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。
在通风搅拌式发酵罐中，通风的目的不仅是供给微生物所需要的氧，同时还利用通入发酵罐的空气，代替搅拌器使发酵液均匀混合。类型：循环式通风发酵罐（空气带升式发酵罐或带升式发酵罐）、高位塔式发酵罐。 3、厌氧发酵设备。特点：严格的厌氧液体深层发酵的主要特色是排除发酵罐中的氧。类型:酒精发酵罐和用于啤酒生产的锥底立式发酵罐。
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？
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。
(精选)食用菌液体深层发酵技术与应用
－－来源：互联网点击数：847 更新时刻：2020年03月06日【字体：大中小】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，同时取得富含氨基酸等营养成份的发酵液。 深层发酵培育基的选择 一、食用菌液体深层发酵技术研究的关键是培育基。不同食用菌要用不同的培育基进行培育，因此，培育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若是采纳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。 依照培育基组成的不同，可分为天然培育基和合成培育基。天然培育基的组成均为天然有机物，合成培育基那么是采纳一些已知化合成份的营养物质作为培育基，不管哪一种培育基，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。 二、选择培育基时应注意的问题 (1) 氮源过量会引发菌丝生长过于旺盛，无益于代谢产物的积存。碳源不足，又容易引发菌体衰老和自溶，碳、氮比不妥，会阻碍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份有不同，这在氮源表现得较明显，如大豆、玉米浆、蛋白陈等，必需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份分析。 (3) 水质对发酵生产的阻碍也专门大，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不同。另外，有的水中还含有较多的氯离了。因此应付水质进行化学分析。 (4) 高温(或高压)灭菌会引发某些营养成份的破坏，专门是还原糖、氨基酸和肽类等一起加热时，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映，形成棕色物。这些在选择培育基及灭菌时都应预先想到。 食用菌的摇瓶培育 将食用菌的试管母种接人已灭菌的三角瓶培育液中，然后置于摇床上振荡培育，这种培育方式即为摇瓶培育。通过摇瓶培育的菌丝体呈球状、絮状等多种形态。培育液可呈糊状，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育或生理生代研究时，一样皆采纳摇瓶培育法。 阻碍摇瓶培育菌丝体及次生代谢产物产生的因素有：培育温度、摇床的振荡频率和瓶子的装料系数、pH值、菌龄、接种量、培育液的粘度和光照等。 食用菌的发酵罐深层培育
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。
科技成果——食用菌(金针菇、香菇)深层液体发酵与多糖的提取
科技成果——食用菌（金针菇、香菇）深层液体 发酵与多糖的提取 技术开发单位北京大学 成果简介 金针菇和香菇均属于能形成子实体的大型真菌类食用菌，它们都有较高的营养和医药价值，是人类可以利用的宝贵自然资源；但由于它的栽培周期长，限制了对此真菌资源的开发利用。为此以深层液体发酵，在极短的时间内获得菌丝、微生物蛋白、多糖类物质为代表的功能食品，在医药的开发应用等方面具有广阔的前景。 本项目为大型食用真菌、深层发酵法工业规模生产提供了技术基础，并取得其多糖，然后以多糖为基础，研究其在营养品、医学方面的应用。 技术优势 金针菇富含蛋白质、多种氨基酸和维生素，其所含人体必需氨基酸均高于一般菇类，其中赖氨酸及精氨酸特别丰富，能促进儿童智力发育，健康成长。金针菇还含有“朴菇素”，具有明显的抗癌和预防高血压及治疗胃溃荡的作用，是一种很好的保健食品。在国际市场上仅次于蘑菇、香菇而成为第三位的主要食用菇。 香菇除含有丰富的蛋白质和维生素B1、B2、D，微量元素钙、钠、磷等外，还含有香菇腺嘌呤和酶氨酸转化酶，能降低人的血压，降低胆固醇，防止肝硬化。香菇对干扰素的生成具有诱导作用，因香菇中含干扰素抑制作用剂，即诱导剂，诱导人体产生干扰素，干扰素起了
抗癌作用，特别是香菇多糖具有良好的抗癌效果。 综上所述，开发金针菇、香菇的工业规模的生产，以发酵法获得菌丝，进一步提取多糖，研制其各种功能食品，市场上需求量大，前景看好。 本技术的优势在于以液体深层发酵法来生产金针菇、香菇菌丝，提取其多糖，不受季节和土地的限制，有着很好的应用前景。 项目所处阶段 本项目属小试技术，目前正在研究开发制取功能食品和药品。 投资估算 主要设备：种子罐、发酵罐、空气过滤系统、压力为2kg/cm2的蒸汽锅炉、离心机、蒸馏塔、真空浓缩设备、100千伏安/小时的电力系统，供给量为0.5-1吨/小时。 主要原料：黄豆粉、玉米粉和无机盐等。 投资估算：约150万元。 接产条件 1、具有高中以上文化的工人，大专以上的工程技术人员及熟悉发酵知识的技术人员。 2、环境卫生达国家标准。 经济效益预测 按1000吨生产规模计，年产值可达5000万元。 合作方式 联合开发
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。
食用菌深层发酵
食用菌深层发酵技术及应用 发酵罐(26℃，39～59千帕，通风1米2发酵液通人1米2份空气，6～7天)。 孢子数为3.5x109个/毫升，多糖含量2540微克/毫升 (三)食用菌液体深层发酵在其他方面的应用 1.在医药上的应用：食用菌在深层发酵过程中，其发酵产品作为药品，如口服液、软饮料等已被人们接受。在发酵过程中，产生多糖、多肽、生物碱、萜类化合物、甾醇、甙类、酶、核酸、氨基酸、微生素等多种生理活性物质。这些物质有对人体心血管、肝脏、神经系统等人体器官的防病治病作用以及抗癌、抗炎、抗衰老、抗菌、抗溃疡等功效。 近30年来已有一些产品投放市场，如马来酸麦角新碱注射液、香菇多糖片(注射液)、猴菇菌片、蜜环菌片、香云片、云芝糖肽胶囊等。 (1)香菇多糖的生产： 1)工艺流程： 26℃26℃26℃，8天斜面母种————→一级摇瓶种子——————→二级摇瓶种子—————→三级15天静置12～15天60-80转/分 26℃，12～15天26℃，5～6天罐压39～59千帕 摇瓶种子———————→种子罐—————————————→ 60～80转/分1米3发酵液通人1米3/分空气 2)培养基： ①斜面培养基(％)：葡萄糖2.0，酵母膏0.5，磷酸二氢钾0.l，7水硫酸镁0.1，琼脂2.0，pH值自然。 ②种子培养基(％)：葡萄糖1.0，蛋白胨0.12，酵母膏0.12，磷酸二氢钾0.15，7水硫酸镁0.05，微量元素液0.1，pH值7.00。 ③发酵培养基(％)：葡萄糖5.0，蛋白胨0.25，酵母膏0.25，氯化钙0.05，磷酸二氢钾 0.25，7水硫酸镁0.05，微量元素液0.2，pH值7.0。 一般情况下，8天菌龄时香菇多糖产生最多。用水浸提浓缩即可生产香菇多糖粉剂。若要生产饮料，则可在发酵液中加入0.06%～0.1%的柠檬酸，调pH值为5.5，加热至45—55℃，保持5～6小时，再升温至75℃，30分灭酶活，板框过滤，取滤液加入30%白糖液，加柠檬酸调pH值为5.0，加入0.01%山梨酸钾。此液滤后即为香菇保健饮料。 (2)银耳孢子的发酵： 1)生产工艺： 28℃28℃，2天28℃，3天 斜面菌种———→一级摇瓶种子——————→二级摇瓶种子—————→发酵罐4天220转/分220转/分 28℃，60～68小时 —————————————————————→ 280～330转/分,1米3发酵液通入1米3/分空气 2)培养基： ①斜面菌种：PDA。 一级摇瓶种子：马铃薯20%，蔗糖2%，硫酸铵0.2%，pH自然。 二级摇瓶种子：同一级摇瓶种子。
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。
微生物发酵过程
微生物发酵过程 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。 ４．２．１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。 ４．２．２．培养基 ４．２．２．１培养基的种类 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。 （1）抱子培养基抱于培养基是供制备泡子用的。 （2）种于培养基种子培养基是供抱子发芽和菌体生长繁殖用的。
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。
发酵工程知识点总结
➢名词解释（每个3分） ➢填空题 ➢单项选择题 ➢计算题（2题） ➢简答题（4-5题） ➢分析题（1-2题） ➢论述或问答题(1题） 第一章 1发酵和发酵工程的概念 发酵 狭义：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。广义：凡是培养细胞（动、植物和微生物细胞）来制得产品的过程。 发酵工程 研究发酵工业生产过程中，各个单元操作的工艺和设备的一门科学 2、发酵工程研究的内容 ※发酵工业用生产菌种的选育：◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种 ※发酵条件的优化与控制 ※生物反应器的设计 ※发酵产物的分离、提取和精制 3、发酵类型 1 按发酵产品的类型划分 2 按发酵工艺是否需氧划分 ※厌氧发酵：如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵 ※通风发酵：如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等 3 按发酵工艺培养基的状态划分 ※固态发酵：主要应用于传统酿造业。 ※液态发酵：，是目前发酵工业所采用的主要工艺。 4、发酵工艺培养方法 发酵工艺培养方法有：固态发酵工艺和液态发酵工艺 1固态发酵工艺※固态薄层发酵※固态厚层（通风）发酵 2 液态发酵工艺 ※液态表面发酵（浅盘发酵）工艺 ※液态深层通风发酵(Submerged fermentation)液态深层通风发酵是指在无菌条件下，在 液体培养基内部进行微生物培养，获得产品的过程。它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、搅拌使空气均匀、培养基灭菌和无菌接种。液态深层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺。 5、分批发酵，分批补料发酵 分批发酵(batch-process)：在生物反应器内投入限量培养基后，接入微生物菌种进行培养，完成一个生长周期，获得产品的微生物培养方法。是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形式。
味精的发酵
姓名:赵英琴班级:11级中药一斑学号:20115111057 一，谷氨酸棒状杆菌发酵生产味精 调控： 1.氧浓度 供氧不足：无氧呼吸生 成乳酸，使发酵液的pH值 下降，不利于谷氨酸的产生 2、发酵液pH pH对细胞的生长和谷 氨酸脱氢酶的活性有影响。 一般保持在7.0-7.5， 3、发酵液中的碳氮比 发酵过程中,应正确控 制碳氮比。一般在菌体生长 期碳氮比应大一些(氮低）, 在产酸期,碳氮比应小些 (氮高）。在碳源和氮源的比 为3∶1时，谷氨酸棒状杆 菌会大量合成谷氨酸，但当 碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸 4、发酵温度 发酵前期应采取菌体生长最适温度,即30～32 ℃。发酵中、后期菌体生长基本停止, 为积累大量谷氨酸, 应适当 提高发酵温度 5、注意原料适时添加和产物适时排 出。 二，微生物发酵过程 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。 2 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。
[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