發(fā)酵與釀造工程學(xué)基礎(chǔ)及主要設(shè)備(1)(文件)
【正文】 生長(zhǎng)不利 苯乙酸，一般基礎(chǔ)料中僅僅添加 % 前體相對(duì)價(jià)格較高，添加過(guò)多，容易引起揮發(fā)和氧化， 流加也有利于提高前體的轉(zhuǎn)化率 （ 3）產(chǎn)物促進(jìn)劑 所謂產(chǎn)物促進(jìn)劑是指那些非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 （三） 最佳培養(yǎng)基的確定 目前還不能完全從生化反應(yīng)的基本原理來(lái)推斷和計(jì)算出適合某一菌種的培養(yǎng)基配方，只能用生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)等的基本理論，參照前人所使用的較適合某一類菌種的經(jīng)驗(yàn)配方，再結(jié)合所用菌種和產(chǎn)品的特性，采用搖瓶、玻璃罐等小型發(fā)酵設(shè)備，按照一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法選擇出較為適合的培養(yǎng)基。 ① 根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)基成分確定時(shí)一些必須考慮 的問(wèn)題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分； ② 通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分； 類胡蘿卜素高產(chǎn)菌 Y11的培養(yǎng)基的優(yōu)化 郭秒 ,食品與工業(yè)發(fā)酵， 2022 類胡蘿卜素的作用：色素、營(yíng)養(yǎng)保健 原培養(yǎng)基 : ? 初步確定可能的培養(yǎng)基成分 (以碳源為例 ) 通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)確定適宜的培養(yǎng)基成分 (以碳源為例 ) 考慮到成本：乙酸鈉是較為合適的碳源 進(jìn)一步：乙酸鈉的濃度 2%比較好 結(jié)果： 碳源：乙酸鈉 0. 2% 氮源：氯化銨 % 酵母膏 % 無(wú)機(jī)鹽 : 復(fù)合無(wú)機(jī)鹽 % ? 正交設(shè)計(jì)確定優(yōu)化的配方 改進(jìn)后培養(yǎng)基 原培養(yǎng)基 改進(jìn)后培養(yǎng)基的發(fā)酵結(jié)果 搖瓶、反應(yīng)器培養(yǎng)基研究的兩個(gè)層次 ? 搖瓶 ——培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的第一步 ? 反應(yīng)器 —最終的優(yōu)化的基礎(chǔ)配方 例： 青霉素發(fā)酵 發(fā)酵搖瓶： 玉米漿 4%，乳糖 10%， (NH4)SO4 % 輕質(zhì)碳酸鈣 1% 發(fā)酵罐 :葡萄糖流加控制總量 1015%，玉米漿總量 48% 補(bǔ)加硫酸、前體等 搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基和罐的基礎(chǔ)培養(yǎng)差別很大 搖瓶?jī)?yōu)化配方：菌種篩選，反應(yīng)器研究的基礎(chǔ) 發(fā)酵罐：反應(yīng)器水平 , 可以得出最 終優(yōu)化的基 礎(chǔ)配方 pH控制搖床：反應(yīng)器水平上的搖瓶研究 。 實(shí)際轉(zhuǎn)化率是指實(shí)際發(fā)酵過(guò)程中轉(zhuǎn)化率的大小 如何使實(shí)際轉(zhuǎn)化率接近于理論轉(zhuǎn)化是發(fā)酵控制的一個(gè)目標(biāo) 例 : 如在酒精生產(chǎn)中葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的理論轉(zhuǎn)化率計(jì)算如下 ∶ 葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的代謝總反應(yīng)衡算式為 ∶ C6H12O6 ─→ 2C 2H5OH + 2CO2 葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的理論得率為 ∶ 2*46 Y = ─── = 162 （ 2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ? 培養(yǎng)基成分的含量最終都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的 ? 合理的實(shí)驗(yàn)方法 均勻設(shè)計(jì)、正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、 響應(yīng)面分析等。 水源質(zhì)量的主要考慮參數(shù)包括 pH值、溶解氧、可溶性固體、污染程度以及礦物質(zhì)組成和含量。 （ 2）前體 青霉素：分子量 356 苯乙酸 :分子量 136 、前體和產(chǎn)物促進(jìn)劑 從廣義上講，凡是微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長(zhǎng)因子。 所以選擇合適的無(wú)機(jī)氮源有兩層意義： ? 滿足菌體生長(zhǎng) ? 穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程中的 pH （ 2）有機(jī)氮源 來(lái)源： 工業(yè)上常用的有機(jī)氮源都是一些廉價(jià)的原料， 花生餅 粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋 白胨、酵母粉、魚(yú)粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒 糟 。常用的氮源可分為兩大類：有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜 。 （一） 培養(yǎng)基的類型及功能 培養(yǎng)基按其組成物質(zhì)的純度、狀態(tài)、用途可分為三大類型 合成培養(yǎng)基 : 原料其化學(xué)成分明確、穩(wěn)定 ? 適合于研究菌種基本代謝和過(guò)程的物質(zhì)變化規(guī)律 ? 培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)單一，價(jià)格較高，不適合用于大規(guī)模工業(yè) 生產(chǎn) 天然培養(yǎng)基 : 采用天然原料 ? 原料來(lái)源豐富 (大多為農(nóng)副產(chǎn)品 )、價(jià)格低廉、適于工業(yè) 化生產(chǎn) ? 原料質(zhì)量等方面不加控制會(huì)影響生產(chǎn)穩(wěn)定性 M培養(yǎng)基 (1L)： Na2HPO4 6g， KH2PO4 3g， NaCl ， NH4Cl 1g， ， CaCl2 ，葡萄糖 210, pH YPS培養(yǎng)基：酪蛋白胨（日本大五營(yíng)養(yǎng)） 10g，酵母提取物（英國(guó) Oxoid） 5g, NaCl 10g， PH 培養(yǎng)大腸桿菌常用兩種培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 :適合于菌種和孢子的培養(yǎng)和保存，也廣泛應(yīng)用于有子實(shí)體的真菌類，如香菇、白木耳等的生產(chǎn) 半固體培養(yǎng)基 :即在配好的液體培養(yǎng)基中加入少量的瓊脂，一般用量為 %～ % ,主要用于微生物的鑒定。 發(fā)酵培養(yǎng)基的作用： ? 滿足菌體的生長(zhǎng) ? 促進(jìn)產(chǎn)物的形成 發(fā)酵培養(yǎng)基的要求 ① 培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成。 培養(yǎng)基：葡萄糖 2
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