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酿酒微生物的基础知识
 2010-10-29 13:55:46   来源:本站   浏览量:
微生物种类繁多,构造简单,包括细菌、放线菌、霉菌、酵母菌、立克次氏体、病毒(噬菌体)、单细胞藻类和原生动物等。微生物个体微小,有肉眼可以看见的,如毛霉、青霉、曲霉、假丝酵母等,也有肉眼看不见的,如酵母菌、细菌和放线菌。微生物分有害微生物和有益微生物,有益微生物可被人类利用,对人类有益。如在酿酒工业方面,根霉、曲霉等霉菌在培养中产生淀粉酶,在制酒过程中起糖化作用,将淀粉变成可发酵性糖;酵母菌在制酒过程中能将糖发酵生成酒精;乳酸菌能生成乳酸及乳酸酯的有益成分,一些产酯酵母产乙酸乙酯能力强,对改进白酒风味有良好的作用。但这并不等于所有的曲霉、根霉都有很高的糖化力,所有的酵母菌都有很高的发酵力,相反有的种也是有害的。如黑根霉、灰绿曲霉、烟曲霉和野生酵母。有些菌种还会产生黄曲霉毒素,更不能用于酿造。一、微生物的特点微生物具有体积小、种类多、繁殖快、分布广、容易培养、容易发生变异、代谢能力强等特点。(一) 体积小微生物个体微小,必须借助显微镜才能观察清楚,大小以微米、纳米或埃表示,一般酵母菌和霉菌的直径约20微米,杆菌长度约2微米,立克次氏体长度约0.2微米,病毒长度约0.02微米。(二)种类多目前已发现的微生物约10万种以上,我们已经研究的微生物仅占自然界总数的10%左右。另一方面,不同种类的微生物,积累的代谢产物也不同,所以发酵工业常利用各种微生物来生产各种发酵产品,如酒类、酒精、丙酮、丁醇、抗菌素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化验化工产品等。(三)繁殖快在适宜的条件下,一般细菌能在20~30min繁殖一代,一昼夜就能繁殖72代,一个细菌在适合的条件下,经过24h,菌体数目可达47×1022个,如果把这些细胞排列起来可将整个地球表面美满。例如培养酵母生产蛋白质,每8h就可收获一次,若种大豆生产蛋白质,最短也要100d。又如用乳酸菌生产乳酸,每个细胞产生的乳酸为其体重的1000~10000倍。可见利用微生物生产发酵产品,其生产速度虽然赶不上化学合成,但比利用高等动植物要快得多,而且有许多生理活性物质,如蛋白质、酶和绝大部分的抗菌素等用化学合成尚不能生产。菌体的繁殖速度是以繁殖一代所需要的时间来表示的,而繁殖一代所需要的时间是以不同的微生物或相同种类的微生物在不同条件下培养而各不相同的。一般在糖质培养基中,大肠杆菌繁殖一代的时间为13~17min,枯草杆菌约为30min,酵母菌为1~2h.以酵母菌为例,其在不同底物中的繁殖速度差别很大,在石蜡中繁殖一代需4.5~6.5h,在汽油中需4.0~9.3h。(四)分布广上至天空,下至土壤、深海,到处都有微生物存在。特别是土壤,是各种微生物的大本营。(五)容易培养
  1. 不需要高温高压设备。有些发酵产品如酒、酱油、醋、乳酸在较简单的设备里就可以进行生产。
  2. 利用原料比较粗放,不但生产白酒、酒精和柠檬酸等可以利用廉价的山芋干等为原料,就是医药用的抗菌素也是可以利用豆饼粉和玉米粉为原料生产的。
  3. 不用特殊催化剂。一般产品是无毒的。
(六)易变异由于微生物的个体小,环境对细胞直接产生影响,因此,当环境发生剧烈变化时,大多数个体容易死亡而被淘汰,个别的个体则发生了变异而适应于新的环境。又因为大多数微生物都进行无性繁殖,容易发生变异,而且这种变异也具有相对来的稳定性。微生物在自然条件下培养,经长期累代培养后,有时也会发生变异。如被用来制造甜酒曲的某些根霉菌在接种数代后其糖化力往往下降。一般在酒厂里,酵母菌不容易变异。曲霉由于能起接合作用,较酵母容易变。(七)代谢力强由于微生物的个体很小,具有极大的表面积容积的比值。因此,它们能够在有机体与外界环境之间迅速交换营养物质与代谢产物。从单位重量来看,微生物的代谢强度比高等动物的代谢强度大几千倍至几万倍二、微生物的分类微生物的分类方法很多,其分类单位和高等植物一样,主要是按植物的门、纲、目、科、属、种的顺序分类,微生物以种作为基本分类单位,种以下的株或系则不作分类单位。把某些主要特征相同的种归为一属,属合为科,科合为目,目合为纲,并纲成门。