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亮菌产漆酶的液体和固体发酵条件优化

亮菌产漆酶的液体和固体发酵条件优化
亮菌产漆酶的液体和固体发酵条件优化

亮菌产漆酶的液体和固体发酵条件优化

摘要:为了探讨液体和固体发酵条件对亮菌(armillariella tabescens)产漆酶的影响,采用正交试验对亮菌液体和固体发酵产漆酶培养基和培养条件进行筛选。供试亮菌在液体培养时产漆酶甚微,在培养基和培养条件优化后最高酶活为7.92 u/ml;固体发酵时在以葡萄糖浓度0.6%、稻草麦麸质量比3∶7、温度27 ℃、含水量65%、接种量11 ml/100 g培养时漆酶酶活可达3 496.7 u/g。固体发酵的酶活显著高于液体发酵,固体发酵更适宜亮菌产漆酶。关键词:亮菌(armillariella tabescens);漆酶;液体发酵;固体发酵

中图分类号:tq925 文献标识码:a 文章编号:0439-8114(2013)06-1410-05

漆酶(laccase,ec1.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶,与抗坏血酸氧化酶、血浆铜蓝蛋白和胞外胆红素氧化酶同属于铜蓝氧化酶(blue multicupper oxidase)家族[1,2]。1883年,日本学者吉田(yoshida)[3]首次从日本漆树(rhus verniciflua)树汁中发现了一种可以使树漆迅速氧化、硬化的酶;1894年,这种酶被分离纯化,并被命名为漆酶[4]。多年来的研究证明,漆酶在自然界中分布于多种植物、真菌、少数昆虫和细菌中,尤其在白腐真菌系统中分布更为广泛,现已成为研究的热点。漆酶具有的独特功能使其具有巨大的生物利用潜能,如纸浆的去木质化、染料脱色、废水脱毒、食品加工和制药等[5]。

固态发酵技术的研究与应用

固态发酵技术的研究与应用 固态发酵技术在中国有着悠久的历史,早在2500年以前,在中国就有中药神曲的固态发酵生产。当时还没有把这些固态发酵技术提升到理论高度。传统的固态发酵技术因其发酵过程难以控制,容易感染杂菌,在应用于生产实践过程中,不仅劳动强度大,而且产品质量很难保证。 19世纪微生物的发现、微生物发酵的酶作用及微生物学的问世,将发酵技术带入了高速发展的快车道。二次世界大战期间,为了大规模生产青霉素,经过英美两国科学家的共同努力,一种大规模微生物深层发酵技术开发获得成功,当时由于这种新的发酵技术和传统固态发酵技术相比能够实现微生物纯种培养,同时可以采用机械搅拌通气发酵法生产,使生产效率大大提高,并由此开发生产了许多微生物新产品,如抗生素、氨基酸、用于农牧业的生物活性物质、多糖、有机酸、酶制剂等,成为发酵工程技术研究和开发的热点。 但是,现代发酵工业大多采用大规模液体深层发酵方式,小分子产品在水性发酵液中含量大都在10%上下,许多高价值或大分子浓度更低,有的甚至大大低于1%,因而发酵液产品提取后产生大量的废液,生产规模越大,废液越多,污染越重。这时人们又不约而同地把眼光投向了古老的固态发酵技术,该技术具有节水、节能的独特优势,且没有废液产生,属于清洁生产技术。采用现代固态发酵技术则不仅可提高产品本身的质量,还可提高其生产的可操作性,并达到提高产品产量和质量的目的。现代固态发酵技术还可引入到其它传统发酵食品的生产中,提高其生产的技术含量,达到稳产高产的目的。 一、固态发酵技术简介 广义上讲固态发酵是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程,既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵,也包括在没有(或几乎没有)游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下,在有一定湿度的水不溶性固态基质中,用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。 狭义上讲固态发酵(solidstate fermentation)是指利用自然底物做碳源及能源,或利用惰性底物做固体支持物,其体系无水或接近于无水的任何发酵过程。 与其他培养方式相比,固态发酵具有如下优点: (1)培养基简单且来源广泛,多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料; (2)投资少,能耗低,技术较简单; (3)产物的产率较高; (4)基质含水量低,可大大减少生物反应器的体积,不需要废水处理,环境污染较少,后处理加工方便;

微生物发酵工艺优化研究进展

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/ba6367040.html, 微生物发酵工艺优化研究进展 作者:张锐 来源:《海外文摘·学术》2017年第03期 摘要:近些年,在有关技术领域中微生物的发酵技术已得到了非常广泛的应用,特别在医药行业内应用此种技术十分普遍。微生物科技发展非常快,因此,人们也有不断深入的研究微生物的发酵工艺。为此,本文对影响微生物发酵的培养条件和培养基进行了分析,又对优化微生物发酵工艺的办法进行了讨论研究,为微生物工程的发展提供参考价值。 关键词:发酵工艺;微生物;培养条件;工艺优化;培养基 中图分类号:TQ920.6 文献标识码:A 文章编号:1003-2177(2017)03-0058-02 1 微生物发酵受培养基的影响 微生物在进行生长、代谢时,培养基能供给微生物发酵所需要的能量与营养物质,对合成发酵产物的效率和产品的质量保障来讲有着重要意义。在进行微生物发酵时,因其发酵条件与菌种的差异和不同的发酵阶段,需要培养基的成分也不同。一般情况下,微生物生长需要的营养要素有生长因子,碳源,无机盐和氮源四类。 1.1 选择氮源与碳源作发酵的培养基 氮源为微生物提供含氮的有机物与蛋白质,并且,还是合成含氮产物的参与者。氮源主要是有机氮源与无机氮源两种,如豆粉,氨盐,蛋白胨与硝酸盐等。碳源能够为微生物提供能量来源,形成产物和构建细胞。碳源的形式有油脂,多糖,单糖,天然复合物,双糖等,如豆油,葡萄糖,淀粉与蔗糖等。选择发酵的培养基中要有均衡的碳源与氮源比,确保其菌体能够正常生长,而且还有利于合成产物的速率。 1.2 无机盐对发酵培养基的影响 微生物的生长和生成的代谢产物都与无机盐有关重要关系。微生物在进行生长代谢时,构成的辅酶中有磷的参与,它是构成微生物生长,代谢的重要因素。有些菌种的发酵产物中包含磷酸根,因此在进行培养基发酵时,添加很多的磷酸盐,这利于产物快速合成。在微生物发酵中钙离子对细胞的生理状况起到了调节作用,例如,使细胞膜的通透性降低,维持细胞状态等。很多酶都用镁来作催化剂。微生物生长所需微量元素有很多,如,钴,铁,锌,锰等。经研究证明,枯草芽孢杆菌的生长中需要锰离子的参与,在发酵培养基中添加适量的氯化锰,可以提升枯草芽孢杆菌生成的发酵物中抑菌物质的活性。 2 微生物发酵受培养条件的影响

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

自酿白酒固态发酵法

白酒固态发酵法 固态发酵法 固态发酵法白酒生产特点之一,是采用比较低的温度,让糖化作用和发酵作用同时进行,即采用边糖化边发酵工艺。淀粉酿成酒必须经过糖化与发酵过程。一般糖化酶作用的最适温度在50--60℃。温度过高,酶被破坏的量就会愈大,当采用20-30℃低温时,糖化酶作用缓慢,故糖化时间要长一些,但酶的破坏也能减弱。因此,采用较低的糖化温度,只要保证一定的糖化时间,仍可达到糖化目的。酒精发酵的最适温度为28-30℃,在固态发酵法生产白酒时,虽然入窖开始糖化温度比较低(18-22℃),糖化进行缓慢,但这样便于控制。因开始发酵缓馒些,则窖内升温慢,酵母不易衰老,发酵度会高。而开始糖化温度高,则糖分过多积累,温度又高,杂菌容易繁殖。在边糖化边发酵过程中,被酵母利用发酵的糖,是在整个发酵过程中逐步产生和供给的,酵母不致过早地处于浓厚的代谢产物环境中,故较为健壮。 第二个特点是,发酵过程中水分基本上是包含于酿酒原料的颗粒中。由于高梁、玉米等颗粒组织紧密,糖化较为困难,更由于是采用固态发酵,淀粉不容易被充分利用,故对蒸酒后的醅需再行继续发酵,以利用其残余淀粉。常采用减少一部分酒糟,增加一部分新料,配醅继续发酵,反复多次,这是我国所特有的酒精发酵法,称谓续渣发酵(续粮发酵)。 第三个特点是采用传统的固态发酵和固态蒸馏工艺,以产生具典型风格的白酒。近年来,通过对固态法白酒和液态法白酒在风味上不同原因的深入研究,认为固态法白酒采用配醅发酵,并且配醅量很大(为原料的3-4倍),可调整入窖的淀粉浓度和酸度,达到对残余淀粉的再利用。这些酒醅经过长期反复发酵,其中会积累大量香味成分的前体物质,经再次发酵被微生物利用而变成香味物质。例如糖类是酒精、多元醇和各种有机酸的前体物质;酸类和醇类是酯类的前体物质;某些氨基酸是高级醇的前体物质,而酒精是乙酸的前体物质等。当采用液态发酵时不配醅,就不具备固态发酵时那样多的前体物质,这就是两种制酒工艺使白酒风味不同的原因之一。此外,在固态发酵时窖内固态、液态和气态三种状态的物质同时存在,根据研究得出同一种微生物生活在均一相内(如液态、固态或气态)与生活在两个不同态的接触面上(这种接触面称作界面),其生长与代谢产物有明显不同,这就是说界面对微生物的生长有影响。而固体醅具有较多的气-固、液-固界面,因此与液态发酵会有所不同。如以曲汁为基础,添加玻璃丝为界面剂,以形成无极性的固液界面,进行酒精酵母的发酵对比试验,其结果酸、酯都有所增加,高级醇增加幅度较小,酒精含量有所降低。

脂肪酶产生菌发酵条件的优化

绵阳师范学院 本科生毕业论文(设计) 题目脂肪酶产生菌M-6-2发酵条件的优化专业生物技术 院部生命科学与技术学院 学号0811420218 姓名杜长蔓 指导教师李俊刚 答辩时间2012年5月 论文工作时间:2011 年7 月至2012 年5 月

脂肪酶产生菌M-6-2发酵条件的优化 学生:杜长蔓 指导老师:李俊刚 摘要:本文对绵阳师范学院微生物实验室筛选和鉴定的产脂肪酶细菌 M-6-2的生长动力学和产酶动力学进行了研究;通过单因素实验和正交试验,对脂肪酶产生菌M-6-2 摇床发酵产脂肪酶的培养基组成和培养条件进行优化,得出较佳的产酶培养基组成配方为:1.5%淀粉+0.5%酵母膏为碳源、4.5%豆饼粉 +1.5%硝酸铵为最佳的氮源、0.05%磷酸氢二钠和0.15%硫酸镁;最优的发酵条件为:初始pH7.5,接种量1.5 %,装液量20ml/250ml,发酵温度35℃,在转速180r/min 下,培养16h,经过优化后发酵液脂肪酶酶活力最高可达到15.60 U/ml,较优化前提高了49.57%。脂肪酶产生菌M-6-2与国内文献报道的产脂肪酶细菌相比产酶活力高。对该菌株发酵条件进行优化后,为生产性试验打下了基础。 关键词:脂肪酶产生菌M-6-2;脂肪酶;发酵条件;优化;正交试验;

Lipase to produce bacteria M-6-2 Optimization of fermentation conditions Undergraduate: Du Changman Supervisor: Li Jun Gang Abstract: In this paper, Laboratory screening and identification of lipase production by bacteria in the M-6-2 growth kinetics and enzyme production kinetics were studied; through single factor experiments and orthogonal test, the lipase to produce bacteria M-6-2 shaker fermentation lipase medium composition and culture conditions were optimized to come to a better enzyme production medium composition formula: 1.5% starch and 0.5% yeast extract as carbon source, 4.5% of the soybean powder and 1.5% ammonium nitrate for the best source of nitrogen, 0.05% disodium hydrogen phosphate and 0.15% magnesium sulfate. Optimal fermentation conditions were: initial pH 7.5, 1.5% of the inoculum size, liquid volume 20ml/250ml, fermentation temperature 35 ° C, in the speed 180r/min next, cultured 16h After optimization of the fermentation broth lipase activity can reach 49.57% to 15.60 U / ml, compared to before optimization. Lipase to produce bacteria M-6-2 and reported in China in the production of lipase bacteria compared to the high activity of enzyme production. Of the strain fermentation conditions optimized, laid the foundation for the production of test. Key words: Lipase producing strain M-6-2;lipase ;fermentation conditions; optimization ;orthogonal test

固体发酵专题

【交流】固体发酵专题(欢迎各位战友 热烈参与讨论) 说起发酵,人们首先想到的肯定是深层发酵。虽然深层发酵是目前发酵工程的主体,但固体发酵在中国的传统酿造业中也有着不可替代的地位。固体发酵具有操作简便、能耗低、发酵过程容易控制、对无菌要求相对较低、不易发生大面积的污染等优点,更重要的是,真菌在静态的环境中生长得更好,次生代谢物积累的效率更高。这说明固体发酵技术具有很大的发展潜力。然而固体发酵的缺点也是显而易见的,主要体现为产能太低,现有的技术条件不利于大规模的工业化生产。虽然现在也有一些固体发酵设备,但和深层发酵相比,亦是望尘莫及。固体发酵的技术水平依旧停留在家庭作坊式的生产水平上。 一些粗浅的看法,权当引玉之言。恳请各位战友就固体发酵的前景与设想、发酵技术的改进与进展、自己的操作经验与心得等方面踊跃参与讨论。 支持,置顶一周! 我来参与讨论! 固体发酵有许多液体发酵无所比拟的优势,如为非均相系统,有利于特定培养物的自组织行为;液固相接触比表面积大,一般无液体发酵所面临的高密度培养时溶氧水平不足。但固体发酵往往在工程放大中面临热量积累导致温度失控问题。 当前生物农药固体发酵技术是其中的一个热点。针对液体深层发酵中存在的弊端,经过多年的研究开发,生物农药固体发酵发酵工艺和设备已逐步从浅盘发酵向固体深层发酵发展;设备已由传统的盘式半开放式发酵发展成为全封闭、全自动固体发酵设备,生产实现计算机在线控制,生产规模可从几百吨的小规模发展到几万吨,甚至几十万吨的超大规模,从而解决了一直限制固体发酵生产生物农药向大规模和超大规模发展的瓶颈问题。由于发酵工艺和设备的改进、菌种的不断选育,产品毒力效价显著提高,形成了系统成熟的固体发酵生产微生物农药技术,并已在大规模工业生产中逐步应用。 同时生物农药固体发酵采用的原料成本低;发酵过程不易大面积污染,发酵环境要求低,甚至可以是半开放式发酵,因此投资较少;发酵产物为固体,直接烘干、粉碎后即可成为产品,生产过程中有效成份流失极少,产品中不需要再加大量的助剂,产品易于运输储存;生产过程中几乎没有废水排放,不需要进行污水处理。我认为该方法还是有前途的。 另外提供一篇文章:固体发酵法的技术改进,我想这也是固体发酵领域的一大改进吧! 固体发酵法的技术改进.CAJ (112.97k) 固体培养法将微生物接种在固体培养基表面生长繁殖的方法,称固体培养法。它是表面培养的一种。广泛用于培养好气性微生物。例如,用于微生物形态观察或保藏的琼脂斜面培养,用于平板分离或活细胞计数的平板培养,都属于固体表面培养法。用该方法配氧微生物时,有下列特点: 第一,细胞多半是重叠地生长繁殖,因此,直接与培养基相接触的细胞在此细胞上再长出的

发酵工艺优化

发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同,摇瓶是外流蒸汽静态加热(大部分是这样的),发酵罐是直接蒸汽动态加热,部分的是直接和蒸汽混合,会因此影响发酵培养基的质量,体积,PH,透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同,摇瓶是吸管加入,发酵罐是火焰直接接种(当然有其他的接种方式),要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同,摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触,考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同,摇瓶的蒸发量不好控制,湿度控制好的话,蒸发量会少。发酵罐蒸发量大,但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同,摇瓶是摇转方式进行混合搅拌,对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌,注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制,摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH,发酵可以直接流加控制PH,比较方便。 7、温度控制,摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度,但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制,注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样,发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测,但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样,发酵所用原材料比较廉价而且粗旷,工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点: (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变,造成菌丝大量生长等问题,改善发酵液流变等性质,使得发酵过程泡沫得以控制,节省消泡剂,并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量,以提高芽抱的比例,并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制,产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后,在发酵液体积测量监控下,放出一部分发酵液,同时连续补充——部分新鲜营养液,实现连续带放、既有利于提高产物产量.又可降低成本,使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态.随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制:选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标,例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数,以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见,要实现对发酵过程的有效控制,就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用:流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统 至于装液量的问题,应该从以下几个方面考虑: 1、保持在你所需要的转速培养情况下(尤其是在后期,菌丝很多时,转速很高时),不能让发酵液把你的塞子湿掉,容易造成染菌。 2、装液量的体积在消毒过程中,不能因为沸腾把塞子湿掉,或者跑出三角瓶,装液量太多会出现这样的情况。很容易染菌。 3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度,需要的混匀程度等等方面也要考虑。 4、建议你做一个梯度试验(40-50-60-70-80等)就可以找到你所需要的装液量。 关于剩余空气的排除在灭菌完毕后(100度左右),立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好,有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响,如果你的菌种要求很严的话,最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后,立刻用其他的样品培养基分装即可。当然也可以用氮气。最好是二氧化碳。 你可以再查查看是否有其他的方法,我说的也不完全。!!

发酵工艺优化

发酵工艺优化 发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同,摇瓶是外流蒸汽静态加热(大部分是这样的),发酵罐是直接蒸汽动态加热,部分的是直接和蒸汽混合,会因此影响发酵培养基的质量,体积,PH,透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同,摇瓶是吸管加入,发酵罐是火焰直接接种(当然有其他的接种方式),要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同,摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触,考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同,摇瓶的蒸发量不好控制,湿度控制好的话,蒸发量会少。发酵罐蒸发量大,但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同,摇瓶是摇转方式进行混合搅拌,对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌,注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制,摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH,发酵可以直接流加控制PH,比较方便。 7、温度控制,摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度,但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制,注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样,发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测,但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样,发酵所用原材料比较廉价而且粗旷,工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点: (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变,造成菌丝大量生长等问题,改善发酵液流变等性质,使得发酵过程泡沫得以控制,节省消泡剂,并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量,以提高芽抱的比例,并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制,产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后,在发酵液体积测量监控下,放出一部分发酵液,同时连续补充——部分新鲜营养液,实现连续带放、既有利于提高产物产量.又可降低成本,使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态.随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制:选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标,例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数,以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见,要实现对发酵过程的有效控制,就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用:流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统

发酵工艺优化

发酵工艺优化---现代发酵工业调控策略 发布日期:2010-04-10 来源:[标签:来源] 作者:[标签:作者] 浏览次数:716 发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用,使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平,人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上,发酵工艺的优化,包括生物反应器中的工程问题,也同样非常重要。发酵环境条件的优化发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求,也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制,依据不同的发酵而有所不同。同时,微生物在 发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用,使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平,人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上,发酵工艺的优化,包括生物反应器中的工程问题,也同样非常重要。发酵环境条件的优化发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求,也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH 值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制,依据不同的发酵而有所不同。同时,微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期,对环境条件可能会有不同的要求。因此,应该在生物反应器内,使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换,始终为其提供最佳的环境条件,以提高目的产物的得率。在发酵放大实验中,一般都很注重寻找最佳的培养基配方和最佳的温度、pH值、溶氧等参数,但往往忽视了细胞代谢流的变化。例如:在溶解氧浓度的测量与控制时,关心的是最佳氧浓度或其临界值,而不注意细胞代谢时的摄氧率;用氨水调节pH值时,关心的是最佳pH值,却不注意添加氨水时的动态变化及其与其他发酵过程的参数的关系,而这些变化对细胞的生长代谢却非常重要。基于此,华东理工大学的张嗣良提出了“以细胞代谢流分析与控制为核心的发酵工程学”的观点。他认为,必须高度重视细胞代谢流分布变化的有关现象,研究细胞代谢物质流与生物

发酵工艺条件的优化修订稿

发酵工艺条件的优化集团档案编码:[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

发酵工艺条件的优化 发酵优化对于搞发酵的工作者而言是非常必需的,下面结合其他战友的一些经验之谈引出此专题,希望大家踊跃讨论,以其提高发酵水平和解决实际问题。 发酵工艺的优化在发酵行业起到很大的作用,尤其是在发酵生产中,它是提高发酵指标的一项非常,有用的技术手段.同时也是搞发酵行业的人的必备知识要求之一,借此我想通过和大家交流共同提高发酵方面的知识水平.发酵工艺优化方法与思路:发酵工艺优化的方法有很多,它们之间不是孤立的,而是相互联系的。在一种发酵中,往往是多种优化方法的结合,其目的就是发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用,使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平,人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上,发酵工艺的优化,包括生物反应器中的工程问题,也同样非常重要。发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求,也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制,依据不同的发酵而有所不同。同时,微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期,对环境条件可能会有不同的要求。因此,应该在生物反应器内,使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换,始终为其提供最佳的环境条件,以提高目的产物的得率,在发酵放大实验中,一般都很注重寻找最佳的培养基配方和最佳的温度、pH值、溶氧等参数,但往往忽视了细胞代谢流的变化。例如:在溶解氧浓度的测量与控制时,关心的是最佳氧浓度或其临界值,而不注意细胞代谢时的摄氧率;用氨水调节pH值时,关心的是最佳pH值,却不注意添加氨水时的动态变化及其与其他发酵过程的参数的关系,而这些变化对细胞的生长代谢却非常重要。 注意:大家可以从以下各个方面进行交流.尽量能够分类进行叙述,我总结了以下几累,也不是很全,当然从其他的方面进行交流也可以,但是希望你注明附加说明!!!谢谢大家的参与!!!!!!!!!一. 好氧发酵1. PH 工艺的优化2. 溶氧工艺的优化3.原材料工艺的优化4.消毒(灭菌)工艺的优化5.菌种制备工艺的优化6.小试到中试,中试到生产等扩大实验的工艺优化7.成本工艺优化8.种子罐工艺的优化9.发酵罐工艺参数控制的优化10.仪表控制的工艺优化11.环境的工艺优化12.染菌处理的工艺优化13.紧急情况处理的工艺优化(停电\停水\停气\停汽等)14.补料工艺的优化15.倒种工艺的优化16发酵设备的工艺优化17.其他的工艺优化 二. 厌氧工艺的优化三.固体发酵的工艺优化四.其他1. PH工艺的优化A.配料中的PH 很重要,其中有配前PH,配后PH,消前PH,消后PH,接种前PH,工艺控制PH等,配前PH,配后PH,可以用来检测厡材料的质量,初步估计配料的情况,如果出了错误,有时候可以从PH中的变化看出来,能够减少错误的发生.B.另外,每次有新的配方我们总是要用PH方法检测其中的每种厡材料是否会和其他的发生反应,可以互相两两混合,检测PH的变化,也可以用来作为配微量元素的检测.C.消前PH可以用来减少消毒过程对培养基的破坏,因为培养基在消毒中会有PH的变化,在不同的PH条件下对培养基破坏也不一样,因此可以在消毒的时候选择合适的PH,消毒完后可以调节过来,这样一来可以对PH敏感的一些原材料减少破坏,这种方法在生产中已经取得了初步的成绩,提高了指标.D.工艺控制的PH,在发酵的产抗期间,通过在不同的发酵时间调整不同的P H,可以减少杂质的产生,同时还可以缓解溶氧,比如在头孢发酵中,通过在后期调整PH可以减少DCPC的含量,给提取工序带来很大的好处,E.补料罐通过PH的调节可以更好的通过流加物料而不影响发酵.(部分发酵在不同时期的PH有所不同,所以通过补料罐的调整可以对发酵指标有所提高)F.发酵过程中的PH调节可以通过各种方法,不一定要添加氨水和氢氧化钠,可以添加玉米桨等其他的物料来进行调节.G.控制放罐时的PH可以对后面的过滤有所影响,所以一定要控制好放罐前的PHH.绘制种子瓶和种子罐以及发酵罐等整个发酵过程的PH生长曲线,可以用来参考控制工艺,检测无菌情况的发生.A. 华东理工大学的张嗣良提出了“以细胞代谢流分析与控制为核心的发酵工程学”的观点。他认为,必须高度重视细胞代谢流分布变化

我国传统白酒固态酿造和液态食用酒精发酵的对比研究

我国传统白酒固态酿造和液态食用酒精发酵的对比研究 摘要:我国的酒文化源远流长,酒制品的酿造一直有自己独特的方式。近年来,酒精制品的作用逐渐显著,被广泛的运用到各个领域中,如医疗、工业生产等,酒精的发酵问题逐渐的 受到了关注。我国白酒的固态酿造工艺与液态发酵的食用酒精发酵技术存在一些相似之处, 但也存在着更大的不同。本文根据中国传统白酒酿造与食用酒精液态发酵的工艺和特点,从 酿造方式、所用原料等方面进行了比较和分析,为后续研究提供参考。 关键词:生产原料;预处理方法;比较; 引言 我国是白酒的起源之地,古代便利用谷物自然发酵进行提炼,可以获得高纯度的白酒。我国 白酒的品种繁多,口感丰富,可以说,我国的酒文化享誉全球。从古至今,酒一直都是人们 生活中不可或缺的要素,从古人的“劝君更进一杯酒”,到如今的餐厅对饮,酒产品丰富了人 们的生活。液态发酵的食用酒精已经成为现代发展的基础化工原料,在各个领域都发挥着重 要的作用。二者进行参考比较,既可以改善白酒的酿造水平,提高酿造效率,也能为液态发 酵的食用酒精保留住白酒特有的风味提供思路,从而带动二者的共同进步。 1生产原料的比较 食用酒精液态发酵是建立在传统酿酒工业的基础上得出的,其应用领域越来越广泛,带动了 下游产业的发展。由于生物酶的特异性,发酵得到的食用酒精纯度极高,已经替代工业酒精,在下游化工行业得到广泛应用。食用酒精液态发酵同时借鉴其它工业产品生产过程及技术其 自身也在不断进步和发展。早在二十世纪初期阶段,我国液态发酵的食用酒精产业开始起步,并不断的进步与更新,同时,白酒的酿造工艺也不断的得到优化。研究二者的不同可以带动 双方水平的提高。二者明显的区别是原材料的不同,原材料的质量与酿造的质量息息相关。 我国传统酿酒技术所使用的原材料大多是优质谷物,如高粱、大米、小麦等谷物,这些谷物 丰富的有机物组份造成所酿造的白酒营养成分较高,口感醇爽,对人的身体有一定的益处。 白酒的生产原料本身具有较高的营养物质,如小麦中所含的淀粉含量较高,具有丰富的氨基 酸物质,发酵后产生的微量有益物质能够有效的促进人体新陈代谢,所以一直以来都是进行 白酒酿造的主要原料。高粱产品是酿酒中使用频率最高的一种,它含有大量的淀粉物质,出 酒率较高。同时,高粱谷物的栽种较为容易,能够大面积的种植,市场价格较低,作为白酒 的生产原料能有有效的降低生产成本,因此很受当下制酒企业的欢迎。与传统的白酒酿造原 料相比,液态发酵的食用酒精所需原材料来源广泛。除了传统的淀粉质原料外,还可以用其 它的糖质和纤维素原料进行酒精发酵。纤维素原料满足了当下我国所提倡的可持续发展的战 略目标。纤维素可以通过生物酶等预处理手段获得酵母发酵所需要的糖原料,从而液体发酵 获取食用酒精。目前大自然中存在大量未被利用的纤维素原料,如果能够有效的收集并利用,就可以避免资源的浪费,实现有效的生物质循环链。近年来,随着食用酒精液态发酵法所需 的原料价格逐渐走高,我国大量科研院校开始针对廉价的纤维素进行研究,国家也在大力发 展纤维素乙醇。纤维素乙醇符合不与农争地的原则,能够获得国家和农业部的大力支持。同 时发展纤维素乙醇可以大量的减少废弃物对于环境的污染,达到了保护土地和水资源等的效果,能够获得生态环保部的支持。当然,由于纤维素中含有较多的杂质,其只适合现代化的 液态发酵和精馏工艺,通过多道提纯手段达到食用标准。所以纤维素乙醇是未来液态发酵食 用酒精的主要原材料之一,具有很大的发展空间。 2预处理方法的比较 白酒酿造技术与食用酒精液态发酵技术的预处理方法上有很大的不同。在白酒的酿酒过程中,由于原材料内部的淀粉等物质成颗粒状,具有不容易被水解的特点,因此在酿造的过程中需 要对原料进行适当的预处理。传统酿酒工艺中预处理技术主要是对原材料只进行蒸煮等相关 处理,破坏细胞的同时达到杀菌作用,细胞破坏后淀粉物质流出,高温让淀粉链打断从而降

一株自养硝化细菌培养条件的优化

一株自养硝化细菌培养条件的优化 摘要:针对前期筛选的自养硝化杆菌(Nitrobacter)菌株y3-2,以实时荧光定量核酸扩增检测系统(qPCR)测定的菌液终浓度为指标,设计单因素试验和正交试验对其培养基和培养条件进行优化。结果表明,优化的硝化杆菌y3-2的培养基中CaCO3、Na2CO3、NaNO2浓度分别为0.5、1.0、0.5 g/L。最佳培养条件为培养温度28 ℃、pH 8.0、摇床转速200 r/min。优化后硝化杆菌y3-2的发酵周期由优化前的7 d缩短至4 d,菌液终浓度达到4.31×109 CFU/mL。 关键词:硝化杆菌(Nitrobacter);培养基;培养条件;优化 氮素是水体污染源的主要成分之一,水体的脱氮技术已经成为人们关注与研究的热点[1]。与传统的物理化学脱氮工艺相比,生物脱氮具有成本低、效率高、无二次污染等优势。现今采用最多的生物脱氮工艺为硝化—反硝化工艺,其中的硝化工艺由硝化细菌(Nitrifying bacteria)完成[2]。硝化细菌分为自养型硝化细菌和异养型硝化细菌2类,异养型硝化细菌仅占很少一部分,自养型硝化细菌是生物脱氮过程中起硝化作用的主要菌群,其硝化速率直接影响污水处理系统的硝化效果和生物脱氮效率[3]。硝化过程通常由氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing Bacteria,AOB)先将氨氮转化为亚硝酸盐,然后由亚硝酸氧化细菌(Nitrite-oxidizing Bacteria,NOB)将亚硝酸盐转化为硝酸盐[4]。与自养型AOB 一样,自养型NOB具有生长速度慢、自然条件下数量低等特点,这一方面使NOB 的研究较为困难,另一方面也制约了其工业化生产和应用。因此,研究加快NOB 生长速度的培养方法显得尤为重要[5,6]。本研究以一株亚硝酸氧化细菌y3-2[7]为出发菌株,对其培养基和培养条件进行了优化,并采用实时荧光定量核酸扩增检测系统(Real-time quantitative PCR detecting system,qPCR)计数的方法对其菌液浓度进行计数,以期获得能快速培养硝化杆菌y3-2的方法。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 菌种试验用菌种硝化杆菌y3-2由农业微生物学国家重点实验室发酵工程分室分离纯化保藏,经16 S rDNA鉴定为硝化杆菌属(Nitrobacter)细菌。 1.1.2 优化前培养基及培养条件优化前初始培养基:MgSO4·7H2O 0.12 g/L、NaH2PO4·2H2O 1.16 g/L、K2HPO4·3H2O 0.33 g/L、MnSO4·H2O 0.007 6 g/L、(NH4)6Mo7O24·4H2O 50 μg/L、无水NaCO3 0.5 g/L、NaNO2 1.0 g/L、pH 7.5,121 ℃、30 min灭菌。优化前的培养条件为250 mL三角瓶加入50 mL培养基,200 r/min、30 ℃恒温培养。 1.1.3 试剂亚硝酸盐和硝酸盐定性检测试剂[8]:Griess试剂、盐酸溶液、氨基磺酸铵溶液、二苯胺—硫酸试剂,细菌基因组DNA提取试剂盒和Real Master

白腐菌液体菌种培养条件的试验研究_吴薇

No.1.2008 收稿日期:2007-07-20*通讯作者 基金项目:中国农业科学院作物科学研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项。 作者简介:吴薇(1970—),女,浙江人,博士研究生,副教授,研究方向为农产品加工与贮藏工程和生物质材料工程。 吴 薇1,顿宝庆2,姜训鹏1,吕程序1,高振江1*,路明2* (1.中国农业大学工学院,北京100083;2.中国农科院生物质能源研究中心,北京100081) 摘要:对3种白腐菌的液体菌种培养条件进行了优化研究。结果表明,黄孢原毛平革菌液体菌种培养的较优条件为培养时间4d、初始pH6.0、装量50mL、琼脂添加量0.2%,W3液体菌种培养的较优条件为培养时间5d、初始pH6.5、装量50mL、琼脂添加量0.3%,变色栓菌液体菌种培养的较优条件为培养时间5d、初始pH6.5、装量75mL、琼脂添加量0.1%。关键词:白腐菌;液体菌种;培养条件中图分类号:TS201.3 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2008)01-0016-03 白腐菌液体菌种培养条件的 试验研究 Studyoncultureconditionsonliquidstrainofthewhite-rotfungi WUWei1,DUNBao-qing2,JIANGXun-peng1,LVCheng-xu1,GAOZhen-jiang1*,LUMing2* (1.CollegeofEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083;2.ResearchCenterof EnergySources,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081) Abstract: Inthispaper, cultureconditionsonliquidstrainofthethreewhite-rotfungiwerestudiedforthe optimization.Theefficiencyofstudyandapplicationinwhite-rotfungiintherelevantfieldscanbeimprovedinalargeextant. TheresultsshowedthattheoptimumcultureconditiononliquidstrainofPhanerochaete chrysosporiumwas4dayscultureperiod,theinitialpH6.0,liquidcapacity50mL,agarrecruitment0.2%.The 提高海藻糖的百分含量。 将海藻糖和三氯乙酸混合液用3倍体积的95%乙醇在4℃冰箱中醇析12h后,在5000r/min下离心20min得到沉淀物。将此沉淀物冷冻干燥12h后,可得海藻糖晶体。 参考文献: [1]ElbeinAD.Metabolismofα,α-trehalose[J].AdvCarbo-hydChemBiochem,1974,30:227-256 [2]戴秀玉,程苹.海藻糖的生理功能、分子生物学研究及应用前景[J].微生物学通报,1995,22(2):102 [3]程池.天然生物保存物质———海藻糖的特性和应用[J].食品与发酵工业,1996,22(1):59-64 [4] 刘洋,张红缨,张今.酵母菌中海藻糖的提取方法与糖代谢研究[J].吉林大学自然科学学报,1998,(4):85-88 [5]章银良,毛多斌,张勋.产海藻糖酿酒酵母培养基优化及生理学研究.生物技术,2001,11(6):27-29 [6] 章银良,熊卫东,张露,等.胁迫条件下酿酒酵母积累海藻糖的发酵研究[J].郑州轻工学院学报(自然科学版),2003, 18(2):50-52[7]JohanMT.MicrobiolReview[J].1984,48(1):42-59[8] JoaoAJ,MariaDL,PolizeliTMetal.FEMSMicrobiolo-gyLetter,1997,154:165-171 [9]CarmenLAP,AnitaDP.BiotechnologyAnnualReview, 1996,(2):293-314 [10]KokiS,ToshiyaK,EiichiTetal.AppliedandEnviron- mentalMicrobiology,1998,64(11):4340-4345 [11]SJStasinopoulos,RJSeviour.Stimulationofexpolysac- charideproductionintheFungusAcremoniunpersiciumwithfattyacids[J].BiotechandBioengi,1990,36:778-782 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 食品开发与机械 16

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