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发酵是一种古老的食品加工技术，已经存在了很长时间。这是一个过程，例如酵母或细菌等微生物分解有机物，产生能量并改变其化学结构。例如，酵母将糖转化为酒精，而某些微生物将碳水化合物变成乳酸或其他化合物。发酵没有氧气，这意味着能量是由碳水化合物制成的，而不是像有氧呼吸一样被燃烧以产生能量。这个过程并不那么高效 - 它仅产生大约有氧呼吸所提供的能量的5％。发酵背后的主要原理是在周围没有氧气时从碳水化合物中获取能量。它始于糖酵解，其中葡萄糖被部分氧化成丙酮酸。然后，这种丙酮酸可以变成酒精或酸，同时，NAD+再生，因此可以通过糖酵解帮助更多的ATP。发酵使用厌氧生化途径来产生能量，但其效率低于有氧呼吸。发酵涉及各种生物，例如实验室（乳杆菌，乙酰杆菌和芽孢杆菌）细菌，酵母和霉菌。这些微生物可以根据其进行的发酵类型将葡萄糖转化为不同的化合物。有两种主要类型：乳酸均质化，其中葡萄糖转化为乳酸和乳酸异，这会导致乳酸，乙酸，乙醇，二氧化碳和水等产物的混合物。这些细菌发酵葡萄糖成乳酸，乙醇/乙酸和二氧化碳作为副产品。同型的一个例子是乳酸链球菌将葡萄糖分解成乳酸，在此过程中产生两个ATP分子。另一方面，一些酵母菌物种，例如糖酵母将丙酮酸转化为乙醇（乙醇），在此过程中再生NAD+。发酵是粮食生产和能源创造的至关重要的技术，但根据所涉及的微生物，它具有自己的一套规则和结果。leuconostoc，oenococcus，Weissella以及异乳乳杆菌参与了这一过程。3。丙酸发酵：葡萄糖通过一系列由丙酸杆菌和丙梭菌催化的生化反应分解为乳酸，丙酸，乙酸，二氧化碳和水。当糖可用并产生丙酮酸时，将使用EMP途径，然后将其转化为草乙酸盐，然后通过苹果酸，富马酸盐和琥珀酸酯降低至丙酸。乙酸和二氧化碳是这种发酵过程的另一个最终产物。4。二乙酰基和2,3-丁基乙二醇发酵：二乙酰基的产生与柠檬酸相关，而2,3-丁二醇的产生涉及双脱羧的步骤，该辅助辅助步骤由细菌属于肠子肠细菌，Erwinia，erwinia，hafnia，hafnia，klebsiella and klebsiella and serratia和serratia和serratia。5。酒精发酵：葡萄糖通过酒精发酵转化为乙醇，这是所有发酵过程中最著名的。通过酵母，某些真菌和细菌进行此过程，丙酮酸通过酵母中的EMP途径以及Zymomonas中的ED途径形成。6。丁酸发酵：梭状芽胞杆菌属的几种强制性厌氧细菌进行丁酸发酵，将葡萄糖与二氧化碳和二氧化碳和H2一起转化为乙酸，作为副产物。这些细菌中的一些产生较少的酸和更多中性产物。应用： - 抗生素的产生 - 胰岛素的产生 - 生长激素的产生 - 疫苗的产生 - 食品工业中干扰素的产生，发酵被用于生产： - 发酵食品： - 奶酪，葡萄酒，葡萄酒，啤酒和面包等发酵食品，例如高价值产品 - 食品级生物保护剂 - 各种食品的生物量 - 其他中心蛋白质 - 单个中心蛋白质蛋白质 - 单一的蛋白质蛋白质，源自单一的蛋白质，源自单一的蛋白质，生物燃料（生物柴油，生物乙醇，丁醇，生物氢），以及用于土壤和废水的生物修复过程的发展。发酵的局限性包括低规模的生产，需要高成本和能耗，以及污染的可能性。此外，自然变化可能导致需要进一步治疗的杂质，从而导致意外的最终产物。均质细菌主要将糖转化为乳酸，而杂种细菌产生了一系列化合物，包括乙醇，二氧化碳等。参考：Admassie，M。（2018）。关于食品发酵和乳酸细菌生物技术的综述。世界食品科学技术杂志，第2（1）期，19。Ciani，M.，Comitini，F。和Mannazzu，I。（2018）。发酵。生态百科全书，310–321年6月。36，第6期，pp。Ghosh，B.，Bhattacharya，D。和Mukhopadhyay，M。（2018）。将发酵技术用于增值工业研究。发酵技术的原则和应用，8月141日至161日。Hind，H。L.，＆Day，F。E.（1930）。发酵行业。酿酒研究所杂志，第1卷。1–29。Landine，R。，De Garie，C。，＆Cocci，A。（1997）。发酵过程。生物技术进步，15（3-4），702。Martínez-Espinosa，R。M.（2020）。 介绍性章节：关于下一份发酵和挑战的简要概述。 发酵过程的新进展。 Microbiology，F。（2016）。 食品发酵的基本原理。 食品微生物学：实践原理，228-252。 发酵技术的原则和应用。 （2018）。 Sharma，R.，Garg，P.，Kumar，P.，Bhatia，S.K。，＆Kulshrestha，S。（2020）。 微生物发酵及其在发酵食品质量改善中的作用。 发酵，6（4），1-20。 关于作者：细菌在食品发酵，环境可持续性和行业发展中起着至关重要的作用。 他们将糖转换为各种产品，影响风味，质地和燃料生存能力。 同型细菌主要通过糖酵解途径产生乳酸。 关键特征包括单一初始产品生产和有效的代谢过程。 这些微生物在厌氧条件下壮成长，通常在低氧环境中发现。Martínez-Espinosa，R。M.（2020）。介绍性章节：关于下一份发酵和挑战的简要概述。发酵过程的新进展。Microbiology，F。（2016）。食品发酵的基本原理。食品微生物学：实践原理，228-252。发酵技术的原则和应用。（2018）。Sharma，R.，Garg，P.，Kumar，P.，Bhatia，S.K。，＆Kulshrestha，S。（2020）。微生物发酵及其在发酵食品质量改善中的作用。发酵，6（4），1-20。关于作者：细菌在食品发酵，环境可持续性和行业发展中起着至关重要的作用。他们将糖转换为各种产品，影响风味，质地和燃料生存能力。同型细菌主要通过糖酵解途径产生乳酸。关键特征包括单一初始产品生产和有效的代谢过程。这些微生物在厌氧条件下壮成长，通常在低氧环境中发现。属的例子包括乳杆菌，链球菌和肠球菌。杂化细菌使用发酵糖的磷酸酶途径，生产多种产物，包括乳酸，乙醇，二氧化碳和乙酸。这种多功能性使它们对于发酵食品中的复杂风味和质地生产很有价值。代谢途径的比较揭示了同型和杂种细菌之间的关键差异。糖酵解途径是直接有效的，而磷酸化酶途径则产生来自各种糖的产物混合物。二氧化碳在酵中起着至关重要的作用，而乙醇则有助于各种产品中的口味发展。ATP产生效率比较，同型细菌在将葡萄糖转化为ATP方面更有效。 通常，这些细菌会产生每个葡萄糖分子代谢的两个ATP分子。 相比之下，由于副产品产生的能量损失，异位细菌通常产生的ATP较少。 在乳制品和乳制品行业中的作用，同型细菌对于产生酸奶和某些类型的奶酪至关重要，在需要高浓度的乳酸。 他们可预测的发酵过程可确保产品质量和口味一致。 杂种细菌用于需要较慢的酸化和更复杂的口味以及酸面团生产的奶酪中。 它们的发酵五胃能力使其非常适合用木质纤维素生物量生产生物燃料，木质纤维素生物量丰富且与食物来源不竞争。ATP产生效率比较，同型细菌在将葡萄糖转化为ATP方面更有效。通常，这些细菌会产生每个葡萄糖分子代谢的两个ATP分子。相比之下，由于副产品产生的能量损失，异位细菌通常产生的ATP较少。在乳制品和乳制品行业中的作用，同型细菌对于产生酸奶和某些类型的奶酪至关重要，在需要高浓度的乳酸。他们可预测的发酵过程可确保产品质量和口味一致。杂种细菌用于需要较慢的酸化和更复杂的口味以及酸面团生产的奶酪中。它们的发酵五胃能力使其非常适合用木质纤维素生物量生产生物燃料，木质纤维素生物量丰富且与食物来源不竞争。对乙醇和其他富尔斯植物类型的细菌的贡献参与生物燃料的产生，但异质细菌具有明显的优势，因为它们能够直接从发酵中产生乙醇。关键基因涉及发酵细菌的基因组成显着影响其发酵途径和效率。关键基因（例如同型细菌中的糖酵解酶和异源细菌中的磷酸酶途径）起着至关重要的作用。这些基因决定了代谢不同糖并产生不同副产品的能力。pH，温度和养分的影响发酵细菌的性能受到环境因素（例如pH，温度和可用养分）的严重影响：pH：两种类型的细菌通常在略微酸性的pH下繁殖，从而提高其生长和发酵效率。杂菌细菌倾向于具有更广泛的pH耐受性，从而有助于其多功能性。温度：最佳温度范围对于最大酶活性和生长至关重要。均质细菌偏爱30-40°C的温度，而异源细菌可以耐受温度范围的温度。工业发酵依靠特定的细菌菌株来生产所需的产品。营养的可用性会影响生长速率和代谢途径，并提供足够的供应，从而导致了强大的发酵过程。乳制品发酵展示了特异性影响：乳杆菌Delbrueckii亚种。保加利亚和嗜热链球菌有助于酸奶的风味和快速酸化。Brevis乳杆菌用于特种奶酪的生产中，通过乳酸，乙醇和二氧化碳生产产生复杂的口味。杂种细菌在生物燃料生产中发现了一个小众，将糖直接发酵成乙醇。Leuconostoc Mesenteroides的创新菌株已经过基因修饰，以提高乙醇产量，从而展示了可持续燃料生产的潜力。污染是一个重大挑战；常规的灭菌和封闭的发酵系统最大程度地降低了风险。菌株选择和遗传修饰会产生更强大的应变，使污染因子越发。优化发酵过程涉及诸如基因工程，过程优化以及对更好菌株的潜在修改等策略。基因工程可以提高糖的摄取和发酵效率，而过程优化可以调整参数以优化细菌的生长和生产力。发酵细菌的未来发展集中在基因工程上：发展具有较高浓度乳酸的耐受性的同质菌株可能会彻底改变生物塑料行业。工程杂化细菌可提高乙醇产量和其他有价值的副产品，将推动生物燃料和特种化学物质的创新。两种发酵细菌在环保解决方案中都起着关键作用：使用农业和食品工业的废物基板作为发酵的原料减少浪费并增强可持续性。生物技术方法的进步将继续提高这些细菌的效率和环境影响。细菌在可持续行业实践中起着至关重要的作用，同型和异性细菌是核心人物。同型细菌通过直接的代谢途径将糖转化为乳酸，导致高产和最小的副产品，使其适合乳制品和食品发酵。相比之下，杂菌细菌将糖代谢为各种副产品，包括乳酸，乙醇和二氧化碳，使它们可以在更广泛的发酵过程中使用，这些发酵过程需要复杂的口味和质地，例如某些奶酪和酸娃娃。由于步骤较少，能量损失较少，将糖转化为乳酸中同型细菌的能效较高，而杂菌细菌在单个过程中产生各种化学物质的能力被重视。两种细菌在食品工业中都是必不可少的，尤其是在乳制品和烘焙中，同型细菌对于生产酸奶和一些奶酪至关重要，而异性细菌在制造Kefir和Sauerkraut等产品方面起着关键作用。此外，他们正在探索它们在生物燃料生产中的潜力，尤其是将生物量转化为乙醇的潜力。这些细菌的利用代表了传统和创新行业的重要领域，提供了优化产品品质（例如风味，质地和营养价值）的机会，同时也有助于可持续实践和生物燃料开发。随着研究继续发现新的应用并改善了现有流程，这些微生物发电厂的未来看起来很有希望，并通过提高效率和可持续性对行业，消费者和环境带来了潜在的好处。
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