發(fā)酵與釀造工程學基礎及主要設備(1)(文件)
【正文】 生長不利 苯乙酸，一般基礎料中僅僅添加 % 前體相對價格較高，添加過多，容易引起揮發(fā)和氧化， 流加也有利于提高前體的轉化率 （ 3）產(chǎn)物促進劑 所謂產(chǎn)物促進劑是指那些非細胞生長所必須的營養(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的基本原理來推斷和計算出適合某一菌種的培養(yǎng)基配方，只能用生物化學、細胞生物學、微生物學等的基本理論，參照前人所使用的較適合某一類菌種的經(jīng)驗配方，再結合所用菌種和產(chǎn)品的特性，采用搖瓶、玻璃罐等小型發(fā)酵設備，按照一定的實驗設計和實驗方法選擇出較為適合的培養(yǎng)基。 ① 根據(jù)前人的經(jīng)驗和培養(yǎng)基成分確定時一些必須考慮 的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分； ② 通過單因子實驗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 ) 通過單因子實驗確定適宜的培養(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 進一步：乙酸鈉的濃度 2%比較好 結果： 碳源：乙酸鈉 0. 2% 氮源：氯化銨 % 酵母膏 % 無機鹽 : 復合無機鹽 % ? 正交設計確定優(yōu)化的配方 改進后培養(yǎng)基 原培養(yǎng)基 改進后培養(yǎng)基的發(fā)酵結果 搖瓶、反應器培養(yǎng)基研究的兩個層次 ? 搖瓶 ——培養(yǎng)基設計的第一步 ? 反應器 —最終的優(yōu)化的基礎配方 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% 補加硫酸、前體等 搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基和罐的基礎培養(yǎng)差別很大 搖瓶優(yōu)化配方：菌種篩選，反應器研究的基礎 發(fā)酵罐：反應器水平 , 可以得出最 終優(yōu)化的基 礎配方 pH控制搖床：反應器水平上的搖瓶研究 。 實際轉化率是指實際發(fā)酵過程中轉化率的大小 如何使實際轉化率接近于理論轉化是發(fā)酵控制的一個目標 例 : 如在酒精生產(chǎn)中葡萄糖轉化為酒精的理論轉化率計算如下 ∶ 葡萄糖轉化為酒精的代謝總反應衡算式為 ∶ C6H12O6 ─→ 2C 2H5OH + 2CO2 葡萄糖轉化為酒精的理論得率為 ∶ 2*46 Y = ─── = 162 （ 2）實驗設計 ? 培養(yǎng)基成分的含量最終都是通過實驗獲得的 ? 合理的實驗方法 均勻設計、正交實驗設計、 響應面分析等。 水源質量的主要考慮參數(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)物促進劑 從廣義上講，凡是微生物生長不可缺少的微量的有機物質，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。 所以選擇合適的無機氮源有兩層意義： ? 滿足菌體生長 ? 穩(wěn)定和調節(jié)發(fā)酵過程中的 pH （ 2）有機氮源 來源： 工業(yè)上常用的有機氮源都是一些廉價的原料， 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：有機氮源和無機氮源。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 : 原料其化學成分明確、穩(wěn)定 ? 適合于研究菌種基本代謝和過程的物質變化規(guī)律 ? 培養(yǎng)基營養(yǎng)單一，價格較高，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 ? 原料來源豐富 (大多為農(nóng)副產(chǎn)品 )、價格低廉、適于工業(yè) 化生產(chǎn) ? 原料質量等方面不加控制會影響生產(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（日本大五營養(yǎng)） 10g，酵母提取物（英國 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，也廣泛應用于有子實體的真菌類，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 ? 促進產(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)濟的合成。 培養(yǎng)基：葡萄糖 2
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