4第四章__发酵与酿造工程学基础及主要设备(1).ppt

1、第四章发酵及酿造工程学科基础及主要设备，第一节发酵及酿造过程，第一，菌种激活及扩大培养，种子扩大培养称为沙土管，牙齿纯种培养物为种子。种子扩大培养的概念：种子扩大培养的目的和要求，种子扩大的目的，接种量的需要，菌种驯化，缩短发酵时间，保证生产水平，种子的要求：总量和浓度满足要求，生理状态稳定，个人和群体，活力，发酵后移动实验室阶段：种子桶，生产现场阶段：种子培养在种子桶中进行，一般在工程中分类为发酵工厂，因此这种培养过程直观地称为生产现场阶段。2 .进入实验室阶段，斜坡/平板，成熟培养后，选择孢子，再次连接斜坡/平板，激活。(2次移动)，激活A，沙土管或冷冻干燥管菌种，利用固体培养基培养孢子，

2、可直接用作种子桶的种子。例如，酸黄青霉菌以大米或小米为固体培养基，加入摇瓶、灭菌，调节米粒的水分含量，使米粒不粘。存取孢子，25-28培养14d。培养结束后，将孢子病从真空中抽出水分，制造水分10以下，冰箱备用。B，孢子生产能力强，孢子萌发，生长繁殖快的菌种，可以通过奶昔烧瓶液体培养法，孢子连接到液体培养机进行振动培养，将菌丝体作为种子获得。例如：灰色链霉素、卡那链霉素。c，产孢能力不强或孢子萌发缓慢的菌种，生产上一般使用倾斜的营养细胞保存方法。斜面菌种如果培养32至18-24 h，则培养250毫升摇液培养基，32培养12 h，则成为种子桶种子。例如：谷氨酸棒状杆菌。D，不产生孢子的细菌一般保

3、存在麦芽琼脂培养基或MYPG培养基的斜坡上，4个冰箱被保存。每年移动3 4次。斜面菌种将包含10mL麦芽汁试管25-27培养的2-3d扩大到三角瓶25培养，将2d转移到含有5-10L麦芽汁的罐15-20，培养出含有100L麦芽汁的发酵桶。e，生产啤酒的酵母，MYPG培养基：3g麦芽浸出物，3g酵母浸出物，5g蛋白，10g葡萄糖，20g琼脂，1L水。3 .生产车间阶段，要使用葡萄糖、玉米桨、磷酸盐等容易被细菌利用的成分，同时要提供足够的无菌空气，不断搅拌，使菌丝体在培养液中均匀分布，达到相同的培养条件。种子罐培养原则：摇菌丝体种子：种子罐之间或发酵罐之间的移动：接种方法：在火焰保护下，可以访问种

4、子罐或通过差压法接近种子罐。主要采用差压法，转移到种子接种管种植，在移动过程中，防止易拉罐表压降到0。生产厂种子准备过程控制参数：种子罐系列，种田，接种量，A种子罐系列决策，种子罐供水是指需要扩大种子准备规模的次数。种子罐系列的意义：种子罐数量越少，有助于简化工艺和控制，减少移动时携带染菌的机会。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视电视剧)，生产名言)但是，也要考虑尽量延长发酵罐生产物的时间，减少种子发芽、生长引起的非生产时间，从而提高发酵罐的生产率。因此，种子罐供水太少，渡边杏。种子罐供水取决于菌种及规模，也与工艺条件有关。可以优化种子罐培养条件，加快孢子萌发及菌

5、体繁殖，减少种子罐的供水。(1)快速生长的细菌，种子用量少，种子罐也相应少。例如，在谷氨酸生产中，细菌连接到种子桶32，培养7，10h，就可以接近发酵桶，这称为一级种子桶，扩大培养也称为一级发酵。(2)生长缓慢的菌种，种子用量大，种子桶也相应多。例如，青霉素孢子显液进入一级种子桶(发芽池)，培养27至40h，孢子发芽，短菌丝生长。2级种子桶(繁殖桶)，27培养10-24h，菌丝快速繁殖，获得粗菌体，可以移动到发酵桶。这也称为二级种子桶扩大培养，三级发酵。一般来说，50m3发酵罐使用三级发酵。(3)生长速度较慢的菌种链霉素产生菌种灰色链菌，一般采用三级种子筒扩大培养。在小型发酵罐(5-30L)中

6、进行实验时，也是直接在孢子或菌丝体接近罐中发酵，称为一级发酵。接种年龄是指从种子桶中培养的菌体开始转移到下一等级的种子桶或发酵桶时的培养时间。接种年龄适用于菌丝处于大规模生长期，培养液中菌体还没有达到最高峰的情况。太年轻的种子：早期生长迟缓，延长发酵周期，推迟产物形成，甚至菌丝杨怡太少，因此在发酵桶中结球，引起异常发酵的情况也是如此。老种子：生产能力下降，菌丝融化得太早。品种或同一品种的工艺条件不同，接种年龄也不同。要经过测试，决定最合适的接种年龄。B接种年龄，移动的种子液体积与接种后培养液体积的比例。接种量的大小取决于菌种在发酵槽中生长繁殖的速度。例如：抗生素发酵的最佳接种量可能增加到7-1

7、5，有时增加到20-25。谷氨酸发酵只是1。c .接种量，待种量：缩短发酵罐中菌丝繁殖到达顶峰的时间，加快产物的形成，生产菌迅速繁殖，减少杂菌生长机会。原因：-嗯？(A，种子量大的B，种子液中含有大量水解酶类，有助于利用基质)，接种量太大。菌丝生长得太快，培养液粘度高，溶氧不足，常常影响产物的合成。碱性芽孢杆菌产生碱性蛋白酶：1接种量产酶活力最高，超过4酶的产量明显减少。接种量太少：除了延长发酵周期外，还经常引起其他异常。例如，在头孢菌素生产中，由于接种量太少，产生了很多菌丝体块，产量下降，但是一些抗生素比使用10接种量更有效，0.1接种量类似于1的效果。近年来，在生产上，很多被用作增加种子量

8、，采用丰富的培养基，获得高产量的措施。两种茄子方法：有些产品使用两个种子桶连接发酵桶，例如卡那霉素生产中，两种比单个发酵单位增加了8倍，产量达到峰值的时间提前了。逆冲法：用适当的发酵液倒入适量，将种子浇在其他发酵桶(如链霉素发酵)上，使用逆冲法，比单个发酵单位高12倍。四周期素发酵使用两种茄子效果并不重要。(1)原材料质量生产过程中经常发生种子质量不稳定，主要原因是原材料质量波动。(什么引起原料的质量波动？a .影响种子质量的因素，原材料质量的变化，主要作用是无机离子含量不同。例如稀有元素镁、铜、钨刺激孢子的形成。磷含量太多或太少也会影响孢子的质量。4 .种子品质管制，例1:在四环素、土霉素生

9、产中用于制造孢子倾斜培养基的麦麸，对小麦产地、品种、加工方法和使用情况的影响也不同。例2:用于准备霉菌的大(小)米，产地、颗粒大小、均匀度不同，孢子质量也不同。例3:蛋白质加工原料不同，对孢子的影响也不同。例4:阵地的等级不同。其中有无机离子的差异，引起孢子质量的变化。例5:水质的硬度、污染度影响生产。(2)培养条件温度对大部分品种斜孢子的质量有很大影响。例如：土霉素生产菌种高于37培养时，孢子进入发酵桶后糖代谢减慢，氨基氮提前，菌丝溶解太早，效能下降等现象。湿度梯度培养基湿度对孢子的数量和质量有很大影响。例如：土霉素生产菌种裂缝链链霉素孢子的制备：北方气候干燥地区孢子斜面生长迅速，含有少量水

10、分的试管斜面下孢子生长良好，而斜坡上部发现水分迅速蒸发，皱巴巴，孢子稀疏。在气温高湿度高的地区，斜孢子生长缓慢，主要是试管下凝结数多，不利于孢子的形成。通气量种子桶具有足够的通气量，可以提高种子质量。例如，青霉素生产将在通风充分和不足的情况下获得的种子分别连接到发酵桶，发酵单位的差异是1倍。但是有一个茄子例外。例如，土霉素生产中一级种子桶的通气量小，有利于发酵。(3)倾斜冷长时间例子：土霉素产菌，孢子斜面培养4d保存4个冰箱，冷藏7-8d菌体细胞自行开始融化。5d培养后冷藏后，20d没有发现自溶解。例如，在链霉素生产中，斜孢子冷藏6个月后的发酵单位比冷藏1个月低18个月。倾斜冷藏对孢子品质的影

11、响与孢子成熟度有关。冷藏时间还影响孢子的生产能力。为了保证种子的质量，除了确保培养条件外，还要定期取样几个茄子参数，以确认基质的代斯变化和菌丝形态是否正常。1)。pH 2)。培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量3)。菌丝形态、菌丝浓度、培养液外观(色素、颗粒等)4淀粉酶活力高，连接发酵桶后土霉素发酵单位也高，反之亦然。(1)检查菌种稳定性的生产菌必须保持稳定的生产能力。菌种保存在休眠状态的环境中，但微生物有一定的变异危险，因此定期调查和选择稳定菌种是很重要的。方法：去除一些菌株，逐步稀释，划线培养。选择形状整齐、孢子丰满的菌落进行瓶子实验，测定生产能力。c .种子品质管制，(2)在萝卜(杂菌)检验

12、种子准备过程中每移动一步，就需要进行杂菌检验。方法：经剑、肉汤或平板培养，种子液生化分析。生化分析项目：营养素比的速度、pH变化、溶解氧利用、颜色、气味是否异常等。(b)种子准备过程实例，1。谷氨酸生产的种子准备、准备过程、斜坡种、初级种子培养、次级种子培养、发酵、(1)斜面(AS1.299)、培养基：蛋白质1%；生长18-24小时，生长斜坡要求：生长良好，使用的斜坡不超过3次，(2) 1级种子(摇瓶)，培养条件：1000毫升三角瓶，液体200-250毫升，32培养12小时。，培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米纸浆2.5%，K2HPO4 0.1%，培养基特征中葡萄糖被水解糖取代，浓度为2.

13、5%，培养基特征：肠杆菌体，更接近发酵培养基，种子的质量要求：108.二次种子，发酵，(1)倾斜孢子，培养基：甘油，葡萄糖，蛋白胨等，培养基特征：有助于长孢子，用量少，细腻，培养条件：25，7天，湿度50%左右，(22.发酵和酿造原料预处理及培养基的制备，培养基：从广义上说，培养基是指微生物细胞生长和繁殖所需的所有营养和原料。同时培养基为微生物培养提供了营养以外的必要条件。发酵培养基的作用：满足菌体的生长，促进产物的形成，满足发酵培养基的要求，培养基可以满足产物最经济的合成。发酵后形成的副产品尽可能少。徽章的原料要根据当地条件便宜。并且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储存，保证生产

14、上的供应。所选择的培养基要影响通气、提取、纯化、废物处理等，以满足渡边杏等整体工序的要求。(a)培养基的类型和功能，培养基可以根据其组成物质的纯度、状态和用途分为三种茄子主要类型。1.纯度不同，合成培养基：原料化学成分明确、稳定，适合研究菌种的基本代谢和过程的物质变化规律。培养基营养单一价格高，不适合大规模工业，原料来源丰富(大部分是农水产品)，价格低廉，适合工业化生产，不控制原料质量等，会影响生产稳定性。m培养基(1L): NA2HPO46G、KH2PO4 3g、NaCl 0.5g、NH4Cl 1g、MGSO YPS培养基：奶酪蛋白(日本大羚羊)10g、酵母提取物(英国Oxoid)各状态固体培养基：适合菌种和孢子的培养和保存。液体培养基：80%是水，其中含有可溶性或不溶性营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。，3 .按用途(在发酵生产应用中考虑)培养基按用途分类：孢子(倾斜)培养基、种子培养基、发酵培养基三个茄子、(2)发酵培养基的成分和来源，1。碳源，(1)在作用下，提供微生物菌生长和繁殖所需的能量和合成菌体是必要的，(3)工业中常用的糖类、葡萄糖、所有微生物都可以利用葡