发酵技术及其应用

发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一，许多传统产品的生产都应用了发酵技术，在我国有酱油、醋、白酒、黄酒等，而西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。随着社会经济与科技的发展，由发酵技术支撑起的发酵产业开始诞生与兴起。20世纪60年代以来，我国的发酵工业迅猛发展，所涵盖的产品也从原来的食品、抗生素等渗透到人民生活的各方面，如食品、医药、农业、日化、材料等。如今，生物发酵产业已逐渐占据了生物经济发展的主导地位，是生物技术在日常生活中应用的最典型案例之一。生物发酵产业的高质量发展对于推动我国经济社会转型和满足人民美好生活需要具有重要意义，发酵技术及其相关产品在我国将会有巨大的发展前景。 
目前国内关于发酵技术的图书多为高校、科研院所的专业教材或者是专家学者严谨的学术著作，理论知识较为复杂高深，普通读者和非专业人士阅读有一定难度。本书立足于发酵技术的基本原理，对发酵技术在生产生活中的应用进行系统介绍，突出发酵技术的实用性，是一本帮助读者了解发酵技术的科普著作。本书文字简练、内容简单易懂，具体包括发酵技术基础知识、发酵技术与酒、发酵技术与调味品、发酵技术与有机酸、发酵技术与药物、发酵技术与农业、发酵技术与环境治理及发酵技术在生活中的其他应用，并在部分章节中增加拓展知识，介绍发酵技术与人们日常生活密切联系的实践性、趣味性更强的知识点。 
本书可面向地方应用型高校及科研院所生物技术及相关专业（如生物工程、生物科学等）教师、科研工作者及本科学生使用，也可以作为对发酵技术研究感兴趣的大众科普著作。 
由于编者学术水平、编写能力和实践经验有限，书中难免会有一些不当之处，敬请广大读者给予批评指正。 

著者 
2023年5月

本书详细阐述了发酵技术基础知识、发酵技术与酒、发酵技术与调味品、发酵技术与有机酸、发酵技术与药物、发酵技术与农业、发酵技术与环境治理及发酵技术在生活中的其他应用等方面内容，并在部分章节中增加了拓展知识，介绍了发酵技术与人们日常生活密切联系的实践性、趣味性更强的知识。本书文字简练、通俗易懂，融技术指导性、知识性和趣味性于一体，可供应用型高校及科研院所生物技术、生物工程、发酵工程等专业教师、本科生及科研工作者使用，同时也是发酵生产企业技术人员的重要参考书。

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第一章发酵技术基础知识1 
第一节发酵技术的定义及历史 1 
一、发酵及发酵技术的定义 1 
二、发酵技术的发展历史 2 
三、发酵的分类 3 
第二节发酵技术的特点及生产类型 3 
一、发酵技术的特点 3 
二、发酵技术的生产类型 5 
第三节发酵工业中常用的微生物菌株 6 
一、细菌 6 
二、酵母 9 
三、霉菌 12 
四、放线菌 18 
拓展知识发酵技术与我们生活的联系 19 
参考文献 20 

第二章发酵技术与酒21 
第一节果酒 21 
一、果酒的定义及历史 21 
二、果酒的分类 22 
三、果酒的酿造工艺 23 
四、果酒的鉴别与选购 24 
拓展知识家庭果酒的制作方法 25 
第二节黄酒 25 
一、黄酒的定义、命名及分类 25 
二、黄酒的酿造工艺流程 27 
三、几种著名的黄酒 27 
四、黄酒的识别与饮用 30 
拓展知识客家黄酒的制作方法 31 
第三节啤酒 31 
一、啤酒的定义及分类 31 
二、啤酒的酿造原料 33 
三、啤酒的酿造工艺流程 34 
拓展知识啤酒的“度”和啤酒怎么喝才不苦 36 
第四节葡萄酒 36 
一、葡萄酒的定义及历史 36 
二、葡萄酒的种类 37 
三、葡萄酒的酿造原料及存储设备 38 
四、葡萄酒的典型酿造工艺 39 
拓展知识怎样鉴别葡萄酒真伪和怎样品尝葡萄酒 41 
第五节白酒 43 
一、白酒的定义 43 
二、白酒的发展历史及分类 43 
三、白酒酿造原料 44 
四、白酒的典型酿造工艺流程 45 
五、白酒的重要代表 47 
拓展知识为什么只有浓香型白酒才能做年份酒 49 
第六节其他酒类 49 
一、白兰地 49 
二、威士忌 50 
三、朗姆酒 51 
四、伏特加 51 
五、金酒 52 
六、龙舌兰酒 53 
七、日本清酒 53 
参考文献 54 

第三章发酵技术与调味品55 
第一节酱油 55 
一、酱油简介 55 
二、酱油的种类 55 
三、酱油发酵的主要微生物 56 
四、中国酱油主要生产工艺流程 56 
拓展知识生抽、老抽的区别 57 
第二节醋 58 
一、醋的定义及种类 58 
二、食醋发酵的微生物 58 
三、典型固态发酵醋的酿造工艺流程 59 
拓展知识怎样挑选醋 60 
第三节腐乳 61 
一、腐乳的定义 61 
二、腐乳的类型 61 
三、腐乳发酵的微生物 62 
四、腐乳发酵的原料 62 
五、腐乳的典型发酵工艺流程 63 
第四节豆豉 64 
一、豆豉的定义及分类 64 
二、豆豉的典型发酵工艺流程 65 
拓展知识日本纳豆和中国豆豉的区别 66 
第五节味精 67 
一、味精简介 67 
二、味精发酵的原理及工艺流程 67 
拓展知识真假味精的鉴别 69 
参考文献 69 

第四章发酵技术与有机酸70 
第一节乳酸、酸奶 71 
一、乳酸简介 71 
二、乳酸发酵的菌株及发酵类型 71 
三、发酵法生产L乳酸 72 
四、酸奶的发酵 72 
五、其他乳酸发酵食品 74 
拓展知识挑选酸奶有门道 76 
第二节柠檬酸 76 
一、柠檬酸简介 76 
二、柠檬酸作用 77 
三、柠檬酸的来源 77 
四、柠檬酸的生物合成途径 78 
五、柠檬酸的发酵生产工艺 78 
第三节苹果酸 80 
一、苹果酸简介 80 
二、苹果酸的应用 81 
三、苹果酸的发酵生产 81 
四、苹果酸的提取、精制 83 
五、苹果酸的检测 83 
拓展知识葡萄酒的苹果酸乳酸发酵 84 
参考文献 85 

第五章发酵技术与药物86 
第一节抗生素 86 
一、抗生素的定义及发展历史 86 
二、抗生素产生菌的菌种 87 
三、抗生素的种类及抑菌作用机制 90 
四、抗生素的不同功能及用途 90 
五、典型的抗生素生产工艺流程 91 
六、抗生素发酵生产的主要要素 92 
七、环境未培养微生物中新型抗生素的发掘 96 
拓展知识不要滥用抗生素 97 
第二节微生物药物 98 
一、微生物药物的定义与分类 98 
二、常见的微生物发酵生物药物类型及功能 99 
三、典型发酵生物药物的生产工艺流程 99 
拓展知识酵母片是什么 101 
第三节基因工程菌发酵药物 101 
一、基因工程菌的来源 101 
二、基因工程菌的培养 103 
三、基因工程菌药物生产实例 106 
拓展知识胰岛素的发现和重组人α干扰素的作用 108 
参考文献 109 

第六章发酵技术与农业110 
第一节生物农药 110 
一、生物农药的定义和范畴 110 
二、生物农药的品种及分类 111 
三、生物农药的用途 114 
四、典型生物农药的发酵生产工艺 114 
拓展知识苏云金芽孢杆菌Bt制剂使用注意事项 115 
第二节发酵饲料 116 
一、发酵饲料的定义及分类 116 
二、发酵饲料允许使用微生物 116 
三、发酵饲料的特点 119 
四、发酵饲料的应用效果 119 
五、微生物发酵饲料目前存在的问题 120 
六、典型的发酵饲料生产工艺流程 121 
拓展知识发酵饲料发展史 122 
第三节微生物肥料 123 
一、微生物肥料的定义及分类 123 
二、微生物肥料的特点 124 
三、微生物肥料菌株的特点 124 
四、微生物肥料作用机理 125 
五、微生物肥料国家相关技术规范 126 
六、微生物肥料的正确使用 128 
七、典型的生物肥料发酵程序及工艺流程 129 
八、我国生物肥料的发展趋势 130 
拓展知识根瘤菌剂的制备和使用 131 
参考文献 132 

第七章发酵技术与环境治理133 
第一节微生物净化废水 133 
一、微生物污水净化的原理 133 
二、污水处理中的微生物 133 
三、微生物净化污水的方法 134 
四、典型微生物净化污水处理工艺流程 137 
第二节固体废弃物微生物处理 138 
一、固体废弃物微生物处理的类型 138 
二、固体废弃物微生物处理菌株的特点 140 
三、沼气发酵处理废弃物 141 
四、典型的微生物沼气发酵工艺 142 
五、微生物处理固体废弃物技术存在的问题 143 
拓展知识沼气发酵技术在农业生产中的应用 144 
第三节发酵技术对有机废渣资源的利用 144 
一、麸皮发酵 145 
二、米糠发酵 145 
三、甘蔗渣发酵 145 
四、稻壳发酵 146 
五、酒糟发酵 146 
六、油渣发酵 147 
七、饼粕发酵 147 
八、茶叶副产品发酵 147 
九、蚕沙发酵 147 
十、革渣发酵 148 
十一、籽壳发酵 148 
十二、蛋壳发酵 148 
拓展知识玉米芯的开发利用 149 
参考文献 149 

第八章发酵技术在生活中的其他应用150 
第一节面包发酵 150 
一、面包发酵的原料 150 
二、面团发酵的原理 151 
三、面包发酵过程 152 
四、面包在烘烤中的变化 154 
拓展知识面包的两次发酵和面团发过了怎么办 154 
第二节生物材料 155 
一、β羟基烷酸简介 155 
二、PHAs的应用领域 155 
三、PHAs的微生物合成 156 
四、PHAs的提取 157 
五、PHAs的生物降解 159 
第三节微生物发电 160 
一、微生物燃料电池定义 160 
二、微生物燃料电池发展历史 161 
三、微生物燃料电池基本原理 161 
四、微生物燃料电池分类 163 
五、微生物燃料电池应用 164 
六、MFC的发展展望 165 
第四节微生物提取金属 165 
一、生物冶金的背景 165 
二、生物冶金所用微生物 166 
三、浸矿微生物的开发 166 
四、微生物浸矿的原理及影响因素 167 
五、微生物浸矿的典型流程 169 
第五节生物乙醇 170 
一、生物乙醇背景 170 
二、生物乙醇发酵机理 170 
三、生物乙醇发酵的典型工艺 173 
第六节微生物开采石油 174 
一、微生物采油技术概况 174 
二、微生物采油的技术特点 174 
三、微生物采油技术的发展历程 175 
四、与采油有关的微生物 175 
五、微生物采油技术 176 
六、微生物提高石油采收率原理 177 
七、微生物采油的监测技术 178 
参考文献 178 

本书详细阐述了发酵技术基础知识、发酵技术与酒、发酵技术与调味品、发酵技术与有机酸、发酵技术与药物、发酵技术与农业、发酵技术与环境治理及发酵技术在生活中的其他应用等方面内容，并在部分章节中增加了拓展知识，介绍了发酵技术与人们日常生活密切联系的实践性、趣味性更强的知识。本书文字简练、通俗易懂，融技术指导性、知识性和趣味性于一体，可供应用型高校及科研院所生物技术、生物工程、发酵工程等专业教师、本科生及科研工作者使用，同时也是发酵生产企业技术人员的重要参考书。

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