農(nóng)業(yè)微生物應用技術

內(nèi)容概要

本書是為“農(nóng)業(yè)高新技術與管理”等專業(yè)組編的教材之一種。這本教材是根據(jù)教學計劃和考試大綱，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，組織我校專家學者集體編寫而成的。    本書在加強微生物學基礎理論的同時，突出微生物學應用技術，密切理論聯(lián)系實際，以激發(fā)讀者學習興起，啟發(fā)學生獨立思考，培養(yǎng)學生獨立工作和動手能力，為21世紀的微生物學教學提供新教材。本書內(nèi)容豐富，選材新穎，觀點明確，闡述清楚，匯聚了編者們多年來從事微生物學教學、研究及開發(fā)應用所積累的新知識、新技術、新成果，反映了微生物學科現(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)高新技術與管理專業(yè)、生物工程專業(yè)和農(nóng)學類其他專業(yè)作為教材之用，也可供農(nóng)業(yè)科技人員參考。本書是供學生自學、教師輔導和國家考試使用的教材。經(jīng)專家審定并由四川大學出版社出版發(fā)行。

書籍目錄

第一章 微生物學基礎  第一節(jié) 結(jié)論   一、微生物   二、微生物學及其分科   三、微生物與人類的關系   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) 微生物的營養(yǎng)   一、微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)   二、微生物的營養(yǎng)類型   三、培養(yǎng)基  第四節(jié) 微生物的生長與環(huán)境條件   一、純培微生物的群體生長   二、環(huán)境條件對微生物生長的影響   三、微生物間及微生物與其他生物間的相互關系第二章 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)中的閉關微生物的設備  第二節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的工藝過程   一、發(fā)酵原料的選擇及預處理   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) 鉀細菌肥料  第四節(jié) 磷細菌肥料  第五節(jié) 菌根菌肥料  第六節(jié) 復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)境保護主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　四、發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取　　發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取過程，又稱后處理過程或下游加工過程，是發(fā)酵工程的一個組成部分，亦是一個復雜而耗資的工藝過程。他由一些化學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工業(yè)中應用較少。　　當發(fā)酵進行到一定階段，發(fā)酵罐內(nèi)積累了相當量的代謝產(chǎn)物或生長旺盛的微生物細胞時，應適時終止發(fā)酵過程，將產(chǎn)物從發(fā)酵液(醪)中分離提取出來。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)物都要按照國家有關部門制定的標準進行質(zhì)量檢驗和性能測定，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)酵過程中，經(jīng)常排放大量廢水和下腳料，對環(huán)境造成污染和危害，因而開展工業(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)單細胞蛋白(SCP)，其余的廢水處理最合適的是生物學處理法(見第八章)。又如檸檬酸發(fā)酵后菌絲體粗制果膠酶，谷氨酸發(fā)酵后通過細菌自溶可提取5’一肌苷酸等?！　〉谌?jié)　種子擴大培養(yǎng)　　種子擴大培養(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)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。　　目前工業(yè)規(guī)模的發(fā)酵罐容積已達幾十、幾百甚至上千立方米。如按10%左右的種子量計算，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擴大為生產(chǎn)用種子是一個由實驗室制備到車間生產(chǎn)的過程。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。如細菌、酵母菌、放線菌或霉菌生長的快慢、產(chǎn)孢子能力的大小以及對營養(yǎng)、溫度、需氧等條件的要求均有不同。因此，種子擴大培養(yǎng)應根據(jù)菌種的生理特性，選擇合適的培養(yǎng)條件來獲得代謝旺盛、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，設備利用率提高。種子液質(zhì)量的優(yōu)劣對發(fā)酵生產(chǎn)起著關鍵性作用?！　∽鳛榉N子的準則是：①菌種細胞的生長活力強。移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，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無雜菌污染；⑤保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力?！　　　　　　　?　　二、固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)　　固態(tài)發(fā)酵法是我國傳統(tǒng)的白酒生產(chǎn)工藝，這種工藝可說是世界上獨特的釀酒工藝。其特點是：糖化和發(fā)酵的溫度較低，二者的作用是同時進行；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，推廣無藥糠曲。貴州省用麩皮制成散曲，應用于小曲酒生產(chǎn)．獲得良好效果。　　2．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，淀粉利用率可達85％以上。釀酒用高粱要求顆粒飽滿，無雜質(zhì)，不霉爛。　　小麥：小麥是制曲的主要原料。同時又是釀酒的原料之一。一般要求麥粒完整、顆粒飽滿、無蟲蛀、不霉爛、不發(fā)芽、干燥適宜、無泥砂無其他雜物?！　∮衩祝菏且环N營養(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)酵過程中給酒帶來異味，所以，用玉米釀酒應去掉胚芽為好。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，同時成品酒的品質(zhì)較純凈，并帶有特殊的米香。但大米因無皮殼，蒸煮后軟而發(fā)粘，如發(fā)酵溫度控制不當，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，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、無霉爛、呈金黃色，使用前必須經(jīng)過清蒸除雜，以提高酒的質(zhì)量?！　膹V義講，凡有關糧谷的穎殼、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。　　3)水　　在白酒生產(chǎn)過程中水是制曲、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)量的好壞直接關系到出酒率的高低和成品酒的風味。工藝用水的感官標準是：無色、透明、無邪雜腥臭味，不苦不澀，清爽、微甜可口。衛(wèi)生指標應符合國家規(guī)定的生活飲用水標準?！　∷自捳f“名酒必有佳泉”。為了釀制名優(yōu)酒，對釀造用水應引起足夠的重視?！　?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)制曲過程中控制曲坯最高溫度的不同分為中溫曲(品溫不超過50℃)及高溫曲(品溫最高達60℃以上)兩種類型。　　1．大曲申的微生物　　大曲中的微生物，經(jīng)一定時間在曲坯培養(yǎng)基上培養(yǎng)之后，許多個富集成菌落，才可以根據(jù)菌落的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小、色澤、粘稠度、透明度等情況進行分類。有關大曲中微生物的作用機理、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。霉菌菌落最初生長時往往是白色、灰白色、待菌絲上長出孢子，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“五色衣不成，則難收好曲”?！　∏购透故侵饕腔渲泻谇沟奶腔^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，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。　　2)酵母菌　　大曲中酵母菌種類較多，其中發(fā)酵力較強的為卡氏酵母、產(chǎn)酯力強的為異常漢遜酵母。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?！　?)細菌　　大曲中的細菌主要有醋酸菌、乳酸菌、芽孢桿菌等。高溫曲的細菌中多數(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菌和醋酸菌，對大曲酒中酯的形成是有利的。但他們在一般白酒生產(chǎn)中均作為主要有害菌。當前白酒生產(chǎn)中不是乳酸、醋酸不足，而是過剩，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　　大曲作為釀造大曲酒用的糖化發(fā)酵劑，在制造過程中依靠自然界帶人的各種野生菌，在淀粉質(zhì)原料中進行富集、擴大培養(yǎng)，并保存了各種釀酒用的有益微生物。再經(jīng)過風干、貯藏就可作為大曲。一般要求貯存三個月以上算陳曲，才予使用。那么，他的特點是什么呢?　　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)以及適量的無機鹽等，能夠供給釀酒有益微生物生長所需的營養(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。　　制曲用生料：采用生料制曲有利于保存原料中所含有的豐富的水解酶類，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程中淀粉的糖化作用?！　∽匀唤臃N：大曲是我國古老的曲種，他巧妙地將野生菌進行人工自然培養(yǎng)，選育有益菌菌種的生長與作用，最后在曲內(nèi)積蓄酶及發(fā)酵前體物質(zhì)，并為發(fā)酵提供營養(yǎng)物質(zhì)?！　　?/pre>




編輯推薦
　　如果沒有了微生物，我們的餐桌上究竟會少些什么呢？我們平時離不開的醋、醬油又是怎么生產(chǎn)出來的呢？它們除了作為食物以外還有什么別的用處呢？《農(nóng)業(yè)微生物應用技術》將帶你去學習有關農(nóng)業(yè)微生物的知識。





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