培養(yǎng)基，故大曲也是一種微生物選擇培養(yǎng)基?！　≈魄蒙希翰捎蒙现魄欣诒４嬖现兴械呢S富的水解酶類，如小麥麩皮中的一淀粉酶含量與麥芽的差不多，這有利于大曲釀酒過(guò)程中淀粉的糖化作用?！　∽匀唤臃N：大曲是我國(guó)古老的曲種，他巧妙地將野生菌進(jìn)行人工自然培養(yǎng)，選育有益菌菌種的生長(zhǎng)與作用，最后在曲內(nèi)積蓄酶及發(fā)酵前體物質(zhì)，并為發(fā)酵提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?！　　?/pre>




編輯推薦
　　如果沒(méi)有了微生物，我們的餐桌上究竟會(huì)少些什么呢？我們平時(shí)離不開(kāi)的醋、醬油又是怎么生產(chǎn)出來(lái)的呢？它們除了作為食物以外還有什么別的用處呢？《農(nóng)業(yè)微生物應(yīng)用技術(shù)》將帶你去學(xué)習(xí)有關(guān)農(nóng)業(yè)微生物的知識(shí)。





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