食品发酵工程-3发酵工艺条件的优化.pptVIP

课程复习 工业常用的微生物菌种有6大类 工业微生物菌种一般通过3种方式获得 菌种的分离一般需要经过5个步骤 微生物菌种的选育一般有5种方式 常见的菌种保藏方式有5种方法 培养基 培养基是指利用人工方法配制的供微生物、植物和动物细胞生长繁殖和积累代谢产物的各种营养物质的混合物 氮源 碳源 无机盐 其他物质 工业常用的碳源——葡萄糖 几乎所有的微生物都能够利用葡萄糖 过多的初始葡萄糖 容易抑制微生物的生长 过多的葡萄糖容 易引起培养基中溶氧不足 工业常用的碳源——糖蜜 提纯的甘蔗汁或甜菜汁经过多次结晶分离后无法再结 晶的制糖废液。 若用糖蜜代替甘薯粉， 可以省去许多工序,如 原料蒸煮、制曲、糖化等, 大大简化了生产工艺 质量影响因素多 工业常用的碳源——麦芽糖 工业常用的碳源主要应用在啤酒工业上 工业常用的碳源（四） 长链脂肪酸 不溶于水、发酵液要 设法成为乳状液、发酵 罐的结构要做一定的设 计改造 必须保证溶氧 糖类的利用原则 葡萄糖、果糖等单糖最好 双糖和多糖其次 有机酸、醇类、烃类等 利用效果不是最好、但是价格很便宜 工业常用的氮源——氨水 在发酵中后期用来调节pH值，兼作氮源 使用前也要进行除菌处理 不能完全作为氮源，需要提供适当的有机氮源 工业常用的氮源——玉米浆 玉米制淀粉和糖进入到浸泡水制得的 工业常用的氮源——黄豆饼粉 黄豆压榨法获得 工业常用的氮源——尿素 含氮量高、微生物必须能分泌 脲酶才能分解尿素 相对玉米浆，尿素 营养成分简单得多 工业常用的氮源——尿素 对发酵过程便于控制， 但另外一方面使培养 基的营养不够丰富 主要用于氨基酸的生 产，尤其是谷氨酸的生产 无机盐 作用广泛、对微生物极为重要 需求量因菌种和产品 不同而各不一样 水 一般配制培养基无特殊 要求用蒸馏水或自来水 即可，但是要注意氯的含量 饮料、保健品和酿造对水 的含量很高 有些酒只有使用当地水源 才能保证独特的口味 特殊生长因子 维生素、碱基、卟啉及 其衍生物以及某些氨基酸 生长因子一般不需要单独 添加，培养基中很多营 养丰富的天然原料中已 含有足够的生长因子。 生物素的浓度的控制 谷氨酸的发酵要严格控制生物素的浓度 过多：谷氨酸不积累 过少：菌体生长受抑制 前体物质 前体是指一些添加到培养基中的物质，它们并不促进微生物的生长，但能直接通过微生物的生物合成过程结合到产物分子上，自身结构基本不变，而产物产量去因此有较大提高。 前体物质的添加 促进剂与抑制剂 产物促进剂：既不是营养物 也不是前体物质，但是却 能提高产量的物质 产物抑制剂：对生产菌 代谢途径有某种调节能 力的物质 工业发酵中用途不同的培养基 实验室常用培养基 发酵生产常用培养基 孢子培养基 提供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基 营养不能太丰富 无机盐浓度适当 注意培养基的pH值和湿度 种子培养基 供孢子发芽生长出大量菌丝体，或不产孢子的菌种繁殖出大量细胞，并且有较高活力和纯度的培养基。 配比上尽量接近发酵培养基 设法让菌种繁殖、长菌体。同时避免老化或者发酵 发酵培养基 供菌种生长繁殖和合成发酵产物的培养基 保证接种的种子能长到一定浓度 保证菌体能迅速合成发酵产物 发酵培养基成分用量的优化（一） 参照微生物细胞内元素的比例确定 不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有一定规律的 除水外，碳的含量最高 其次是N、P、S、K、Mg以及各种微量元素、含量递减 发酵培养基成分用量的优化（二） 参照碳氮比确定 培养基碳源中的碳原子与氮源中氮原子的摩尔数之比 C/N太大，培养基偏酸 C/N太小，培养基偏碱 一般确定在100:(1-20) 发酵培养基成分用量的优化（三） 合理的方法 单因子实验法 响应面法 正交试验法 单因子实验法 无碳培养基中分别加入30g/L的 葡萄糖 果糖 蔗糖 麦芽糖 乙醇 单因子实验法 在无氮培养基中 分别加入5g/L的 蛋白胨、酵母粉、 牛肉膏 2g/L 的 硫酸铵、 氯化铵、硝酸铵、 硝酸钾 单因子实验法 在确定氮源和碳源的基础上，（另添加0.5g/L的硫酸镁）分别添加 2g/L的氯化钙、 硫酸锌、硫酸亚 铁、磷酸二氢钾 单因子实验法 最终确定得到初步优化的培养基组成为 蔗糖：30g/L 酵母粉:5g/L 氯化铵:2g/L 磷酸二氢钾:2g/L 硫酸镁:0.5g/L 氯化钙:0.3g/L 发酵培养基成分用量的优化（四） 其他因素 严格控制各种用量极少的物质 各种理化条件要适宜。包括：pH、水活度、渗透压和氧化还原电位 发酵工业中营养基质的配制方法 淀粉质原料制糖工艺及培养基的配制方法 糖蜜培 养基的制备 淀粉的组成 白色、无定形结晶粉末 微生物分解淀粉需胞外淀粉酶 发酵工业中长先水解淀粉，