液体深层发酵的原理和方法
液体深层发酵的原理和方法
液体深层发酵是一种在液体培养基中进行的发酵过程，适用于生产大量微生物代谢产物的工业生产。液体深层发酵的原理和方法如下：
原理：
1. 选择合适的微生物菌种，培养基和培养条件。微生物菌种应具有产生目标代谢产物的能力，培养基应提供菌种所需的营养物质，培养条件应满足微生物的生长需求，如温度、pH值、搅拌速率等。
方法：
1. 制备液体培养基。选择合适的培养基配方，将所需的成分按一定比例混合和溶解。常用的液体培养基包括复合培养基、大豆蛋白培养基和玉米汁培养基等。
2. 菌种接种和预培养。将培养基接种适量的菌种，并在预培养条件下使菌种适应培养基中的环境。
3. 液体深层发酵。将预培养好的菌种转入大型发酵罐中，设置适当的培养条件，如温度、搅拌速率、氧气供应等。随着发酵的进行，菌种会在培养基中生长和代谢，产生目标代谢产物。
4. 收获代谢产物。根据实际需要，可以选择适当的时间点对发酵液进行收获。常用的方法包括离心、过滤和浓缩等。
总之，液体深层发酵通过提供合适的培养条件，使微生物菌株在液体培养基中进行生长和代谢，从而产生所需的代谢产物。该方法广泛应用于食品、医药、环保等领域。
第十五章食用菌深层发酵
第十五章食用菌深层发酵 食用菌深层发酵可以用做液体菌种、药品原料、食品和饲料等，用途广泛，价格低廉，是食用菌发展的新途径。 一、深层发酵概述 1、深层发酵定义 深层发酵：又称深层培养或沉没式培养，是在发酵罐中采用液体培养基通入无菌空气并加以搅拌，以增加培养基中溶解氧含量，控制发酵工艺参数，获得大量菌体或代谢产物。 2、优点 （1）原料来源广泛 （2）生产周期短 食用菌深层发酵一般仅需3-5d就可获得大量的菌丝体，而固体培养则需 30-60d。 （3）产量高 （4）工厂化生产、无季节性 食用菌深层发酵是在发酵罐内、控制最佳条件来培养菌体的，不受季节性限制。 3、缺点： 只能利用其菌丝体和代谢产物，尚无法形成子实体。 二、深层发酵的应用 1、液体菌种 食用菌经深层发酵2-7d的菌丝体，可以用来作为食用菌栽培用的原种和栽培种。 2、药品原料 许多食用菌种类，其深层发酵培养的菌丝体可作为提取药物成分或生化制品的材料。 3、食品和饲料 三、深层发酵原理 在发酵罐中，采用液体培养基通入无菌空气并加以搅拌，增加培养基中溶氧含量，提供食用菌菌体呼吸代谢所需要的氧气，并控制适宜的外界条件，获得大量的菌丝体或代谢产物。 四、深层发酵主要设备 包括两个部分：空气净化设备和培养设备 空气净化设备：空气压缩机、空气过滤器、油水分离器等。 培养设备：摇床、种子罐、发酵罐 1、摇床 往复式播床：振荡方式为来回振荡 旋转式摇床：振荡方式为旋转 2、种子罐和发酵罐 五、液体菌种制作的主要工艺 1、种子制备 种子制备的目的是大量繁殖足够数量的、健壮的、高纯度的种子。 （1）斜面菌种制备
（2）摇瓶种子制备 （3）一级、二级种子制备 一级种子罐通常为50-100L，二级种子罐为500-1000L。 2、发酵 六、液体菌种制作的主要参数 1、接种量 一般地，食用菌深层发酵时的接种量为10-20%。 2、温度 绝大多数食用菌都属于中温型，通常在22-30℃生长最快，得率最高。 3、溶氧 食用菌在深层发酵过程中需大量的氧气，且只能利用溶解的氧，而氧是难溶于水的气体，目前普遍采用具有搅拌和连续通入空气的深层培养装置。 （1）搅拌速度 搅拌速度一般是200r/min左右。 （2）通气量 食用菌深层发酵的通气量以0.2-1.5通气体积/培养液体积/min为宜。 一般来说，发酵初期，菌种需氧量小，耗氧速度相应较低，发酵罐的通气量和搅拌速度较小；当菌丝进入生长繁殖期，菌体浓度增加，耗氧速度加快，溶氧浓度下降，相应提高发酵罐的通气量和搅拌速度。 4、酸碱度 大多数食用菌菌丝体最适pH值为5.0-6.5。在培养过程中，当菌体生长处于旺盛期时，由于菌体代谢产酸，导致pH值下降；到了后期，菌体衰老和逐渐自溶，氨基氮回升，pH值也回升。 5、泡沫控制 在发酵过程中泡沫过多不利于发酵，目前大多数是加入0.006%的泡敌做消泡剂消除泡沫。 6、罐压 在发酵过程中罐压通常为0.2-0.7Kg/cm。 7、菌龄 菌龄与种子的活力密切相关。通常，摇瓶种子菌龄控制在4-10d，一级种子和二级种子菌龄为48-96h。 8、发酵特点 发酵终点是否准确，应参考产物浓度、过滤浓度、氨基酸含量、残糖量、菌丝形态、pH、发酵液的外观粘度和培养液气味检查等因素才能决定。 思考题： 1．食用菌深层发酵定义、原理？
食用菌液体菌种生产方法(发酵罐法)
食用菌液体菌种生产方法（发酵罐法） 传统菌种生产工艺，一般是由试管母种扩繁成二级种、三级种，生产周期长、污染率高、成本高、需大量人工、管理困难。液体菌种生产具有纯度高、活力强、繁殖快的特点，接种到培养料内有流动性好、萌发点多，发菌迅速等特种点。应用于生产与固体菌种相比有以下优点： 1．菌种生产周期短。固体种一般需25—40天，而液体种仅需3—7天。 2．接种后，萌发点多萌发点多、发菌快、出菇周期短。接种24小时菌丝布满料面，3—15天长满菌袋，一般品种10天左右可出菇。 3．接种方便、成本低。用液体菌种接种一般每袋成本是1—3分，每人每小时可接800袋以上，提高效益4—5倍。 4．适宜工厂化生产。可直接用于栽培料进行出菇，大批量生产菌袋。为食用菌集约化、标准化生产创造了条件。因此，适宜我国国情的液体菌种设备的出现，必将在食用菌生产领域引发一场新的革命。 液体菌种具有固体（颗粒）菌种无可比拟的优势，但是液体菌种生产设备是近几年刚发展起来并逐渐成熟的，因此很多人对此很陌生。在这里我们对此进行简单介绍 一、液体菌种设备基本原理 任何一种食用菌自身的生长必须满足其对温度、湿度、需氧量、养分等的需要，同时必须避免杂菌感染。在深层发酵技术上称之为选
择性发酵技术，如啤酒生产技术当属此例，而白酒生产则是生物菌群发酵技术。 液体菌种发酵设备（包括四大系统，温控系统由控制器、电热管等组成；供气系统由空气压缩机、输送管道、空气过滤器等组成；冷却系统由热交换器、进出水管道组成；搅拌系统由射流器、提升管等组成。 二、液体菌种生产的关键技术 1、溶氧量 液体菌种生产中最关键的是培养液中氧的溶解量，因为在菌丝生长过程中，必须不断的吸收溶解其中的氧气来维持自身的新陈代谢，氧气在液体（水）中的溶解量与压力、温度有关，同时与培养液的接触面积、渗透压有很大的关系。因此我们设计发酵设备时有效地解决了这些问题，如安装射流器使气泡细碎度增加等。 2、空气过滤 技术的关键就是保证进入的空气无菌度高，因此必须选择孔径小、材料先进的过滤膜。一般细菌直径在0.5-5um,酵母菌在1-10um，病毒一般在20-400mu，所以选择过滤膜时应综合考虑以上因素。当然如果选的太小，成本将大幅度提高。另外环境对于空气影响很大,在空气压缩机房、制种车间必须保持环境清洁。 3、培养液 培养液是菌丝生长发育的营养源，要求营养全面均衡。不同的菌种对营养要求偏重不同。配制原料有糖、麸皮、磷酸二氢钾、硫酸镁、
液体发酵技术
液体发酵技术 1. 液体发酵技术简介 液体发酵的概念 液体发酵技术是现代生物技术之一，它是指在生化反应器中，模仿自然界将食药用菌在生育过程中所必需的糖类、有机和无机含有氮素的化合物、无机盐等一些微量元素以及其它营养物质溶解在水中作为培养基，灭菌后接入菌种，通入无菌空气并加以搅拌，提供食用菌菌体呼吸代谢所需要的氧气，并控制适宜的外界条件，进行菌丝大量培养繁殖的过程。工业化大规模的发酵培养即为发酵生产，亦称深层培养或沉没培养。工业化发酵生产必需采用发酵罐，而实验室中发酵培养多采用三角瓶。得到的发酵液中含有菌体、被菌体分解及未分解的营养成分、菌体产生的代谢产物。发酵液直接供作药用或供分离提取，也可以作液体菌种。 液体发酵技术的发展简史 液体深层发酵技术这一概念是20世纪40年代由美国弗吉尼亚大学生物工程专家Elmer L，设计出培养微生物系统的生物反应器，成为该项技术的创始人。据资料报道，液体深层发酵技术应用于食药用菌方面的研究始于美国。1948年，用深层发酵来培养蘑菇(Agaricus campestris)菌丝体，并首先提出了用液体发酵来培养蕈菌的菌丝体。从此食药用菌的发酵生产在世界范围内兴起；1953年，美国的博士用废苷汁深层培养了野蘑菇(Agaricus arvensis)；1958年第一个用发酵罐培养了羊肚菌(Morchella esculenta)。从此，食药用菌的生产渐渐跨入了大规模工业化生产的领域。日本的杉森恒武等于1975、1977年用1%的有机酸和%的酵母膏组成液体培养基，取得了大量香菇菌丝体。我国是在1958年开始研究蘑菇、侧耳等的深层发酵的。1963年羊肚菌液体发酵开始工业化生产试验。自此以后，大规模采用液态发酵生产食药用菌逐渐展开。当时主要研究灵芝(Ganoderma lucidum)、蜜环菌(Armillariella mellea)、银耳(Tremella fuciformis)等的液体发酵应用于医药工业。70年代开始研究香菇(Lentinula edodes)、冬虫夏草(Cordyceps sinensis)、黑木耳(Auricularia auricula)、金针菇(Flammulina velutipes)、猴头(Hericium erinaceus)、草菇(Volvariella volvacea)等的液体发酵。
发酵工程原理知识点总结
发酵工程原理知识点总结 1、发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。 2、发酵工程：利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，它是生物工程和生物技术学科的重要组成部分，又叫微生物工程 3、发酵工程技术的发展史： ①1900年以前——自然发酵阶段 ②1900—1940——纯培养技术的建立（第一个转折点） ③1940—1950——通气搅拌纯培养发酵技术的建立（第二个转折点） ④1950—1960——代谢控制发酵技术的建立（第三个转折点） ⑤1960—1970——开发发酵原料时期（石油发酵时期） ⑥1970年以后——进入基因工程菌发酵时期以及细胞大规模培养技术的全面发展 4、工业发酵的类型： ①按微生物对氧的不同需求：厌氧发酵、需氧发酵、兼性厌氧发酵 ②按培养基的物理性状：固体发酵、液体发酵 ③按发酵工艺流程：分批发酵、补料发酵、连续发酵 5、发酵生产的流程：（重要） ①用作种子扩大培养及发酵生 产的各种培养基的制备 ②培养基、发酵罐及其附属设 备的灭菌 ③扩大培养有活性的适量纯 种，以一定比例将菌种接入发酵罐中 ④控制最适的发酵条件使微生 物生长并形成大料的代谢产物
⑤将产物提取并精制，以得到 合格的产品 ⑥回收或处理发酵过程中所产 生的三废物质 6、常用的工业微生物： ①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等 ②放线菌：链霉菌属、小单胞 菌属和诺卡均属 ③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵 母、类酵母 7、未培养微生物：指迄今所采 用的微生物纯培养分离及培养方法 还未获得纯培养的微生物 8、rRNA序列分析：通过比较各 类原核生物的16S和真核生物的18S 的基因序列，从序列差异计算它们之间的进化距离，从而绘制进化树。 选用16S和18S的原因是：它 们为原核和真核所特有，其功能同源且较为古老，既含有保守序列又含有可变序列，分子大小适合操作，它的序列变化与进化距离相适应。 9、菌种选育改良的具体目标： ①提高目标产物的产量 ②提高目标产物的纯度 ③改良菌种性状，改善发酵过 程 ④改变生物合成途径，以获得 高产的新产品
液态深层发酵制醋的研究及发展方向
液态深层发酵制醋的研究及发展方向 醋酸发酵可以说起源于食醋的发酵，而食醋发酵在古代最早只是酿酒受细菌污 染的结果，即所谓"酒酸变醋"。因此醋酸发酵的历史几乎与酿酒一样悠久，可以追 溯至一万年前。能生产食醋的原料很多如葡萄、苹果、青菜等果蔬原料，大米、玉 米、高粱等天然含糖原料，食用酒精等。早先 获得醋酸的方法有天然发酵醋的蒸馏和木材的分解蒸馏，即所谓"木酸"。真正的醋 酸发酵应该是从快速制醋法开始发展起来的。它是现代淋醋工艺的前身，此法在国 外称为"德国工艺"，由德国波恩的弗林斯公司（Heinrich Frings）做了许多改进 ，他们采用强制通气、控制温度、酒醪喷淋等 措施提高了传热优质效率，大大提高了发酵速率，这种工艺采用12％～15％高浓度 的乙醇，其醋酸的转化率可达98％，产酸速率可达5L／立方米.d，一个半世纪以来 ，此法一直是工业生产食醋的重要方法。 深层发酵的工艺是上世纪50年代发展起来的一种新工艺，当时德国的Hromatk a和Ebner在1994年和1951年报道了对于工业深层发酵工艺的初步研究，与淋醋工艺 相比，深层发酵的乙醇氧化速率提高了约30倍，生产可以高度自动化，经济效益 明显提高。 深层发酵又称全面发酵，这一方法最早应用于抗生素的工业生产，工业规模生 产大设备完成于西德的Frings公司的醋化器，其生产能力为该公司所设计的循环醋 化器法的6～7倍。不久，美国的Cohee和Burgoon 以及Magor设计出了连续发酵装置Cavicator。我国起步较晚，自上世纪70年代 开始研究以来，目前，在全国许多地方得到推广应用。这一工艺劳动生产效率高， 液化、糖化、酒精发酵、醋酸发酵都可在液态下进行，醋酸发酵的要点是将酒液及 扩培的醋酸菌借强大的无菌空气或自吸的气流进行充分搅拌，使气、液面积尽量加 大，进行全面酒精的氧化以生产醋酸。由于反 应迅速，生产周期大大缩短，全部工艺仅用50～70小时，同时产生大量热能，须迅 速冷却，保持菌种最适作用温度，因而能源消耗提高，所以通气条件及冷却条件是 本工艺的关键因素。 深层发酵的特点在于接入大量纯菌种的醋酸菌在较短时间稳定地生产大量食醋 ，在一定条件下生产出质量一致的产品及高酸度的食醋产品。 用酒精稀释液生产酸度11 ％～12 ％酒精醋时，要将酒精稀释至5 ％～6.5％
液体深层培养方法生产发酵产品主要工艺过程
液体深层培养方法生产发酵产品主要工艺过程 液体深层培养是一种常用的发酵工艺，用于大规模生产各种发酵产品，如酒精、乳酸、酱油等。它通过在液体培养基中添加适量的发酵菌种，控制温度、氧气供应和pH值等条件，使菌种在液体中快速繁殖和产生目标产物。 液体深层培养的主要工艺过程包括菌种接种、发酵培养、收获和提取等环节。 首先是菌种接种。选择适宜的菌种，并在无菌条件下将菌种接种到预先配制好的液体培养基中。菌种接种后，必须严格控制接种量，以确保发酵过程中的菌种数量适宜。 接下来是发酵培养。在菌种接种后，将培养基装入发酵罐中，并控制好温度、氧气供应和pH值等条件。温度的控制是非常重要的，不同的菌种对温度有不同的要求。氧气供应也是必不可少的，因为很多发酵过程需要氧气来进行代谢和生长。此外，pH值的控制也非常重要，过高或过低的pH值都会对发酵过程产生不利影响。 发酵过程中，菌种会快速繁殖，并在培养基中产生目标产物。为了保证发酵效果，还需要控制好发酵罐内的搅拌速度和培养基的通气量等参数。此外，还需要定期对发酵罐进行采样分析，以监测发酵过程中的菌种数量和产物浓度等指标。
当发酵过程达到一定的时间后，就可以进行收获和提取。收获时，将发酵液从发酵罐中取出，并进行初步的固液分离。然后，通过离心、过滤、浓缩等步骤，将目标产物从发酵液中提取出来。最后，对提取得到的产物进行纯化和检测，以确保产品的质量和纯度。 总结起来，液体深层培养方法是一种常用的发酵工艺，它通过在液体培养基中添加适量的菌种，控制好温度、氧气供应和pH值等条件，使菌种在液体中快速繁殖和产生目标产物。主要的工艺过程包括菌种接种、发酵培养、收获和提取等环节。通过严格控制这些环节，可以获得高质量的发酵产品。
微生物发酵
微生物发酵：利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。 液体发酵是在借鉴抗生素生产工艺的基础上，把菌丝体加入培养基中，将之与药材混合后放置于适温下进行发酵。液体发酵具有较高的物质传递效率，易于实现发酵工艺的自动化控制。固体发酵是以富含多种营养成分的农副产品如麦麸、甘蔗渣、玉米芯等作为发酵营养基质，用一种或多种真菌作为发酵菌种，在一定的温度、湿度条件下进行发酵。固体发酵在发酵过程中既生长菌体，又形成各种次生代谢物质，难以将其分离，统成为菌质。 固态发酵是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程。从生物反应过程中的本质考虑，固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程。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。 广义：微生物生长于不溶于水的基质，且基质上含有不同量的自由水(free water)。 狭义：微生物生长在潮湿不溶于水的基质进行发酵，在固体发酵过程中不含任何自由水，随著微生物产出的自由水的增加，固体发酵范围延伸至黏稠发酵(slurry fermentation)以及固体颗粒悬浮发酵 固体发酵的优点： 1. 培养基单纯，例如谷物类、小麦麸、小麦草、大宗谷物或农产品等均可被使用，发酵原料成本较经济。 2. 基质前处理较液体发酵少，例如简单加水使基质潮湿，或简单磨破基质增加接触面积即可，不需特殊机具，一般家庭即可进行步骤。 3. 因获得水分可减少杂菌污染，此种低灭菌步骤即可施行的发酵，适合低技术地区使用。 4. 能产生特殊产物，如红麴产生的红色色素是液体发酵的十倍，又Aspergillus 在固体发酵所产生的glucosidase较液体发酵产生的酵素更具耐热性。 5. 固体发酵相当于使用相当高的培养基，且能用较小的反应器进行发酵，单位体积的产量较液体为高。 6. 下游的回收纯化过程及废弃物处理通常较简化或单纯，常是整个基质都被使用，如做为饲料添加物则不需要回收及纯化，无废弃物的问题。 7. 固体发酵可食品产生特殊风味，并提高营养价值，如天培可作为肉类的代用品，其胺基酸及脂肪酸易被人体消化吸收。 固体发酵的缺点： 1. 限于低湿状态下生长的微生物，故可能的流程及产物较受限，一般较适合于真菌。 2. 在较致密的环境下发酵，其代谢热的移除常造成问题，尤其是大量生产时，常限制其大规模的产能。 3. 固态下各项参数不易侦测，尤其是液体发酵的各种探针不适用于固体发酵，pH值、湿度、基质浓度不易调控，Biomass不易量测，每批次发酵条件不易一致，再现性差。 4. 不易以搅拌方式进行质量传递(masss transfer)，因此发酵期间，物质的添加无法达到均匀。 5. 由于不易侦测，从发酵工程的观点来看，许多工作都只是在定性或观察性质，故不易设计反应器，难以量化生产或设计合理化的发酵流程。
液态深层发酵法制醋
液态深层发酵法制醋 1976 年，上海醋厂在有关单位的协作配合下，采用液态深层发酵法工艺制醋成功。以后，郑州酿造厂又从医药工业引进自吸式发酵罐，适应了新工艺的需要。济南酿造厂用液体深层通风发酵法酿醋代替固体倒缸法制醋，成本低，耗电降低30% 以上。若按年产2000 吨食醋计算，采用新工艺后，可以少用麸皮35 万公斤，谷糠11.5 万公斤。实际生产证明，“液法”比“固法”出醋率提高12% ，成本下降12% ，生产周期由原“固法”的25〜27天缩短为6〜7天；且“液法”醋质量，色泽较好，香甜可口，醋酸刺激味小，澄清，经调配质量达到部颁标准，群众反映良好。液态深层发酵，实现了制醋生产机械化、管道化，减轻了工人的体力劳动强度。广开了原料来源，提高了劳动效率。是酿造调味品工业的一项革新。 制作方法 1.调浆：淀粉加水调成12° B韵浆，同时加入碳酸钠调pH6.2 〜6.4，再按原料淀粉总重量加入氯化钙0.1%，B.F.7658 淀粉酶 0.4% ，充分搅匀。淀粉酶制剂用量以按效价单位计算为好，一般每克干淀粉约加酶制剂80〜100 单位。 2.液化、糖化：先在液化罐内加少量底水，升温至85C,再 用泵将粉浆打入，控制浆温85〜90C约10〜15分钟。用碘 液检查呈棕黄色，即为液体完全。再升温至100 C,维持10
分钟，灭菌，然后打入糖化罐（原罐也可），降温至60〜65 C。加入糖化曲液，按原料淀粉重量的10%称取麸曲，以40 C 温水浸泡2 小时，淋出酶液供用。保温2〜3 小时，糖液浓度可达13〜14° Be。 3.酒精发酵：将糖液打入酒精发酵罐，调整酒液浓度至7° Be, 然后降温至30 C。按糖液量接入10%的酵母种子液，保温 30〜32C,进行酒精发酵，50〜60小时，酒精含量可达6% 以上。 4.醋酸发酵：将酒精发酵液打入醋酸发酵罐，按规定种量接 入醋酸菌种子液，控制品温33〜37C。风量前期24小时内 为1 : 0.1%，中期48小时内为1 : 0.15%，后期为1 : 0.1%。 经6 小时左右，醋酸可达6%以上，待酒精耗尽，醋酸不再上升时 即可放罐。发酵液经过滤、配制、加热、灭菌后送入成品贮罐澄清。 5.连续发酵：完成醋酸发酵后，放出醋液1/3，加入酒精1/5，继续进行发酵，经24 小时左右，醋酸又可升至5%以上。如此反复连续发酵可达多次。
微生物发酵过程简介
微生物发酵过程即微生物反应过程,是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程; 根据微生物的种类不同好氧、厌氧、兼性厌氧,可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类; 1好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气,如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等; 2厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气,如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等; 3兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物,它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精,而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵,大量繁殖菌体细胞; 按照设备来分,发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵; 一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型,如酵母生产,由于其菌体迅速而大量繁殖,可抑制其他杂菌生长;所以敞口发酵设备要求简单;相反,密闭发酵是在密闭的设备内进行,所以设备要求严格,工艺也较复杂;浅盘发酵表面培养法是利用浅盘仅装一薄层培养液,接人菌种后进行表面培养,在液体上面形成一层菌膜;在缺乏通气设备时,对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法;深层发酵法是指在液体培养基内部不仅仅在表面进行的微生物培养过程; 液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术;同其他发酵方法相比,它具有很多优点： 1.液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境; 2.在液体中,菌体及营养物、产物包括热量易于扩散,使发酵可在均质或拟均质条件下进行,便于控制,易于扩大生产规模;
3.液体输送方便,易于机械化操作; 4.厂房面积小,生产效率高,易进行自动化控制,产品质量稳定; 5.产品易于提取、精制等;因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用; 工业生产常用微生物 微生物资源非常丰富,广布于土壤、水和空气中,尤以土壤中为最多;有的微生物从自然界中分离出来就能够被利用,有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变,得到突变株才能被利用;当前发酵工业所用 菌种的总趋势是从野生菌转向变异菌,从自然选育转向代谢控制育种,从诱发基因突变转向基因重组的 定向育种;工业生产上常用的微生物主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌,由于发酵工程本身的发展以 及遗传工程的介人,藻类、病毒等也正在逐步地变为工业生产用的微生物;其他微生物有担子菌、藻类; 培养基 培养基是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物;培养基的 成分和配比,对微生物的生长、发育、代谢及产物积累,甚至对发酵工业的生产工艺都有很大的影响;依据其在生产中的用途,可将培养基分成抱子 培养基、种子培养基和发酵培养基等;
发酵工艺学整理资料
发酵工艺学整理资料 1.发酵工程的概念:指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程 的理论和工程体系。 2.发酵工程的内容：微生物菌种选育和保藏，培养基和发酵设备的灭菌技术，空 气净化技术，菌种的扩大培养，代谢产物发酵生产，发酵过程中参数检测、分析 和控制技术，发酵过程中补料技术，产品分离纯化技术 3.巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的 4.发酵产品的类型： A微生物菌体发酵目的：获得微生物菌体细胞例如酵母和藻类、担子菌、 苏云金芽杆菌、疫苗等特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长稳定期 产量最高。 B微生物酶发酵目的：获得酶制剂和酶调节剂例如青霉素酰化酶、糖苷酶 抑制剂特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控作用的影响，在菌种 选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意 C微生物代谢产物发酵: 包括初级代谢产物（无种属特异性）和次级代谢产物 （微量、有种属特异性、特殊活性） D微生物转化发酵 生物转化：是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位(基团)的作用，使它转变 成结构相类似但具有更在经济价值的化合物 实质：利用微生物代谢过程中的某一酶或酶系将一种化合物转化成含有特殊功能 集团产物的生物化学反应。 E基因工程发酵 F 动、植物细胞产物的发酵 5.发酵的方法： A表面发酵培养 固体表面发酵培养：投资小、设备少、简单易行、适于小型化生产 B液体深层发酵培养 微生物细胞在液体深层中进行纯种培养的过程 6.液体深层发酵流程 保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵产物分离纯化 成品7.微生物转化与发酵的区别 发酵是通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生人们所需产品的过程。其核心 是微生物 8.菌种选育的目的： 提高发酵产量；改进菌种性能；去除多余组分；产生新的发酵产物 9.菌种选育基本理论：遗传与变异;遗传与变异的物质基础；基因突变的本质 10.菌种选育技术： A自然选育用途：分离、纯化、复壮菌种 B诱变育种用途：发酵工业广泛应用 C 原生质体融合用途：有两个合适亲本时的菌种选育 D基因工程育种用途：清楚微生物的遗传背景时的菌种选育 11.菌种退化和变异的原因 A遗传基因型的分离要点：遗传物质的多样化，群体繁殖 B 自发突变的结果可能原因：1）沙土管长期保藏 2)连续传代 3）新陈代谢产
[整理版]液态深层发酵醋的过程
[整理版]液态深层发酵醋的过程 食醋发酵产品化设计 1. 液体深层发酵工艺流程 原料磨浆调浆液化糖化酒精发酵酒母 α,淀粉酶、氯化糖化曲 钙、碳酸钠 成品贮存消毒配置过滤醋酸发酵 滤渣醋酸菌种子、蛋白水解 液 2. 发酵设备及操作要求 ? 淀粉粉碎调浆 锤式粉碎机粉碎细度40目左右。原料与水比例1:4。调浆池内调浆时加入 0.25%的α,淀粉酶(酶抑制剂2000u/g)，控制pH6.0~6.5，温度85~90?。由于钙离子有提高酶对热稳定性作用，加入无水氯化钙0.1%。 ? 淀粉液化 液化罐内加底水，升温至85~90?，待浆达定量后此温度下维持10min，然后打入醪液，冷却至60~62?待糖化。 ? 糖化 采用糖化剂为液体糖化曲，菌种是3912-12或UV-11型。将液化醪冷却至 60~62?，接入糖化曲，糖化30min后，冷却、输送入酒精发酵罐。 ? 酒精发酵
成熟酒母醪输入发酵罐内的糖化醪中进行酒精发酵。除了发酵初期，酵母中的活细胞大量繁殖需要一定氧气外，整个过程在密闭发酵罐中进行。罐压控制在 0.25×105Pa，发酵温度30 ~32?，发酵时间为60~70h。产品正常情况下酒精度为6.7%左右，总酸应控制在0.4%以下，残糖在0.2%左右。 ? 醋酸发酵 醋母一般采用种子罐液态醋母的通风培养方法。要求其必须活力强，无杂菌，接种量不低于10%。醋酸发酵过程是加水清洗罐，将空气过滤器用甲醛灭菌，空罐以0.98×105Pa压力灭菌30min，而后输入酒醪，30?时接入醋母。 ? 发酵液的后处理 醋酸发酵后放罐，打入压滤贮液罐中，用风压输入板框压滤机进行压滤，在滤液中加入2%~2.5%的食盐冲匀，在备兑池中取样测定，按质量标准进行配醋，经列管式热交换器加热至75~80?，而后输入成品贮存罐，以便沉淀贮存。再经洗渣并检验、包装即成为成品。
微生物发酵过程简介
微生物发酵过程简介 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
微生物发酵过程即微生物反应过程，是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。 根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧），可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。（1）好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。 （2）厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。 （3）兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。 按照设备来分，发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。 一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型，如酵母生产，由于其菌体迅速而大量繁殖，可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反，密闭发酵是在密闭的设备内进行，所以设备要求严格，工艺也较复杂。浅盘发酵（表面培养法）是利用浅盘仅装一薄层培养液，接人菌种后进行表面培养，在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时，对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部（不仅仅在表面）进行的微生物培养过程。 液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比，它具有很多优点： 1.液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。 2.在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。 3.液体输送方便，易于机械化操作。 4.厂房面积小，生产效率高，易进行自动化控制，产品质量稳定。
食用菌的液体深层发酵技术
食用菌的液体深层发酵技术 2007-12-04液体发酵技术属于现代生物技术之一。 深层发酵技术直接生产食用菌菌体，同时获得富含氨基酸等营养成分的发酵液。 一、深层发酵培养基的选择 1、食用菌液体深层发酵技术研究的关键是培养基。不同食用菌要用不同的培养基进行培养，因此，培养基的选择与配制是食用菌液体深层发酵技术的关键。 食用菌的深层液体发酵生产主要是采用了抗生素生产的工艺和设备，其工艺大致是：母种——一级种子——二级种子——发酵罐深层发酵 根据培养基组成的不同，可分为天然培养基和合成培养基。天然培养基的组成均为天然有机物，合成培养基则是采用一些已知化合成分的营养物质作为培养基，无论哪一种培养基，其组成都离不开碳源、氮源、无机盐、微量元素、维生素和生长素等。 2、选择培养基时应注意的问题 (1) 氮源过多会引起菌丝生长过于旺盛，不利于代谢产物的积累。碳源不足，又容易引起菌体衰老和自溶，碳、氮比不当，会影响菌丝按比例地吸收营养物质。 (2) 同一种原料因产地不同其营养成分有差异，这在
氮源表现得较明显，如大豆、玉米浆、蛋白陈等，必须记下每一种原料的产地、批号、生产厂等，并对原料进行化学成分分析。 (3) 水质对发酵生产的影响也很大，自来水、地表水、河水、并水、雪水等，其中所含溶解氧、金属离子及酸碱度等均有差异。另外，有的水中还含有较多的氯离了。因此应对水质进行化学分析。 (4) 高温(或高压)灭菌会引起某些营养成分的破坏，特别是还原糖、氨基酸和肽类等共同加热时，会形成与—羟甲基糠醛及类黑精等物质。赖氨酸最容易与糖发生反应，形成棕色物。这些在选择培养基及灭菌时都应预先想到。 二、食用菌的摇瓶培养 将食用菌的试管母种接人已灭菌的三角瓶培养液中，然后置于摇床上振荡培养，这种培养方式即为摇瓶培养。经过摇瓶培养的菌丝体呈球状、絮状等多种形态。培养液可呈糊状，消液状等状态，有或无清香味及其他异味。菌液中有菌株发酵产生的次生代谢产物，可呈不同的颜色。在进行菌株的初期培养或生理生代研究时，一般皆采用摇瓶培养法。 影响摇瓶培养菌丝体及次生代谢产物产生的因素有：培养温度、摇床的振荡频率和瓶子的装料系数、pH值、
食用菌深层发酵技术及应用一食用菌的深层发酵技术食用菌液体
食用菌深层发酵技术及应用 菌的深层发酵技术 体深层发酵生产主要采用了抗生素生产的工艺和设备。其工艺流程是：母种→摇瓶菌种→种子罐→发酵罐养基的配制 养基的组成：培养基是食用菌生存的基质。它主要是由含碳、氮物质、矿质元素和生长素类物质组成。个适合所培养的食用菌的酸碱度(pH值)、合适的渗透压(浓度)。培养基根据其原料的来源不同可分为合者，其组成成分均为人工合成或提纯的化学物质，它们在培养基中的含量是可以准确控制的；后者其组存在的，在培养基中的含量不易准确控制。由于食用菌深层发酵研究起步较晚，所以其培养基研究的不双孢蘑菇和羊肚菌研究的较多。在国内则对灵芝、蜜环菌、银耳芽孢、香菇、猴头和冬虫夏草均有研究其培养基的主要成分和条件如下： 水分是培养基中含量最多、最基本的成分。一般来说，自来水或地下水都行，但必须是干净无污染的水质：食用菌深层发酵时，其培养基中的碳源主要为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、木糖、阿拉伯糖及淀基中的浓度一般为2%～6%，浓度过高则阻碍培养基中氧气的溶解度，不利于食用菌菌丝的生长。很多蜜、豆浆水、酒精水、柠檬酸废水等中均含有适合食用菌生长发育的碳源。不同种类的食用菌对各种碳松口蘑、牛肝菌和粉褶环柄菇等菌易利用果胶、淀粉、葡萄糖等碳源，不易利用阿拉伯糖和木糖。双孢—阿拉伯糖和葡萄糖，不能利用淀粉和乙酸盐。香菇和侧耳的碳源以葡萄糖和甘油最好。但香菇还可利利用乙醇，但其收获量却仅为以葡萄糖为碳源时的55%。用乙醇或酒精水代替葡萄糖是发酵工业上以矿一。 ，同一种食用菌液体培养和固体培养时的培养基往往不同。如香菇、侧耳等，在固体培养时可以利用木素等碳源，在液体培养时一般不宜加入这些碳源。 材料看，从产量和营养价值出发，最理想的食用菌的碳源为：葡萄糖适合所有食用菌；双孢蘑菇适合玉
典型的液体深层搅拌发酵生产工艺流程
典型的液体深层搅拌发酵生产工艺流程 一、引言 液体深层搅拌发酵是一种常见的生产工艺，广泛应用于食品、饮料、制药等行业。本文将介绍典型的液体深层搅拌发酵生产工艺流程。 二、原料准备 在液体深层搅拌发酵生产工艺中，合理选择和准备原料是至关重要的。首先，要选择高质量的基础原料，如葡萄糖、酵母粉等。其次，根据产品的要求，添加适量的辅料，如维生素、矿物质等。 三、预处理 预处理是液体深层搅拌发酵生产工艺中的重要环节。首先，对原料进行清洗和消毒，以确保生产过程的卫生安全。然后，对原料进行破碎、研磨等处理，以增加原料的表面积，有利于后续的发酵过程。 四、发酵罐灌装 将预处理好的原料通过管道输送至发酵罐。发酵罐应具备良好的密封性和可控性，以确保发酵过程的稳定性和高效性。在灌装过程中，要注意避免原料的污染和氧气的进入，以免影响发酵效果。 五、接种发酵剂 接种发酵剂是液体深层搅拌发酵生产工艺中的关键步骤。发酵剂应选择高活性的酵母菌株，并进行合理培养和繁殖。接种发酵剂时，
要注意控制接种量和时间，以确保发酵过程的正常进行。 六、发酵过程 发酵过程是液体深层搅拌发酵生产工艺的核心环节。在发酵过程中，需要控制好温度、pH值、氧气含量等参数，以提供适宜的生长环境。同时，要进行适度的搅拌，以保证发酵液的均匀性和氧气的供应。 七、监测与控制 在整个发酵过程中，需要对关键参数进行实时监测和控制。通过合适的传感器和仪器，可以监测温度、pH值、溶解氧含量等指标的变化。当参数偏离预设范围时，应及时调整搅拌速度、供氧量等操作，以保持发酵过程的稳定性。 八、发酵结束与收获 当发酵过程达到预设的终点条件时，即可停止发酵。此时，发酵液中的产物已达到理想的含量和质量。接下来，可以通过过滤、分离等操作，将产物与发酵液分离。最后，对产物进行处理和包装，以便后续的储存和销售。 九、清洗与消毒 在液体深层搅拌发酵生产工艺结束后，需要对设备和管道进行彻底的清洗和消毒。这是为了防止微生物的滋生和传播，确保下一批次的生产过程的卫生安全。
加工技术-我国食用菌深加工技术的六种创新工艺
加工技术-我国食用菌深加工技术的六种创新工艺 食用菌味道鲜美，不仅具有高蛋白、低脂肪、低热量的特点，素有“素中之荤”之称，且富含多糖、膳食纤维等多种功能性物质，在抗肿瘤、增强免疫力、降血压血脂、抗衰老等方面作用明显。这些特点引起了保健食品和生物制药领域的广泛兴趣。食用菌的深加工品属于中药和保健品的范畴，因此中药和保健品的深加工技术同样适用于食用菌的深加工。 01液体深层发酵技术 发酵属于生物工程技术范畴，是生物技术转化为生产力的重要途径。它在食用菌功能食品开发中已经得到深入的研究和广泛的应用。目前研究的热点多集中在食用菌液体发酵条件、液体深层发酵动力学研究及发酵所得菌丝的形态学和生理活性物质的研究等。食用菌液体深层发酵技术不仅可以实现食用菌菌丝的批量生产，同时又可以从发酵液中提取多糖、生物碱、萜类、甾醇等多种对人体有利的生理活性物质，为食用菌功能性食品的生产和开发提供了有力保证。 02超细粉体技术 目前国外对粒径小于３μｍ的粉体称为超细粉体。超细粉体技术是近几十年来发展起来的一门新技术，物料经超微粉碎后可完整地保持其有效成分。灵芝、茯苓等经超细粉后，增加了多糖、三萜类等有效成分的比表面积，便于人体吸收和利用。金针菇、香菇中膳食纤维含量比较丰富，两者经超微粉碎后，大大提高了膳食纤维的可利用率，显著提高人体的消化吸收率。 03微胶囊技术 微胶囊技术是一种采用特定设备和特殊方法，把分散的固体颗粒、液滴或气体完全包封在一层微小、半透性或封闭的膜内形成微小粒子的技术。许多食用菌
经微胶囊包覆后，更好的控制了其有效成分的缓释速度，增强了其利用率。除此之外，灵芝经微胶囊技术加工后，能屏蔽掉三萜类等物质的不良口感。目前，微胶囊技术广泛应用在食用、医药和生物化工领域。 04超临界流体萃取技术 超临界流体萃取技术是近年来快速发展的高新技术，其原理是将超临界流体控制在超过临界温度和临界压力的条件下，从目标物中萃取成分，当恢复到常压和常温时，溶解在超临界流体中的成分即与超临界流体分开。目前流行的超临界流体ＣＯ２萃取技术，已在生物、医药等许多加工领域达到实用阶段并且取得了显著成效。超临界萃取技术在萃取灵芝三萜醇、蒙古口蘑多糖的应用上都取得了较好的效果。 05生物酶技术 生物酶技术是基于酶解作用选择性破坏植物细胞壁，使植物细胞内的成分更容易溶解、扩散，具有成分浸出率高、减少热敏成分损失、降低能耗、减少污染、简化工艺等优势，广泛应用于食品工业、饲料工业、纺织和洗涤等。将生物酶技术应用于食用菌深加工，不仅可以有效破坏食用菌细胞壁的致密结构，提高多糖、蛋白质等功能物质溶出，而且也可酶解大分子物质为小分子物质，以便扩散、去杂，改善产品风味。常用生物酶有纤维素酶、蛋白酶、果胶酶等。 06超高压技术 超高压技术是食品加工的尖端技术之一，是对以热力加工为主导的传统加工方式的重大变革，不仅有利于保持食物的营养和风味，而且能耗低，代表了食品非热加工的发展方向。研究发现超高压杀菌速度快，效率高，能够钝化内源酶进而阻止食品酶促褐变的发生，同时对食品营养和品质有良好的保持效果。超高压技术具有多重应用效果，其应用越来越广泛。近几年，科技工作者将其延伸到了
液体深层发酵
液体深层发酵 一、液体深层发酵的操作方式。根据操作方式的不同,液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵和补料分批发酵三种类型. 1、分批发酵。营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。特点：一次性；发酵过程中，营养不断减少，微生物不断增殖，环境非稳态;微生物生长的四个时期明显。应用：广泛. 2、连续发酵。连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基,同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。稳定状态可以有效地延长分批培养中的对数期。特点：培养基等量流入流出;各种变化＝0;微生物群体生长的四个时期不存在。应用：常用于废水处理、葡萄糖酸、酒精、氨基酸发酵等工业中. 优点：操作稳定；利于机械、自动化；提高设备的利用率；减少灭菌次数；易于过程优化. 缺点：易染菌；微生物易变异;对产品类型的适应性不广；对设备及附件要求高。 3、补料分批发酵. 补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术.通过向培养系统中补充物料，可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高产率的目的. 特点：可以解除底物抑制、产物抑制、分解阻遏或克服微生物过度生长；提高有用产物的转化率; 应用：应用广泛，用于面包酵母、氨基酸、抗生素等工业；二、发酵工艺控制。发酵过程中,为了能对生产过程进行必要的控制，需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。反映发酵过程变化的参数可以分为两类：（1）直接参数：可以直接采用特定的传感器检测的参数。它们包括反映物理环境和化学环境变化的参数，如温度、压力、搅拌功率、转速、泡沫、发酵液粘度、浊度、ｐＨ、离子浓度、溶解氧、基质浓度等。(2)间接参数：至今尚难于用传感器来检测的参数，包括细胞生长速率、产物合成速率和呼吸嫡等。这些参数需要根据一些直接参数，借助于电脑计算和特定的数学模型才能得到。上述参数中，对发酵过程影响较大的有温度、pＨ、溶解氧浓度等。 1、温度：温度能影响酶的活性，也能影响生物合成的途径。温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。应采用具备热交换装置发酵罐. 2、pH：pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况.还会影响培养基中营养物质的分解等.常用的控制方法有：①调整生理碱性和酸性盐类的比例；②选择不同C、N的种类和比例；③添加缓冲剂。 3、溶解氧:在发酵过程中菌种只能利用溶解氧。因此,必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，以提高氧在发酵液中的溶解度。 4、泡沫:发酵过程中,通气、搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。过多的持久性泡沫对发酵是不利的。常采用机械消泡和消泡剂消沫。 5、营养物质的浓度：发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。三、发酵设备。进行微生物深层培养的设备统称发酵罐。由于微生物有好氧与厌氧之分,所以其培养装置也相应地分为好氧发酵设备与厌氧发酵设备. （1)液态好氧发酵罐。特点：有冷却装置。有通风装置。代表：机械搅拌发酵罐、通气搅拌发酵罐。 (2)液态厌氧发酵罐。特点：有冷却装置. 没有通风装置。代表：酒精发酵罐、啤酒发酵罐。 1、机械搅拌式发酵罐. 它是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促进氧的溶解，以保证供给微生物生长繁殖和代谢所需的溶解氧。类型：通用式发酵罐、自吸式发酵罐。 2、通风搅拌式发酵罐。