发酵的环境条件
本
[1]实证研究法实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。
[2]定量分析法在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。
[3]定性分析法定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。
公司长期以来与各大专院校、科研院所等单位广泛合作，多方位开展技术交流与合作，致力于科研成果的产业化，目前有多项科研成果可供转让。最新提供以下发酵工艺技术及生产线：◇酸性纤维素酶
◇维生素B2
◇维生素C
◇赖氨酸
◇发酵法生产天然β-胡萝卜素
◇秸秆发酵生物添加剂及其配置方法
◇发酵法生产NF-1真菌多糖
◇对虾养殖防病害药物饲料
◇降脂减肥品
◇抗艾滋病（AIDS）硫酸化多糖药物
◇新型饲用复合微生物活菌制剂酪酸菌（MCB）
◇微生物发酵法生产乳清酸
◇微生物发酵法生产鸟苷
◇发酵法生产D-核糖
◇发酵法生产番茄红素
◇肌苷高产新菌株及其发酵提取新工艺
◇发酵法生产L-乳酸
GRJB玻璃系列实验室机械搅拌发酵罐
?型号: GRJB
?公称容积（L）: 2～15
?高径比: 2：1～3：1
?搅拌形式:机械搅拌（顶搅拌）
?灭菌形式:离线/在位
?控制系统:分A、B、C、D四种（详见控制系统介绍）
?工作电源: 220V/50HZ
?标配配置:
A型：温度、转速、流量、压力
B型：温度、转速、pH、溶氧、流量、压力
C型：单片机控制，温度、转速、pH、溶氧、流量、压力、补料、
泡沫
D型：PLC+触摸屏控制，温度、转速、pH（双向）、溶氧、流量、
压力、补料、泡沫
?可扩展配置（选配）:
压力、流量自动控制，液位、多路补料、尾气检测、菌体浓度在线检测、氨基酸在线检测、葡萄糖在线检测等。
?备注：
1.标准配置中红色字体部分为在线检测、手动控制。
2.可作为小试发酵水平的微生物发酵实验，适用于高校、科研院所及企业
实验室使用。统等。
3.系统主要包括：发酵罐、控制系统、空气过滤系统、管路系
GRJB玻璃系列实验室机械搅拌发酵罐（玻璃发酵罐）
型号: GRJB
公称容积（L）: 2～15
高径比: 2：1～3：1
搅拌形式: 机械（顶）
灭菌形式: 离线/在位
控制系统: 分A、B、BE、C、D五种（详见控制系统介绍）
工作电源: 220V/50HZ
功率: 500~2000W
标配配置: A型：温度、转速、流量、压力
B型：温度、转速、pH、溶氧、流量、压力
BE型：温度、转速、pH、溶氧、流量、压力、补料、泡沫C型：温度、转速、pH（双向）、溶氧、流量、压力、补料、泡沫
D型：温度、转速、pH（双向）、溶氧、流量、压力、补料、泡沫
可扩展配置（选配）: 压力、流量自动控制，液位、多路补料、尾气检测、菌体浓度在线检测、氨基酸在线检测、葡萄糖在线检测等
备注：1. 标准配置中红色字体部分为在线检测、手动控制。
可作为小试发酵水平的微生物发酵实验，适用于高校、科研院所及企业实验室使用。
系统主要包括：发酵罐、控制系统、空气过滤系统、管路系统等。
详情请登录：https://www.wendangku.net/doc/a115568529.html,
温馨提示：以上是关于供应GRJB玻璃系列实验室机械搅拌发酵罐（玻璃发酵罐）的详细介绍，产品由镇江格瑞生物工程有限公司为您提供，如果您对镇江格瑞生物工程有限公司产品信息感兴趣可以联系供应商或者让供应商主动联系您，您也可以查看更多与实验室机械搅拌相关的产品！
发酵的环境条件,直接影响酵母的生存与作用,
生产中必须了解各种因素对葡萄酒发酵的影响,才
能掌握最适当的葡萄酒酿造条件。本文就影响葡萄
酒发酵的主要因素进行讨论。
1温度
酵母和其它生物一样,只能在一定的温度范围
内生活,温度在10℃以下时,存在于葡萄皮上的酵
母或抱子一般不发芽或者发芽速度非常之慢。温度
略为升高.对酵母发生显著影响,从20一22℃开始,
发芽速度已经很快,单位时间内分解的糖随着温度
上升而增加,酵母活力一直增强到34一35℃附近,超
过了这个温度,即使温度增加得很少,酵母的繁殖便
开始受到影响,到37一39℃活力减弱,从40℃开始,
酵母即停止发芽。
发酵过程中,由于搪分发酵生成热量,使发酵槽
的温度不断上升,如温度过高,则造成不利影响。红葡萄酒酿造的理想温度,最好在26一30℃,在这个
范围内可以得到快速的发酵和完美的色泽;白或桃
红葡萄酒的发酵需采用较低温度,在18一20℃左右。对葡萄酒的酿造,发酵临界温度是一个重要的
基本观点,温度超过某一限度,酵母停止繁殖,导致
发酵滞缓与停止。临界温度往往因通风程度,醒液
的营养,酵母的营养因子而变化,在大多数葡萄酒产地,临界温度一般为30一32℃,在炎热的地带稍为
高一点。
控制发酵酵温度是生产上的一个关键问题,近
几年,葡萄酒生产往往是采用较高的发酵温度,以便缩短发酵时间。
2氧
酵母和一切生物一样,发育生长需要有氧存在,
但酵母能在一定的时间内,处于嫌气状态,在无氧情况下生活。根据巴斯德的发酵理论,好气生活是呼吸,嫌气生活是发酵。含糖基质放在很浅的培养皿中,在空气中培养,则酵母用呼吸方式,将糖氧化成
水与二氧化碳,发芽繁殖,生成大量酵母细胞;基质
经过煮沸,在密闭的容器中培养,贝Jl酵母繁殖很慢, 活力很快下降,在这种条件下,糖被分解成乙醇与二氧化碳,只产生少量酵母。
葡萄酒生产,必须控制适当的通风,使酵母发酵
繁殖,生成足够的酵母细胞,能在正常时问内,将糖
全部发酵成酒精。如果通风过度,就会由于酵母的好气生活而损失酒精。在生产实践中,通过葡萄破碎、醒液循环流动和下酒,能充分得到酵母发酵所需的
通风量,在发酵槽上面,留出适当空隙,发酵时比空
气重的二氧化碳盖在醒液表面,阻止了和空气的过
分接触。
3酸
酸对发酵的影响,因酸的性质和强度而不同,无
机酸的影响一般比有机酸明显。醒液的PH值或真正酸度,对各种微生物的发育繁殖有不同的影响, PH值也影响酶的活力。葡萄酒发酵,最好控制
PH3.3一3.5,因为酵母比细菌耐酸,在这个酸度下,杂菌受到抑制,而酵母则能正常发酵,如果PH值太
低,3.0或更低,发酵会减弱。
气候炎热地区的葡萄,往往糖分高而酸不足,在
生产中需添加酒石酸或亚硫酸调节酸度,否贝Jl酒味平淡、色泽暗淡、成品保存性差。
4单宁
第4期(总第112期
2002年21月
江苏食品与发酵
JAGSUSHPYUF勺AO一32一
若单宁达到某一浓度则阻滞酵母活力,甚至使发
酵停止。有色葡萄及红葡萄的压榨醒中,富于单宁及有
色物质,有时会使发酵迟缓而且不完全。这是由于过多
单宁吸附在酵母细抱膜表面,妨碍原生质的正常活动,
阻碍了透析,使酒了扭晦的作用停止,这种现象常常出现
在主发酬央完毕的时候。
为了降侃单宁对酵母的影响,生产中常常通过醒
液循环澎环口另一个正在旺盛发酵的浅色酵液混合,捣
一次桶,使酵母获得空气,可川灰复发酵活力。
5二氧化碳
二氧不栩谈对葡萄酒发酵的影响,往往被人们所忽
视,实验证明:二氧化碳含量达到每升15克时(约.72
大气压),酵母即停止生长,试验各种酵母都得到同样
结果,这是工业上用8个大气压保存葡萄汁的理论根
据。二氧了饰粉印止酵母生长并不能完全阻止酒精发酵, 阻止发酵需更高的压力。
用密闭容器在二氧化碳压力下发酵,每克糖能生
产较多酒精,用于酵母繁殖的糖显著减少,发酵停止时
往往残留少量糖分,目前好多工厂采用此法,生产半干
白葡萄酒。
6二氧化硫
6.1酵母对二氧化硫的适应性葡萄酒酵比野生酵母
对二氧了拟流有较月时亢力,经过驯养的酵母,能在相当
高浓度的二氧化硫中生长,大多数微生物当二氧化硫
含量在1ooPPm以下时,就育时印韦惧生长。从而达到自然选育酒母的目的。酵母正翻王盛发酵日寸,二氧了扭流的作用比较小,可能是由于一部分二氧了饰茄波发酵生成
的乙醛固定的缘故。
.62二氧化硫的使用方法二氧化硫常被用于酿造葡
萄酒的杀菌剂。酿酒时添加二氧了价流,应在发酵酵人池时一次全量加人,而不是分批添加,这样可淘汰不需要
的微生物,而保存有用的微生物。在溃碎葡萄酵液一!:池
时一同加人,不可在发酵过程中分数次添加,这是保证
酵母选育的有效方法。为了降温,有在旺盛发酵日寸加二氧化硫去阻止埃晒孝,避免温度升得太高,但此法会造成
酒中含有过多的化合二氧了长流,对酒的保存性没有一
点好处。最好使用抖滑冷却交备来保持合适的发西教显
度c
.63秒向二氧化硫杀菌效果的因素
6
.
3
.
2温度一葡萄醒在温度较低时(15一15℃),添加少量
(.()08州〕.1克/升)的二氧了也流,能延迟发酵,如果温度在
2s℃以上,添加.02闭.3克升,不致于延迟发酵,但也
育挞到净化目的。葡萄醒中游离的和固定的二氧了崛廷
比例,因温度、含糖量及PH值而不同,温度越高,固定
的比例越大,杀菌力受到影响。
.6.32二氧化硫的用量二氧了匕流的用量,根据葡萄的
健康状态、糖分,酸度而决定,一般为.02川.35克石升
必须在葡萄浆人池时一次将二氧才饰充全量添加,不可
在发酵过程中分数次加人。
.633基质在纯水中,二氧化硫对酵母的致死量为
O仍克/升,但在葡萄汁中须1.-21.5克升,才能达到良
好的杀菌效果,因为二氧化硫和葡萄醒中的糖分结合,
生成添加才匕合物,这种形式称为固定二氧化硫,失去杀
菌能力。
参考文献
1【法Ej.卑诺著朱宝铺等译,葡萄酒科学与注几艺IM].北京:
中国轻工业出版社,1992,122一123.
2大连轻工业学院等,酿造酒工艺学LM].北京:中国转』
出版社,1992,224一261.
①原料状况。即葡萄原料的品种、数量、质量及供应状况；
(1)原料接收设备的选择
(2)压榨设备的选择
(3)发酵设备的选择
(4)贮藏设备的选择
(5)稳定处理设备的选择
(6)封装设备的选择
(7)其他主要设备的选择
论文主体正文
传统的发酵容器包括以下几种。
①橡木桶 2 000～5 000L。内有开孔的压板。
②发酵池方形水泥池，内壁涂有无毒防腐涂料，容量为20m3，池壁厚度为20cm左右。发酵池上部可安装压板，池内可安放冷却装置，发酵池
也可配置喷淋装置。图6-3为带喷淋装置的开放式发酵池。图6-4为带压板装置的开放式发酵池。
③带夹套的发酵罐在发酵罐外壁附有夹套装置，夹套内可流通制冷剂，以控制发酵醪的温度，如图6-5所示。
6.3 新型发酵设备
6.3 新型发酵设备
⑴附有自动喷淋装置的发酵池（图6-6）。
⑵斜底形发酵罐（图6-7）汁液由斜底的偏上部位流出，由泵输至罐顶部喷淋管进行喷淋回罐。发酵后，汁液先抽走，皮渣靠自身重量和斜面滑入螺旋输送机排出。
⑶新型红葡萄酒发酵罐（图6－8）罐顶部有一根长度小于罐直径的开孔水平管，由泵将汁从罐底输入管中喷淋回罐。汁与皮渣分离时，先将汁用泵抽走，再开动罐底的刮板电机，皮渣经罐底的排渣口进人螺旋输送机排出。
⑷Seity型旋转发酵罐（图6-9）由支架、罐体、传动部分、螺旋输送器等组成，罐体采用卧式可转动的罐，罐体装有温度计、压力表、安全阀等，罐内
设有冷却装置、过滤板等
⑸Vaslin型旋转发酵罐（图6－10）罐体采用卧式可转动的罐，罐尾为碟型封头，罐内有蛇形管，即可升温，又可降温，罐体装有压力表、安全阀、排气阀等。此外还包括支架、传动部分和螺旋输送器等。
⑹法国Vico型连续发酵系统（图6－l1）由两个容量为40～400kL的不锈钢圆柱槽组成，槽底为斜形。系统内包括发酵醪液循环装置、醪盖搅拌装置、冷却装置，上方是葡萄浆进口，浮动式酒液排出口，底部是葡萄籽排出口、皮渣
排出口。
⑺monod多槽联结型连续发酵系统（图6－12）由3～4个独立的发酵槽组成，前槽起主发酵作用，后续槽可视为后发酵。使用热浸工艺制得的葡萄汁
注意事项：
1、注意拣选果粒整齐，色泽艳丽，无破损霉变葡萄作为自酿酒原料，选好原料后有注意见除残枝败也和青果，尽量避免接触水分和长期存放，目前网络上流传很多自酿方法都提倡洗晒果实，这个是不科学的，一方面洗去了果实自带的果粉、酵母和香味物质，另一方面通过晾晒
会降低水果自身的新鲜度，同样会影响酒的香气质量；
2、对于自酿酒者除梗可以采取手工摘除果梗和残枝，破碎要求只要破皮能使其中汁液流出就好，不一定非得捣碎，一般来说，自酿量非常小的朋友都可以自行手工破碎，常用方法：手工挤捏，或放在容器里借用棍棒工具捣压，而自酿量相对较大的情况下手工操作比较吃力，也可考虑购买手动式破碎器械，构造比较简单，多为手动操作；
3、将破碎的原料分别放入发酵容器中，一般装罐量为容器容量的80%，以预留足够空间便于发酵期间二氧化碳气和热量的排放，防止气体聚集引起的溢罐或者爆瓶；这需要说明的是：很多小批量自酿酒者也可以先将除梗的葡萄颗粒入罐后捣破并直接进入接种发酵阶段；
4、目前自酿酒大多数采取的是自然发酵的方式，这样往往发酵持续时间较长，香气颜色都不能有很好的控制，质量要求较高的自酿者或小型酒窖也都开始尝试用人工接种的方式引导发酵进行，一般来说干红发酵温度控制在25 -28℃较好，最好保持温度很恒定，避免大幅变化；针对自酿朋友这一阶段需要重点强调的是人为加糖，目前网上流传的自酿工艺加糖说法科学的非常少，实际上加糖的多少是根据期望酒度、目标酒种、葡萄原始含糖量来测算的，不是盲目添加的，目前自酿家族也多以干红为主，一般来说17.5克糖可以转换一度酒精，加糖前您首先要对自己的原料和酿酒目标做到心中有数，然后根据此转换比例计算加糖，这里提示加糖最好在发酵初期一次性完成，避免在发酵中后期补糖，容易造成后期发酵不完整等问题；（如果能够按照工艺指导老师要求科学添加发酵辅料效果更佳）
5、发酵结束的判断主要是依据酒度和含糖量是否接近预计指标，少量自酿者一般应通过品尝糖度和观察气泡的方式，一般来说口头品尝甜味很微弱，几乎无气泡上浮即可视为发酵结束，此时应及时分离皮渣，量小时刻借用细纹纱布过滤挤压完成分离压榨工艺，量大时可考虑选用手动式压榨笼帮助完成这一步骤，在条件允许的情况下分离清汁中最好能够添加30PPM的亚硫酸，一方面帮助澄清，另一方面防止病菌滋生；
6、自酿酒的澄清多建议选用自然澄清或蛋清辅助澄清的方式，也就是分离后静置一段时间不要搅动，然后将清夜分离，除去去沉淀底物，这样需要的时间比较长，而且澄清效果相对较差，也可以用生蛋清加入，搅拌均匀，以提高澄清速度；
7、经过澄清的酒随后将进入存储期，或者入罐存储，或者进入橡木桶陈储，都要求满罐密封，定期的倒罐观察；
8、装瓶和饮用时间根据自酿朋友自己的喜好，一般来说最后能有
6-12个月的存放时间，但是如果是鲜食葡萄所酿造的，一般三个月后就可以消费，而且不适宜长期存储，最好在1年内消费掉；
三、注意事项
1、小容器发酵启动相对困难，因此前期添加二氧化硫不能过量。
2、发酵过程中温度控制很重要，不能超过危险温区，以防造成发酵终止。
3、发酵前期每天搅拌一次，适量溶氧给酵母繁殖提供有氧环境；后期则要封闭发酵，因为酒精发酵是在无氧条件下进行的。
4、发酵结束后，及时添加二氧化硫终止酵母菌继续代谢其他物质，同时抑制其他微生物的活动。
⑻固定化酵母的连续发酵系统（图6－13）利用热浸法制取的葡萄汁，经两段式海藻酸钙固定母柱，进行发酵制取葡萄酒。
存在问题
持术交流少。酿酒设备生产通常被归到食品设备中，由机械行业相关的职能部门统一管理，缺少专业的机构涉入。在行业标准、市场规范、科技研发、技术交流方面缺少组织者，企业与企业之间，企业与葡萄酒行业之间缺少必要的经常性的技术交流与沟通，与葡萄酒企业的合作也仅仅是买卖关系，产品的跟踪服务跟不上，无法根据葡萄酒生产企业的实际所需提供产品，致使有些葡萄酒生产企业不能正确使用设备，出现一些因使用不当而影响酒质的现象。
新产品开发滞后。目前，国产葡萄酒机械设备产业缺少有实力有影响力的品牌出现，企业间为争夺市场，往往各自为战。虽然生产企业较多，但绝大部分属于小企业，无法实现产品的研发，只能在国外先进设备的基础上，进行仿制。对一些有能力开发新产品的企业来说，又因为葡萄酒生产企业少，在酒类行业所占比重低，又不愿去投入精力去做，造成国内葡萄酒设备在新产品开发上比较滞后。转摘于中国葡萄酒信息网整个葡萄酒机械设备生产行业仍处在散兵游勇的状态，不利于行业的长远发展。在葡萄酒行业大发展的时期，还以进口设备为主的情况下，应尽快实现产品的自主创新能力。
缺少行业联盟。在国外，会有许多的专门的机械设备联盟，组织相关的行业展会，定期进行交流，像国际上著名的展会国际葡萄酒、蒸馏酒设备技术暨葡萄种植博览会（VINITECH）就是促进葡萄栽培与葡萄酒酿造领域的发展而设立的。它不仅仅是葡萄栽培和葡萄酒酿造业内人士的商务交流，而且由于世界葡萄种植和葡萄酒酿造信息技术交流论坛的举办，也同样是高水平的信息技术交流场所。1999年，VINITECH CHINA 首次登陆中国，这届展会不仅完成国际上40家业内企业的对中国市场的探查，同时还让许多企业借机在中国成立了代理机构，还大大促进了中国葡萄酒企业对新技术，新设备的认识和使用。
忽视葡萄种植设备开发。葡萄种植设备的使用和开发一直是国内的薄弱环节，随着企业对基地建设的越来越关注，企业所需的原料基地越来越大，对基地的投入也越来越大。如何进行有效管理，是否还要依靠现有的种植模式，如何降低劳动强度，提高效率，降低成本，葡萄种植设备的开发与使用是必不可少的。内业专家介绍，葡萄园机械化管理最大的好处是可以准确掌握葡萄成熟的时间，保证葡萄成熟度，减少人工采摘的随意性。许多国外的机备商已经开始关注中国葡萄园的机械化问题，他们正考虑将对中国葡萄园的管理情况进行调查了解，将国外最优秀的葡萄种植设备商介绍过来。
发展趋向
微生物发酵培养基的优化方法
工业发酵进展
微生物发酵培养基的优化方法 对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度（便于下游处理），较高的底物转化率（降低原料成本）和较高的生产强度（缩短发酵周期）。设计发酵培养基时还应时刻把工 实验室最常用的优化方法是单次单因子法，这种方法是在假设因素间不存在交互作用的前提下，通过一次改变一个因素的水平而其他因素保持恒定水平，然后逐个因素进行考察的优化方法。但是由于考察的因素间经常存在交互作用，使得该方法并非总能获得最佳的优化条件。另外，当考察的因素较多时，需要太多的实验次数和较长的实验周期[3]。所以现在的培养基优化实验中一般不采用或不单独采用这种方法，而采用多因子试验。 2.多因子试验 多因子试验需要解决的两个问题: (1)哪些因子对响应具有最大(或最小)的效应，哪些因子间具有交互作用。 (2)感兴趣区域的因子组合情况，并对独立变量进行优化。
3.正交实验设计 正交实验设计是安排多因子的一种常用方法，通过合理的实验设计，可用少量的具有代表性的试验来代替全面试验，较快地取得实验结果。正交实验的实质就是选择适当的正交表，合理安排实验的分析实验结果的一种实验方法。具体可以分为下面四步： （1）根据问题的要求和客观的条件确定因子和水平，列出因子水平表； （2）根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验； （3）根据正交表给出的实验方案，进行实验； （4）对实验结果进行分析，选出较优的“试验”条件以及对结果有显著影响的因子。 正交试验设计注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因 次 报道。CastroPML报道用此法设计20种培养基，做24次试验，把gamma干扰素的产量提高了45%。 6.部分因子设计法 部分因子设计法与P1ackett-Burman设计法一样是一种两水平的实验优化方法，能够用比全因子实验次数少得多的实验，从大量影响因子中筛选出重要的因子。根据实验数据拟合出一次多项式，并以此利用最陡爬坡法确定最大响应区域，以便利用响应面法进一步优化。部分因子设计法与Plaekett-Burman设计法相比实验次数稍多，如6因子的26-2部分因子设法需要进行20次实验，而Plackett-Burman设计法只需要7次实验。 7.响应面分析法
微生物发酵工艺
第六章微生物发酵制药工艺 6.1 微生物发酵与制药 6.2 微生物生长与生产的关系 6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备 6.4 发酵培养基制备 ? 概念（medium）供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要 的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 ? 培养基的组成和比例是否恰当，直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。 6.4.1 培养基的成分 碳源 氮源无机盐水生长因子 前体与促进剂 消泡剂 1、碳源(carbon sources) 概念： 构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。作用：为正常生理活动和过程提供能量来源，为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。 碳源种类 糖类：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜 脂肪：豆油、棉籽油和猪油醇类：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖类、有机酸 迟效碳源：酪蛋白水解产生的脂肪酸 2、氮源（nitrogen sources） 概念：构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。 作用：为生长和代谢主要提供氮素来源。种类：无机氮源、有机氮源 有机氮源 几乎所有微生物都能利用有机氮源 黄豆饼粉、花生饼粉 棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素 无机氮源 氨水、铵盐和硝酸盐等。氨盐比硝酸盐更快被利用。 工业应用：主要氮源或辅助氮源；调节pH值生理酸性物质：代谢后能产生酸性残留物质。（NH4）2SO4利用后，产生硫酸 生理碱性物质：代谢后能产生碱性残留物质。硝酸钠利用后，产生氢氧化钠。 3、无机盐和微量元素 ? 概念：组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质 ? 作用方式：低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。? 种类：盐离子 磷、硫、钾、钠、镁、钙，常常添加 铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯，一般不加。 4、水 菌体细胞的主要成分。 营养传递的介质。良好导体，调节细胞生长环境温度。培养基的主要成分之一。 5、生长因子（growth factor）
(高考生物)生物发酵过程解决方案
（生物科技行业）生物发酵过程解决方案
生物发酵过程解决方案 引言: 发酵过程是一种既古老又年轻的生化过程。早在几千年前人们就已经在食品生产方面利用酵母对淀粉进行发酵以获得含有乙醇的饮料，这一生产过程一直延续至今，它就是人们所熟知的制酒工业的核心——酿造工业。 利用微生物生长过程中的二次代谢作用以制取医药工业中的抗生素则是人类运用生化技术的一大创造。工业生产时这一新陈代谢过程在发酵罐内完成。深入研究发酵过程将为生化反应——发酵罐的设计、操作和控制奠定基础。因此，它是提高生化工程水平的重要内容之一；生化反应是生化技术中的难点所在，在研究和实际应用时既需要微生物技术也需要借用化工技术以及融汇近代测量技术、计算机技术和控制技术于一体。微生物发酵过程是个极其复杂的生化反应过程，对于发酵罐的操作，以前人们是凭借实践经验来进行的，由于缺乏发酵过程参数的测量监视和控制系统，使得发酵产品成本高、操作费用大、产品在国际市场上缺乏竞争力。为此，需要对发酵罐实行优化操作和控制。 一、发酵过程中的工艺及其特点 一般的耗氧型发酵罐系统如下图所示，其中要测量的参数可以分为物理参数、化学参数以及生物参数。 发酵过程物理参数:通常有发酵罐温度（T）、发酵罐压力（P）、发酵液体积（V）、空气流量（F A）、冷却水进出口温度（T1和T2）、搅拌马达转速（RMP）、搅拌马达电流（I）、泡沫高度（H）等，这些物理参数根据不同种类的发酵要求，都可以选择性的选取有关测量仪表来实现自动测量。 发酵过程化学参数:发酵过程典型的化学参数有PH值（PH）和溶解氧浓度（DO），这两个参数对于微生物的生长，代谢产物的形成极为重要。过于由于
微生物发酵过程优化控制技术进展
微生物发酵过程优化控制技术进展 摘要发酵工程是生化工程和现代生物技术及其产业化的基础。在发酵工程领域，为了提高发酵水平和生产率，更多的研究工作集中在菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展，基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展，利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制，才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程，因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。 关键词微生物发酵；影响因素；优化控制技术 1 培养基对发酵的影响 1.1 发酵培养基碳源和氮源的选择 碳源用于提供微生物能量来源、构建细胞以及形成产物。碳源包括单糖、双糖、多糖、天然复合物、油脂等，比如葡萄糖、蔗糖、淀粉以及豆油等。氮源是微生物蛋白质和其他含氮有机物的重要来源，与此同时，氮源也参与形成含氮产物。氮源包括无机氮源以及有机氮源，比如氨盐、硝酸盐、蛋白胨以及豆粉等。 1.2 发酵培养基中无机盐对发酵的影响 无机盐对代谢产物的生成及微生物的正常生长都具有相当重要的影响。在微生物的生长代谢过程中，磷参与了微生物细胞中核酸等辅酶的构成，是微生物能量代谢、生长的重要因素之一。在苏云金芽泡杆菌的发酵产物苏云金素的分子结构中包含磷酸根，所以在其发酵培养基中添加更多磷酸盐，更有利于产物苏云金素的合成。钙离子在微生物发酵过程中的主要作用是调节细胞的生理状态，比如说维持细胞的胶体状态、降低细胞膜的通透性等。与此同时，在大多数发酵培养基里面，添加适量的CaCO3，能够对发酵液含菌量的变化起到相当明显的影响，其主要原因是CaCO3的添加对发酵液的pH具有非常良好的缓冲作用，从而大大改善了菌体的生长环境。镁元素是许多酶的催化剂。锰、锌、铁、钼以及钴等元素是微生物所需要的微量元素[1]。 2 培养条件对发酵的影响 2.1 种子质量对发酵的影响 在发酵培养基中接入合适的接种量以及种龄适宜的优质种子液，能够使目标微生物更加迅速地进入到对数生长期，从而使发酵周期大大地减短，进而促使产物质量得以有效提升。如果种龄过长则会直接导致菌体过早的发生衰退，菌体的生产能力也随之而有一定程度的下降；如果种龄过短，则会直接导致菌体生长缓慢，产物合成时间大大推迟。若接种量过小，那么便会使得菌体细胞的生长量变
工业微生物发酵技术汇总
发酵技术指标 沃蒙特发酵技术服务平台 NO 项目英文技术名称名称指标 1他克莫司Tacrolimus 发酵单位：大于 1.0g/L, 发酵周期： 240 小时 , 提取收 率： 60-70% 2西罗莫司Sirolimus\Rapamyci 发酵单位： 1000±200 mg/L，发酵周期： 192hrs ，收率：35- 40% n产品含量：≥ 98% 3乳酸链球菌素Nisin 发酵水平 : 12-15g /L ，发酵时间：16-20小时，收率 :65% 以上。 4霉酚酸mycophenolate 发酵单位： 12g/L 以上，发酵时 间：160 小时，提取得率：mofetil, MMF 75% 5去甲金霉素DMCT,Demethylchlor 发酵单位： 10± 2g/L ，发酵时间： 200 小时，产品收率： 75％ tetracycline 6雄烯二酮Androstenedione 发酵时间 96 ± 24 hrs ，每 3- 3.3 公斤植物甾醇可获 得 1 公斤雄烯二酮。 7利福霉素Rifamycin 发酵周期 220 小时，发酵单位大于 20g/L ，收率 65% 86- 羟基烟酸6-Hydroxynicotinic 纯度：≥ 98%，用途说明：用于合成维 生素 A Acid 9L- 缬氨酸Valine 发酵产酸： 60±5 克 /L ，发酵周 期： 60 ± 5 小时，提取 收 率： 65%（医药级） 10 L- 异亮氨酸Isoleucine 发酵产酸： 25-30 克 / 升，发酵周期 : 60-72 小时， 提取收 率： 80% 发酵单位 :35 ± 3g/L ，发酵时间 :33-35 小时，产品 得率 : 饲 11 L- 色氨酸Tryptophan 料级≥ 85%，药品级 ≥ 70%，产品质量 :>98.0%( 纯度 ) ， 糖转化率： 18% 12 糖化酶Glucoamylase 发酵周期： 6～7 天，酶 活： 8 万- 10 万 U 13 耐高温淀粉酶Amylase 发酵周期： 140h，酶活： 17 万单位 14 纤维素酶Cellulase 发酵周期： 6～7 天，酶活： 80-100IU 15 超级泰乐菌素Super tylosin 发酵单位： 14000- 16000U/ml 发酵时间： 130-150 小时提 取 收率： 70-75%
常用菌种益生菌的选用原则与发酵工艺
1 引言 俗话说“民以食为天”，食品在我们的日常中又可分为蔬菜类、水果类、肉类等。肉类食品又多来自于我们人工饲养的动物畜禽。畜禽的肉质好不好就要看我们填味的饲料怎么样。现如今，饲料中的精品非“微生物发酵饲料”当之无愧。 什么是微生物发酵饲料呢，相信大家对“微生物发酵”与“发酵饲料”这两个词都不陌生，微生物发酵饲料就是在他们的基础上发展而来的，具体定义如下：微生物发酵饲料是采用特殊生产工艺和特制包装在可移动方式下发酵，利用微生物的新陈代谢和繁殖菌体形成富含大量活性有益微生物、有机酸及微生物代谢产物的发酵饲料、微生物发酵技术为饲料工业提供了氨基酸、维生索、酶制剂、有机酸和活菌制剂等大量产品、不仅具有改善饲料营养吸收水平，降解饲料原料中可能存在的毒素，还能大大减少抗生素等药物类添加剂的使用。 常见的微生物发酵饲料分为四大类：第一类是固态发酵饲料，就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原来的理化性状，将砒壳残渣变为饲料，或解毒脱毒将有毒饼粕转变为无毒的饲料。第二类是酵母饲料、细菌饲料，以及菌体蛋自(MBP)，如丝状真菌菌体食用菌菌体及光合细菌等;第三类是利用微生物程生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生索等;第四类是培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂。最常见的发酵原料包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类(各种薯渣、玉米渣、脚粉、柑橘渣、甜菜渣、某些草粉等、饼粕类(如棉籽饼、菜籽饼、油茶籽饼、蓖麻饼等)、秸杆类、粪便、及动物下脚料等。 微生物发酵饲料近年来发展迅速，用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视、特别是进人21纪后，利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵下程技术在饲料下业中得到了更广
微生物发酵制药-总体工艺过程流程
微生物发酵制药 -----总体工艺过程流程 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。 微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 1.分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 2.定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。 3.采样：有针对性地采集样品。 4.增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。
益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究
益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究益生菌(Probiotics)又称活菌制剂,是一类能够促进宿主肠道微生物菌群的生态平衡,对宿主健康和生理功能产生有益作用的活性微生物。益生菌主要包括乳杆菌属益生菌、双歧杆菌属益生菌、部分革兰氏阳性球菌益生菌。 益生菌具有多种功能,其具有能够抑制宿主肠道内有害菌的生长,维持肠道的微生态平衡,促进人体消化吸收等肠道保健作用,经研究发现益生菌还具有能够降低胆固醇,促进机体免疫等功能,在多个领域有广泛应用。益生菌所具有的多种功能使其社会需求量不断增加,现在如何提高益生菌活菌数以及延长其保存时间成为面临的主要问题,针对所面临的问题,本研究选取四种益生菌为研究对象,包括鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus BMBL0606)、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri BMBL0612)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus BMBL0618)和乳双歧杆菌(Bifidobacterium Lactis BMBL0624)。 通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分进行优化,获得能够培养较高的活菌数的培养条件;通过探究最佳的冻干保护剂组分,延长其保存时间;通过喂食高脂小鼠,探究其在降血脂以及降血糖等方面的作用。研究结果如下:1.益生菌发酵条件优化:通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分优化,设计正交实验,确定能够使益生菌获得较高活菌数的培养条件,研究结果如下:1)鼠李糖乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、蛋白胨、碳氮比1:3、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、37oC接种量3%条件下培养16 h,其活菌数为5.25×1014 cfu/g。 2)罗伊氏乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比2:1、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、34oC、接种量3%培养12 h,其活菌数为7.8×1012cfu/g。3)嗜酸乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比1:3、
微生物发酵过程简介
微生物发酵过程即微生物反应过程，是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。 根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧），可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。 （1）好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。 （2）厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。 （3）兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。 按照设备来分，发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。 一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型，如酵母生产，由于其菌体迅速而大量繁殖，可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反，密闭发酵是在密闭的设备内进行，所以设备要求严格，工艺也较复杂。浅盘发酵（表面培养法）是利用浅盘仅装一薄层培养液，接人菌种后进行表面培养，在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时，对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部（不仅仅在表面）进行的微生物培养过程。 液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比，它具有很多优点： 1. 液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。 2. 在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。 3. 液体输送方便，易于机械化操作。 4. 厂房面积小，生产效率高，易进行自动化控制，产品质量稳定。 5. 产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。 4.2.1 工业生产常用微生物 微生物资源非常丰富，广布于土壤、水和空气中，尤以土壤中为最多。有的微生物从自然界中分离出来就能够被利用，有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变，得到突变株才能被
第八章 微生物与发酵食品
第八章微生物与发酵食品 第一节细菌在食品制造中的作用 一、食醋 食醋是我国人民日常生活中主要调味品之一，也是我国利用微生物生产的一个古老的产品。 （一）、菌种 食醋是细菌的发酵产品，常利用醋酸杆菌进行好氧发酵而生产。如以淀粉为原料，还需霉菌和酵母菌的参与；如以糖类物质为原料，需加入酵母菌；只有以乙醇类物质为原料，单纯利用醋酸杆菌就可完成酿醋作用。 1、曲霉菌 酿醋先酿酒，曲霉菌的作用是将淀粉水解为葡萄糖，为酒精发酵提高条件。常用的菌种是黑曲霉(Aspergillus niger)，宇佐美曲霉(https://www.wendangku.net/doc/a115568529.html,amii)等。 现常用是北微所选育的黑曲霉变异株UV-11，编号为AS.3.4309，最适pH值为3.5-5.0。米曲霉常用菌株有沪酿3.040,沪酿3.042(AS3.951),AS3.863等。黄曲霉菌株有AS3.800、AS3.384等。 2、酵母菌 酵母菌通过其酒化酶系统把葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，完成酿醋过程中的酒精发酵阶段。其菌种主要是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。 3、醋酸菌 醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力。醋酸菌的形态为短杆或长杆细胞，单独、成对或排列成链状。不形成芽孢，革兰氏染色，幼龄阴性，老龄不稳定。好氧，喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。最适生长温度为30oC左右，最适pH值为5.4-6.3。 目前国内外用于生产的食醋菌种有：奥尔兰醋酸杆菌(Acetobacter orleanwnse)、许氏醋酸杆菌(A.schutzenbachu)、弯曲杆菌(A.curvum)、产醋醋杆菌(A.acetigenum)、醋化醋杆菌(A.aceti)、恶臭醋杆菌(A.ranlens)等。 我国目前使用人工纯培养的醋酸菌种，主要有中微所培育出的恶臭醋杆菌的混浊变种(AS1.41)、上海酿造所和上海醋厂从丹东速酿醋中分离而得的巴氏醋杆菌 (A.pasteurianus)巴氏亚种（沪酿1.01号）。 （二）、发酵机理 (C 6H 12 O 6 ) N +nH 2 O nC 6 H 12 O 6 C 6H 12 O 6 +2ADP+2Pi 2CH 3 CH 2 OH+CO 2 +2ATP CH 3CH 2 OH+NAD CH 3 CHO+NADH 2 CH 3CHO+NAD+H 2 O CH 3 OOH+NADH 2 色素：美拉德反应和酶促褐变反应； 香气：有机酸和醇类通过酯化反应合成各种酯类，脂类以乙酸乙酯为主；酸味：醋酸是形成酸味的主体酸； 甜味：糖分；
第三章 发酵培养基
第三章发酵培养基 培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。 作用：促进产物的形成、满足菌体的生长 发酵培养基的要求: ①培养基能够满足产物最经济的合成； ②发酵后所形成的副产物尽可能的少； ③培养基的原料应因地制宜，价格低廉，且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应； ④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。 培养基的类型及功能 一、按组成物质的纯度 合成培养基: 所用的原料其化学成分明确、稳定 ◆适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化等科研工作； ◆培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产。 天然培养基: 采用天然原料，其成分不那么“纯” ◆发酵培养基普遍使用天然培养基； ◆原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适合于工业化生产； ◆由于其成分复杂，不易重复，如果对原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性。 二、按状态 固体培养基:适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产。 半固体培养基:琼脂用量为0.5%～0.8% ，主要用于微生物的鉴定。 液体培养基:发酵工业大规模使用的培养基。 三、按用途（从发酵生产应用考虑） 孢子（斜面）培养基:菌体迅速生长，产较多优质孢子，不易引起菌种变异。要求：营养不太丰富、无机盐浓度适量、合适pH和湿度。常用：麸皮培养基、小米、大米、玉米碎屑、琼脂斜面培养基。 种子培养基：孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体。要求：营养丰富完全、最后一级接近发酵培养基。 发酵培养基：供菌体生长、繁殖和合成产物。 发酵培养基的成分及来源 碳源 1、作用 提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分；提供合成目的产物所必须的碳成分。 2、来源 糖类、油脂、有机酸、正烷烃
微生物发酵过程简介终审稿)
微生物发酵过程简介文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
微生物发酵过程即微生物反应过程，是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧），可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。（1）好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。（2）厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。（3）兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。按照设备来分，发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型，如酵母生产，由于其菌体迅速而大量繁殖，可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反，密闭发酵是在密闭的设备内进行，所以设备要求严格，工艺也较复杂。浅盘发酵（表面培养法）是利用浅盘仅装一薄层培养液，接人菌种后进行表面培养，在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时，对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部（不仅仅在表面）进行的微生物培养过程。液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比，它具有很多优点： 1.液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。 2.在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。 3.液体输送方便，易于机械化操作。 4.厂房面
微生物发酵工程
发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 发酵工程的内容 它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。 1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 （2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。 （3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 （4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 （5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。 已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），
培养基优化方法
方法一： LB培养基、平板保存的工程菌HB101/pJJ－rhIFNα2B、Amp、酵母提取物、蛋白胨、 10×SAE、100×MgCl2、100×TES、Tris、HCl 10×SAE配方(1L)： KH2PO410g、K2HPO4·3H2O52.4g、NH4Cl10g、K2SO426g 100L 【步骤】 种子制备： 1、取100mLLB培养基加入到一无菌的500ml三角形中，同时加入100μl100mg/ml的Amp。 2、接种甘油管保存的工程菌HB101/pJJ/rhIFNα-2b100μl，使工程菌分散于培养液中。 3、盖好试管，在摇床上以220rpm的速度，于37℃培养至对数中期（约5小时） 上罐准备： 1、配置500ml10×SAE 2、配置发酵培养基(3L)
称取胰蛋白胨30g，酵母提取物90g，加入2.64L去离子水，搅拌溶解后加入300ml 10×SAE、30ml100×MgCl2、30ml100×TES。 3、将培养基加入到5L发酵罐，插入pH、溶氧电极和温度探头，装上空气过滤膜，包扎好后放入灭菌锅中，同时放入一瓶250ml30%磷酸（调pH用），于1.05kg/cm2高压下蒸汽灭菌30min。 4、待灭菌结束后，将发酵罐放在冷却底座上，开启发酵罐控制系统，联接好冷凝水、空气线路。 5、控制pH=7.4，在转速650r/m、通气量3L/min 定D.O.为100％于自动控制发酵罐上37℃发酵22小时。 6、当培养基温度冷却到37℃后，接入制备好的种子 7、从接种完时刻起，每两小时取适当量样品，其中取1ml用于测菌体浓度（A600nm）；另取1ml加入到一称过重ep管中，12000rpm离心，小心取出900μl上清用作测菌体浓度的空白，甩干后再次称重，计算菌体湿重，按每8.3mg菌体湿重加入300μL水重悬菌体，冻于-20℃备用。并记录发酵罐上溶氧、pH、温度等参数以了解工程菌的生长状态。 8、SDS－PAGE检测不同时间rhIFNα2B的表达情况。 9、发酵终了，收集发酵液，8000rpm离心10min，回收菌体。 10、用1.2L去离子水重悬菌体，8000rpm离心10min，弃上清 11、再用600mlTE重悬菌体，8000rpm离心10min，弃上清,得到菌体-20℃保存 方法二： 2.1种子培养基的配制 LBA：（Tryptone蛋白胨10g ＋Yeast Extr+acts酵母粉5g ＋NaCl 5g ＋双蒸水1L）∕L （NaOH调节PH至7.0）高压蒸气灭菌，压力：0.14Mpa 温度121℃时间：20min，用前加卡那霉素至50μg/ml。 LBA平板：加入2%琼脂粉，其余同上。 2.2生产菌种的制备 2.2.1琼脂培养基菌种的制备 从－80℃的冰箱中取出甘油种子管，在超净工作台中划LBA平板，37℃培养箱中培养过夜。2.2.2一级种子液制备 从LBA平板中挑取单菌落，在超净工作台上接种于约60ml LBA培养液中，与摇床上37℃，180rpm，生长16h，OD600值约为3.0。 2.2.3二级种子液制备 将60ml一级种子液接种于3L LBA 培养液中，于摇床上37℃，180rpm，生长12h，OD600值约为3.0。 3.发酵
微生物发酵
廊坊师范学院 《微生物发酵中药》综述 姓名：崔晓光 学号：11070142003 专业：生命科学生物技术 年级：2011级 成绩： 2013年11月7日
【摘要】现代中药发酵技术是在充分吸收了微生物学、生物工程学等学科研究成果的基础上逐渐发展起来的。利用微生物发酵中药比一般的物理或化学炮制手段优越，可较大幅度地提高疗效，降低毒副作用，并为研发新药提供了新的途径，正逐渐成为中药研究的热点。本文综述了目前微生物发酵在中药中的主要应用。【关键词】微生物发酵；中药；应用 【前言】微生物有着非常强大的分解转化物质的能力,并能产生丰富的次生代谢产物,通过微生物的生长代谢和生命活动来炮制中药,可以比一般的物理或化学的炮制手段更大幅度地改变药性,提高疗效,降低毒副作用,扩大适应症。中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上,吸取了微生态学研究成果,结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术,是从中药(天然药物)制药方面寻找药物的新疗效。传统的中药发酵多是在天然的条件下进行的,而现在的中药发酵制药技术是在充分吸收了近代微生态学、生物工程学的研究成果而逐渐形成的。其先进发酵工艺特点是:以优选的有益菌群中的一种或几种、一株或几株益生菌作为菌种,加入中药提取液中,再按照现代发酵工艺制成产品,它是一种含有中药活性成分、菌体及其代谢产物的全组分发酵液的新型中药发酵加工制剂。 【主体】 一、中药发酵制药的源流 早在千余年前,我国已开始用发酵方法制药,直到现在临床仍在应用的发酵(制品)中药有六神曲、半夏曲、淡豆豉、豆黄等,其工艺均为固体发酵。如半夏曲的制造,明·《本草纲目》记载:“半夏研末,以姜汁、白矾汤和作饼,楮叶包置篮中,待生黄衣,晒干用”。其性味苦辛、平,能化痰止咳、消食积、治泄泻。而未发酵的半夏刚性味辛,有毒,功能燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结。清代,按其辅料中药及治疗功能的不同,又制出了皂角曲、竹沥曲、麻油曲、牛胆曲、开郁曲、海粉曲、覆天曲等10种药曲。淡豆豉的发酵工艺另具特色,它是以黑大豆为原料制成的,性味苦寒,具有解表除烦、宣郁解毒功能,其工艺为“用黑大豆二三斗,水浸一宿,沥干黄熟,摊席上..蒿覆,侯黄衣上遍..安瓮中筑实,桑叶盖厚三寸,密封泥..如此七次”。再有用黑大豆制成的豆黄,则性味甘温,能祛湿痒、健脾益气。其发酵工艺为“用黑大豆一斗,黄熟,铺席上以蒿覆之,如氽酱法,待上黄,取出晒干”。未经发酵的黑大豆,则性味苦平,有活血、利水、解毒作用。从上述可以看出,中药发酵的目的主要为改变药物原有性能,产生新的治疗作用(如淡豆豉、豆黄),或增强原有疗效的治疗作用(如淡豆豉、豆黄),或增强原有疗效(如半夏曲),扩大用药品种。由于其疗效确切,至今对六神曲、半夏曲和淡豆豉等仍在进行工艺改进研究,并取得相应成绩。片仔癀的主要成分是三七的微生物发酵物, 建神曲、沉香曲、淡豆豉、半夏曲、红曲、麦芽也都是通过发酵而形成的药物。从某种意义上说,虫草是蝙蝠蛾幼虫经虫草菌、僵蚕是家蚕经白僵菌感染发酵而成的。这些经典药物都是经微生物发酵后产生了新的药理活性,其中虫草是非常名贵的中药。 二、中药发酵技术的研究现状 中药发酵研究开始于80年代,但仅是对真菌类自身发酵的研究,如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体、槐耳发酵等,大都是单一发酵。虽有报道加入中药,但也仅是将中药当做菌丝体发酵的菌质,同时研究发现,含有中药的菌质对原发酵物的 功效有影响,只是未见深入研究。目前,已有学者呼吁中药发酵制药可按新药审批
微生物发酵技术
微生物发酵技术 微生物发酵技术以现代发酵技术为核心，利用微生物的代谢活动过程，经生物转化而大规模地制造各种工业发酵产品，已经形成了一个品种繁多、门类齐全的独立工业体系，在国民经济中占有重要地位。 工业发酵是指靠微生物的生命活动而实现的工业生产。 工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为发酵。这样定义的发酵就是“工业发酵”。微生物是工业发酵的灵魂，没有微生物就没有工业发酵。 工业发酵就是通过微生物的生命活动，把发酵原料转化为人类所需要的微生物产品的过程。 工业发酵要依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能（metabolic energy）来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。 近百年来，随着科学技术的进步，工业发酵发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到按照人的意愿改造成具有特殊X能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。 生产型不锈钢发酵罐 （1）工业发酵的研究从典型的工业发酵开始
比较常见的工业发酵一般符合以下三个条件： ① 使用的菌种属于化能异养型微生物， ② 目的产物属于初级代谢产物或能量代谢副产物， ③ 目的产物在细胞内生成后被分泌到细胞外。 符合以上条件的工业发酵叫做典型的工业发酵。 对工业发酵理论的研究从典型的工业发酵开始。 个台阶，系统地研究化能异养型微生物的工业发酵的理论； 第二个台阶，系统地研究其他营养类型微生物的工业发酵的理论； 第三个台阶，系统地研究微生物利用碳以外元素工业发酵的理论。 （2）工业发酵理论 个台阶的研究建立了微生物生命活动的三个基本假设（发酵学三假说）。它们是改造和利用微生物的理论基础。用这三个基本假设来分析典型的工业发酵，出现了： ① 工业发酵的微生物生物机器的新思路， ② 为工业生产服务的工业发酵若干推理， ③ 工业微生物育种和发酵工艺控制的“五字策略”。 （3）研究工业发酵的思路 工业发酵→【从一般到特殊】→典型的工业发酵→【从特殊到一般】→生物机器、细胞机器的概念模式→【深入研究以发现自然规律】→自然规律（微生物生命活动的三个基本假说）→【从一般到特殊：将自然规律运用到典型的工业发酵】→细胞机器亚稳态物流模式→载流路径→五段式→五字策略→【从特殊到一般】→对未来发酵工业生产的预测 涉及微生物细胞的生长和繁殖的每一个“动作”，包括细胞内的有机物降解的启动，生物合成的启动和持续，主动运输，pH自动动态平衡等都需要代谢能支持，维持细胞的生命也需要代谢能的支撑。 而微生物细胞的物质代谢和能量代谢是依靠代谢网络来实现的。化合物在代谢网络中流动，形成代谢流。工业发酵中，原料代谢流在细胞机器中经过一系列途径转化成为目的产物。在这个基础上，发酵学的第二假说提出了，代谢途径和输送系统在代谢物分子水平上整合，在辅因子水平上协调，形成横跨微生物活细胞内外的代谢网络。这个代谢网络不是生化途径和跨膜输送过程简单连接，而是要将生物化学概念纳入细胞代谢的总体框架。书里研究的主要是有机物（碳元素）在酶和蛋白质层面上的代谢网络。研究发现，对于兼X厌氧微生物来说，不但需氧与缺氧时代谢网络有明显差异，而且在不同的培养条件下生存时，其代谢网络也是有差异的。例如：有氧生长的代谢是在以TCA环为骨架的中心板块
菌种发酵工艺摘要
第一章绪论 第一节概述 工业发酵是利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的一门现代工业，而现代发酵工程则是指直接把微生物(或动植物细胞)应用于工业生产的一种技术体系，是在化学工程中结合了微生物特点的一门学科。因而发酵工程有时也称作微生物工程。在本章中，我们将对发酵的基本概念，工业上常用的微生物及其生长代谢特性，以及发酵工程原理作—简单介绍。 一、基本概念 1，发酵一词的来源 发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。在生物化学中把酵母的无氧呼吸过程称作发酵。我们现在所指的发酵早已赋予了不同的含义。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化，是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成，以取得能量来维持生命活动的过程。发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。实际上，发酵也是呼吸作用的一种，只不过呼吸作用最终生成CO2和水，而发酵最终是获得各种不同的代谢产物。因而，现代对发酵的定义应该是：通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。 2，发酵的定义 （1）狭义“发酵”的定义 在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳。同时获得能量，丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。 （2）广义“发酵”的定义 工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。 3，发酵工程（Fermentation Engineering）的定义 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。 二、发酵的特点 发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下： 1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。 2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。 3，发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。 4，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。 5，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。 6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分
生物发酵过程解决方案
生物发酵过程解决方案 引言: 发酵过程是一种既古老又年轻的生化过程。早在几千年前人们就已经在食品生产方面利用酵母对淀粉进行发酵以获得含有乙醇的饮料，这一生产过程一直延续至今，它就是人们所熟知的制酒工业的核心——酿造工业。 利用微生物生长过程中的二次代谢作用以制取医药工业中的抗生素则是人类运用生化技术的一大创造。工业生产时这一新陈代谢过程在发酵罐内完成。深入研究发酵过程将为生化反应——发酵罐的设计、操作和控制奠定基础。因此，它是提高生化工程水平的重要内容之一；生化反应是生化技术中的难点所在，在研究和实际应用时既需要微生物技术也需要借用化工技术以及融汇近代测量技术、计算机技术和控制技术于一体。微生物发酵过程是个极其复杂的生化反应过程，对于发酵罐的操作，以前人们是凭借实践经验来进行的，由于缺乏发酵过程参数的测量监视和控制系统，使得发酵产品成本高、操作费用大、产品在国际市场上缺乏竞争力。为此，需要对发酵罐实行优化操作和控制。 一、发酵过程中的工艺及其特点 一般的耗氧型发酵罐系统如下图所示，其中要测量的参数可以分为物理参数、化学参数以及生物参数。 发酵过程物理参数: 通常有发酵罐温度（T）、 发酵罐压力（P）、发酵液体积（V）、空气流 量（F A ）、冷却水进出口温度（T 1 和T 2 ）、搅拌 马达转速（RMP）、搅拌马达电流（I）、泡沫 高度（H）等，这些物理参数根据不同种类的 发酵要求，都可以选择性的选取有关测量仪 表来实现自动测量。 发酵过程化学参数: 发酵过程典型的化学参 数有PH值（PH）和溶解氧浓度（DO），这两 个参数对于微生物的生长，代谢产物的形成 极为重要。过于由于缺乏耐消毒的能进行无菌操作的PH电极和溶解氧电极，使得无法做到实时的在线测量。而现在已有成熟的PH 和溶解氧测量电极，典型的产品如瑞士的Ingold电极等。